【正文】 波特率不要小于60K，否則會出現(xiàn)總線出錯的情況。輸出端的CANH與CANL之間需要接一個120歐姆的終端電阻，以消除通信電纜中的信號反射，保證通訊正常。82C250的引腳下CANL和CANH通過一只5歐姆的電阻與CAN總線相連，該電阻具有限流保護作用，使82C250免受過流沖擊。為了消除總線上的高頻干擾和電磁輻射，在引腳CANH和CANL與地之間并聯(lián)兩只30pF的電容。考慮雷擊的情況，在引腳CAN總線和地之間還接有防雷擊管，當輸入端與地之間出現(xiàn)瞬變干擾時，防雷擊管的放點具有一定的保護作用。 模數(shù)轉(zhuǎn)換即A/D轉(zhuǎn)換，或簡稱ADC，通常是指一個將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個輸出的數(shù)字信號。由于數(shù)字信號本身不具有實際意義，僅僅表示一個相對大小。故任何模數(shù)轉(zhuǎn)換都需要一個參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標準，比較常見的參考標準為最大的可轉(zhuǎn)換信號大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。隨著數(shù)字電子技術的迅速發(fā)展，各種數(shù)字設備，特別是數(shù)字電子計算機的應用日益廣泛，幾乎滲透到國民經(jīng)濟的所有領域之中。數(shù)字計算機只能夠?qū)?shù)字信號進行處理，處理的結果還是數(shù)字量，它在用于生產(chǎn)過程自動控制的時候，所要處理的變量往往是連續(xù)變化的物理量，如溫度、壓力、速度等都是模擬量，這些非電子信號的模擬量先要經(jīng)過傳感器變成電壓或者電流信號， 然后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，才能夠送往計算機進行處理。 模數(shù)轉(zhuǎn)換過程包括量化和編碼。量化是將模擬信號量程分成許多離散量級，并確定輸入信號所屬的量級。編碼是對每一量級分配唯一的數(shù)字碼，并確定與輸入信號相對應的代碼。最普通的碼制是二進制，它有2的n次方個量級（n為位數(shù)）,可依次逐個編號。模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法很多，從轉(zhuǎn)換原理來分可分為直接法和間接法兩大類。 直接法是直接將電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。它用數(shù)模網(wǎng)絡輸出的一套基準電壓，從高位起逐位與被測電壓反復比較，直到二者達到或接近平衡（見圖）?？刂七壿嬆軐崿F(xiàn)對分搜索的控制，其比較方法如同天平稱重。先使二進位制數(shù)的最高位Dn1=1，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后得到量程一半的模擬電壓VS，與輸入電壓Vin相比較，若VinVS,則保留這一位；若VinVs，則Dn1=0。然后使下一位Dn2=1,與上一次的結果一起經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后與Vin相比較,重復這一過程，直到使D0=1，再與Vin相比較,由VinVS還是VinV來決定是否保留這一位。經(jīng)過n次比較后，n位寄存器的狀態(tài)即為轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。這種直接逐位比較型轉(zhuǎn)換器是一種高速的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換精度很高，但對干擾的抑制能力較差，常用提高數(shù)據(jù)放大器性能的方法來彌補。它在計算機接口電路中用得最普遍。間接法不將電壓直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字，而是首先轉(zhuǎn)換成某一中間量,再由中間量轉(zhuǎn)換成數(shù)字。常用的有電壓時間間隔(V/T)型和電壓頻率(V/F)型兩種，其中電壓時間間隔型中的雙斜率法（又稱雙積分法）用得較為普遍。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選用具體取決于輸入電平、輸出形式、控制性質(zhì)以及需要的速度、分辨率和精度。用半導體分立元件制成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器常常采用單元結構，隨著大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，模數(shù)轉(zhuǎn)換器體積逐漸縮小為一塊模板、一塊集成電路。在本論文的具體應用硬件電路設計如圖34所示。 圖35 電路原理圖 圖中R1和C1組成上電復位電路，在加點過程中，確保芯片正常啟動運行。AD780芯片為其提供問穩(wěn)定的參考電壓，保證模擬信息轉(zhuǎn)換的正確性。芯片AD7714的串行接口包含5個信號：DOUT、DIN、SCLK、DRDY和CS，、。DIN線用于把數(shù)據(jù)傳送到片內(nèi)寄存器，DOUT線用于從片內(nèi)寄存器訪問數(shù)據(jù)。SCLK是器件的串行時鐘輸入，所有的數(shù)據(jù)傳送（在DIN或DOUT）相對于此SCLK信號而發(fā)生；為確保芯片數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換可靠，AD7714在和80C320單片機相連時，提高SCKL信號的引腳在空閑時應為高電平。當數(shù)據(jù)寄存器中有新的數(shù)據(jù)字可供使用時，DRDY變?yōu)榈碗娖?。當對?shù)據(jù)寄存器的讀操作完成時，它復位至高電平。第四章 地面自動氣象監(jiān)測儀的軟件設計 地面自動氣象監(jiān)測儀的軟件主要是指氣象數(shù)據(jù)采集處理器軟件，其次還應包含計算機處理分析系統(tǒng)軟件，各自的實現(xiàn)功能完全不同。數(shù)據(jù)采集處理器軟件在文章中作為重點介紹，計算機處理分析系統(tǒng)軟件只作功能介紹。 程序初始化模塊設計初始化模塊決定整個系統(tǒng)的工作方式，初始化部分包括80C320工作模式初始化，定時器初始化，通信參數(shù)初始化，RAM檢查，通信狀態(tài)和緩沖清零等，保證系統(tǒng)按既定計劃完成程序初始化并進入到系統(tǒng)正常運行，初始化流程圖如圖1所示。 圖41 初始化流程圖氣象數(shù)據(jù)讀取模塊是程序的關鍵，它是氣象數(shù)據(jù)獲取的源泉，包括風向、風速、溫度、濕度、雨量和氣壓等氣象數(shù)據(jù)的讀取。工作流程圖如圖42所示。 圖42氣象數(shù)據(jù)讀取模塊流程圖 定時任務模塊軟件是數(shù)據(jù)采集處理器完成所有數(shù)據(jù)計算、處理和貯存的功能，模塊軟件主要完成的任務有：（1）計算出一分鐘風向和風速的滑動平均，計算出二分鐘風向和風速的滑動平均；計算出十分鐘風向與風速的滑動平均，計算出風速本小時的最大值與其對應的風向值，出現(xiàn)的時間；計算出風速一天內(nèi)出現(xiàn)的最大值及其對應的風向值，出現(xiàn)的時間；（2）計算出1分鐘內(nèi)溫度的滑動平均，計算出在本小時內(nèi)溫度的最大值和最小值及其對應出現(xiàn)的時間；計算出在一天內(nèi)溫度的最大值和最小值及其對應出現(xiàn)的時間；（3）計算出1分鐘濕度的滑動平均，計算出本小時內(nèi)濕度的最大值和最小值及其對應出現(xiàn)的時間；（4）計算出一分鐘氣壓的滑動平均，計算出當?shù)睾Ｆ矫鏆鈮褐担嬎愠鲈诒拘r內(nèi)氣壓的最大值和最小值及其對應出現(xiàn)的時間；（5）記錄當前分鐘雨量值，計算出本地小時雨量值，計算出本地日雨量值；（6）存貯當前所有氣象數(shù)據(jù)；（7）檢查并完成各種預設的計劃任務。工作流程圖如圖43所示。 接收和發(fā)送模塊軟件除包括發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)兩大部分外，一是檢查發(fā)送數(shù)據(jù)是否結束，確認結束恢復空閑狀態(tài)，二是檢查接收數(shù)據(jù)是否結束，確認結束恢復空閑狀態(tài)；另外還應包含發(fā)送和接收過程中是否正?；蛘叱瑫r，對于各種異常情況要及時處理，回復到正常發(fā)送接收狀態(tài)。其工作流程圖如圖44所示。 檢查并完成各種預設的計劃任務計算1分鐘氣壓值、海平面氣壓值，計算本小時氣壓最大值，最小值 存貯當前所有氣象數(shù)據(jù) 記錄1分鐘雨量值，計算本小時雨量值和日雨量值 返回 計算1分鐘濕度值，計算本小時的最大值和最小值 計算1分鐘的溫度值，計算小時和日最低值，最高值計算1,2和10分鐘的風向風速平均值，計算小時和日最大值 開始 圖43 定時任務模塊流程圖 圖44接收和發(fā)送模塊工作流程圖接收和發(fā)送模塊軟件設計非常重要，它決定了氣象數(shù)據(jù)的可靠性，也是了解掌握儀器運行狀態(tài)的關鍵部分。模塊軟件主要完成的任務是檢查所有氣象傳感器的工作狀態(tài)是否正常，發(fā)現(xiàn)異常后作出相應的處理，及時應對氣象傳感器所出現(xiàn)的異常情況。另外對關鍵部件（如A/D芯片，內(nèi)存芯片）進行自檢并做出檢查標志。其工作流程圖如圖45所示。 LED顯示模塊設計比較簡單，只要將氣象信息顯示出來就可以了。模塊設計包括命令字的寫入，設置顯示工作方式，將氣象數(shù)據(jù)資料寫入指定的存貯區(qū)，氣象數(shù)據(jù)就會自動顯示出來。其工作流程圖如圖46所示。 開始異常處理模塊，標志出錯格雷碼位風向傳感器正常？風速傳感器正常？異常處理模塊，標志干簧管通斷異常雨量傳感器正常？異常處理模塊，標志鉑電阻異常溫度傳感器正常？異常處理模塊，標志濕敏電容異常濕度傳感器正常？ 異常處理模塊，標志氣壓值異常氣壓傳感器正常？ 返回儀器自檢，正常？異常處理模塊，標志相應部位異常異常處理模塊，標志靜風或大風異常 NN Y N Y Y N Y N Y Y N Y Y N Y N Y 圖45 檢查和異常處理模塊工作流程圖 開始 返回 寫入顯示氣象數(shù)據(jù) 寫入顯示寄存器地址 寫入命令字，設置顯示方式 寫入控制字，初始化顯示芯片 圖46 LED顯示模塊工作流程圖 計算機終端處理軟件是用戶收集和查看氣象資料的主要界面，它包括下面功能：數(shù)據(jù)采集功能，通信功能，數(shù)據(jù)處理，顯示方式，參數(shù)設置，狀態(tài)監(jiān)控等。根據(jù)所需功能編寫的計算機處理分析系統(tǒng)軟件界面如圖下47所示。數(shù)據(jù)采集功能是指按用戶使用計算機通過傳送媒介采集地面自動氣象監(jiān)測儀的氣象數(shù)據(jù)。按時間的順序，在軟件畫面分為瞬時資料采集，正點資料采集和過時資料采集三個按鍵。選擇瞬時資料采集按鍵回車后，程序就會按你選定的通信站點逐一進行瞬時資料采集，將返回的數(shù)據(jù)顯示；選擇正點資料采集按鍵回車后，程序就會按你選定的通信站點逐一進行正點資料采集，將返回的數(shù)據(jù)顯示并保存下來，方便以后查閱；選擇過時資料采集按鍵回車后，程序就會按你選定的通信站點名逐一進行過時資料采集，時段取你屏幕上設定的時間。并將返回的數(shù)據(jù)顯示、保存下來，方便查閱。 通信功能包括下列七項內(nèi)容：終止當前通信任務，選擇這項回車后，就會將當前進行的通信任務全部取消，包括你選擇的和你定時正在進行的通信任務。檢查自動站狀態(tài)，選擇這項按回車后，程序就會按你選定的通信站名進行逐一檢查，并將返回的“自動站狀態(tài)信息”部分顯示和記錄下來，方便查閱。校對自動站時間，選擇這項按回車后，程序就會按你選定的通信站名逐一進行時間校對，校對時間按計算機當前時間進行，并將返回的結果顯示和記錄下來。設自動站發(fā)報時次，選擇這項按回車時，程序就會按你選定的通信站名逐一進行報時次設定，并將返回的結果顯示記錄下來，方便查閱。發(fā)報時次是指自動站自動向中心采集站發(fā)送正點資料。發(fā)報時次分“0”，“10”，“20”，“30”，“60”五種。 圖47計算機處理分析系統(tǒng)軟件界面圖“0”自動設為不自動發(fā)報，一般自動站的默認值?！?0”自動設為每10分鐘向中心采集站發(fā)送正點報資料。“20”自動設為每20分鐘向中心采集站發(fā)送正點報資料?！?0”自動設為每30分鐘向中心采集站發(fā)送正點報資料。“60”自動設為每60分鐘向中心采集站發(fā)送正點報資料。 設自動站報警電話號碼，選擇這項按回車后，程序就會按你選定的通信站點逐一進行報警電話號碼設定，并將返回的結果顯示和記錄下來，方便以后查閱。自動站工作在有線方式，當自動站檢測到異常情況時，就會按該電話號碼進行撥號并將報警信息發(fā)回中心采集站。自動站工作在無線方式，當自動站檢測到異常情況下，就會通過電臺將報警信息發(fā)回中心采集站。設自動站大風、大雨報警，選擇這項回車后，程序就會按你選定的通信站名逐一進行大風、大雨報警設定，并將返回的結果記錄下來，方便以后查閱。大風報警值為099隨意設定，其中098為大風報警值，99視為不報警處理。若超出范圍視為99處理。自動站復位，做選擇這項按回車后，程序會按你選定的通信站名逐一進行自動站復位，并將返回的結果顯示和記錄下來，方便以后閱讀。數(shù)據(jù)處理包括下列五項功能：生成月報表D文件，選擇此按鍵回車后，進入到重新生成S文件畫面，你可以隨意選定要重新生成S文件的站，按“確定”按鈕后，程序就會按你選定的站名按地面觀測規(guī)范格式要求逐一重新生成S文件，并有相應的說明。該文件能用通用編輯軟件打開和編輯，也可以用專用氣象審核月報表軟件編輯，校對，審核和打印輸出。生成月報表A文件，選擇此按鍵回車，本程序按地面觀察規(guī)范格式要求生成A文件，該文件能用通用編輯軟件打開和編輯，也可以用專用氣象審核月報表軟件編輯，校對，審核和打印輸出。月雨量統(tǒng)計，選擇此按鍵回車后，本程序按選擇的月份進行月雨量自動統(tǒng)計，每天的統(tǒng)計時段從20點到次日20點，統(tǒng)計出1日到30（或31日）的降雨量，根據(jù)每天的降雨量形成柱狀分布圖表。重新生成S文件，選擇此按鍵回車后，本程序?qū)①A存在計算機氣象資料提取出來，重新生成一份S文件，按設定要求上傳到指定的服務器。日極值統(tǒng)計，選擇將此按鍵回車后，本程序?qū)⒋尜A在計算機氣象資料提取出來，通過統(tǒng)計對比分析，獲得當天出現(xiàn)的溫度，濕度，氣壓，風速最大值和出現(xiàn)的時間，通過表格形式顯示出來。顯示方式包括下列四項功能：一站一時顯示，選擇這項按回車后，可以進行顯示任意一個自動站某一時次的資料；屏幕上出現(xiàn)三個指向手，而且站名變成可選項，再選擇該項回車，關閉一站一時顯示。多站一時顯示，選擇這項按回車后，進入顯示全部自動站某一時次的資料?？梢酝ㄟ^更改日期時間或點擊前翻、后翻來顯示你想查看的時次資料。日資料顯示，選擇這項按回車后，進入顯示某一個自動站一天的資料。可以通過更改日期或點擊前翻、后翻來顯示你想查看的資料。站名為可選項，你可隨意更選