【正文】 。228。187。207。212。202。190。178。201。209。249。193。191。179。204。177。200。189。207。181。187。216。191。170。202。188。T1=241。199。235。TI206。187。179。245。202。188。187。175。189。214。185。208。182。207。191。170。T0161。162。T1185。216。T0161。162。T1180。230。TL0181。189。R1181。187。216。YN圖 22 10ms 采樣流程圖 圖 23 量程處理程序 量程處理程序的設(shè)計(jì)在量程處理程序中需要完成的功能應(yīng)為在所選量程下進(jìn)行信號(hào)的采樣，計(jì)算和顯示。系統(tǒng)量程處理部分的流程圖見(jiàn)圖 22 所示.。從圖 23 中可以看出，在量程處理部分又將系統(tǒng)采樣處理程序以及計(jì)算、顯示程序分別作為了子程序來(lái)調(diào)用。下面將就其各個(gè)子程序作以介紹。 采樣及其處理程序在量程處理程序部分，采樣程序的功能為：采樣值經(jīng)過(guò)計(jì)算后顯示，所以這部分的程 序?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)將非常重要，采樣值的準(zhǔn)確與否將直接影響顯示結(jié)果的準(zhǔn)確與否，所以設(shè)計(jì)中要盡量使這部分的精度高些。對(duì)于采樣部分的設(shè)計(jì)與前一部分介紹的采樣實(shí)現(xiàn)方法相同，只是采樣時(shí)間的設(shè)置有所不同。前一部分的采樣精度要求不是很高，而這一部分的采樣值要求很高，所以采樣時(shí)間不能選為 10ms。這一部分采樣時(shí)間相對(duì)要長(zhǎng)一些才能保證采樣精度，在本設(shè)計(jì)中選擇采樣時(shí)間為 100ms,因?yàn)?100ms 采樣，采樣精度能夠滿足要求，而且，最終的計(jì)算部分只需要通過(guò)移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)位即可實(shí)現(xiàn)，另外，程序執(zhí)行的時(shí)間也不是很長(zhǎng)。為了使采樣值更為精確，本設(shè)計(jì)中采用了滑動(dòng)濾波的方法對(duì)采樣值進(jìn)行處理。即先在RAM 中建立一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，一次存放 10 次采樣數(shù)據(jù)，然后每采進(jìn)一個(gè)新數(shù)據(jù)，就將最早采集的數(shù)據(jù)去掉。這樣，每采樣一個(gè)數(shù)值，就可計(jì)算一個(gè)新的和值進(jìn)行顯示。即測(cè)量數(shù)據(jù)取一丟一，測(cè)量一次便計(jì)算一次和值，大大加速了數(shù)據(jù)處理的能力。 191。170。202。188。177。163。179。214。178。201。209。249。214。181。206。178。214。184。213。235。188。211。1R0=4A241。40H203。205。200。235。R050H203。205。200。235。R1214。177。240。199。243。184。223。181。205。206。170。186。205。181。187。216。N Y 圖 24 滑動(dòng)濾波流程圖取采樣時(shí)間為 100ms,則采用滑動(dòng)濾波后，其顯示的刷新時(shí)間就應(yīng)為 100ms 左右，對(duì)于其顯示的結(jié)果分別對(duì)應(yīng)為 100ms 采樣值，200ms 采樣值，一直到 1s 的采樣值，在 1s 以后， 每次顯示的均應(yīng)為 1s 的采樣值，只是每采樣一次，替換一個(gè) 1s 以前采樣的值，求一個(gè)新的和值，顯然這樣會(huì)比采用算術(shù)平均濾波運(yùn)算獲得有效數(shù)值速度快得多?；瑒?dòng)濾波程序的流程圖見(jiàn)圖 24。 計(jì)算部分的設(shè)計(jì)在量程處理部分需要計(jì)算的是采樣頻率值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓值，同時(shí)為了最終的正確顯示還要將轉(zhuǎn)換之后的電壓值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的 BCD 碼，另外，所測(cè)信號(hào)若為交流信號(hào)，還應(yīng)使其轉(zhuǎn)換為有效值進(jìn)行顯示。 分析表 21，則有當(dāng)量程為 50V～500V 時(shí)，有 500V 對(duì)應(yīng)于 10KHZ，即 20HZ/V。當(dāng)量程為 5V～50V 時(shí)，由 50V 對(duì)應(yīng)于 10KHZ,即 200HZ/V。當(dāng)量程為 ～5V 時(shí)，則有 2KHZ/V?？梢钥闯鲱l率轉(zhuǎn)換為電壓值可以通過(guò)頻率值右移一位（即除以 2）和小數(shù)點(diǎn)位的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于本設(shè)計(jì)中所用的為 4 位顯示，而采樣 100ms 對(duì)應(yīng)的最大頻率為 1KHZ，如果被測(cè)量為電壓值，則經(jīng)過(guò)右移最大為 500HZ,轉(zhuǎn)換后的 BCD 碼應(yīng)該為 3 位，所以在所測(cè)頻率值右移時(shí)，要保留移出的小數(shù)部分，可將其暫存至寄存器 R4 中，作為電壓顯示時(shí)的最低位，這樣就可使測(cè)量更為精確了。對(duì)于電壓值轉(zhuǎn)換的 3 位 BCD 碼，可將其存至 R5～R7 單元中， （其中 R5 存放轉(zhuǎn)換后的最低位，R7 存放最高位） ，這樣在顯示部分的設(shè)計(jì)就比較容易了。對(duì)于交流信號(hào)，本設(shè)計(jì)中的測(cè)量結(jié)果應(yīng)為其平均值，而將平均值轉(zhuǎn)換為有效值還要將其再乘以 的系數(shù)。對(duì)于乘法顯然運(yùn)算起來(lái)會(huì)比較麻煩，所以在本設(shè)計(jì)中采用了十進(jìn)制加法的方法，將轉(zhuǎn)換后的十進(jìn)制 BCD 碼乘以 。另外，在計(jì)算之后還要注意小數(shù)點(diǎn)的位置，如果在量程為 ～ 時(shí)，當(dāng)所測(cè)頻率轉(zhuǎn)換為四位 BCD 碼（其中最高位 R7 非 0）時(shí),顯然，在送入 R4～R7 顯示時(shí)，無(wú)論小數(shù)點(diǎn)在哪一位，最終的顯示都將是錯(cuò)誤的，所以在送顯示之前還要對(duì)于不同的量程有不同的處理程序，為了顯示數(shù)據(jù)精度高一些，系統(tǒng)軟件中還采用了四舍五入的方法對(duì)最終數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。計(jì)算部分的軟件流程圖見(jiàn)圖 25 所示： 191。170。202。188。10ms178。201。209。249。180。166。192。237。178。201。209。249。214。181。179。253。182。254。181。231。209。185。214。181。BCD170。187。203。249。178。226。208。197。186。206。170。189。187。193。247。186。178。226。193。191。214。181。179。203。1.181。187。216。YN圖 25 計(jì)算部分的流程圖 顯示部分的軟件設(shè)計(jì)顯示部分的軟件相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只是把要顯示的數(shù)據(jù)送至單片機(jī)串口即可，在這一部分需要注意的是送顯示數(shù)據(jù)的順序，要先從最低位單元 R4 送，然后再送 R5,R6 和 R7。 超量程處理當(dāng)所測(cè)量的信號(hào)超過(guò)系統(tǒng)所要求的測(cè)量范圍時(shí)，必須要以一定的方式通知測(cè)量者，否則被測(cè)信號(hào)過(guò)大可能將系統(tǒng)的某些元器件燒壞，從而影響系統(tǒng)的正常工作。對(duì)于智能儀器這部分的設(shè)計(jì)是很必要的。在本設(shè)計(jì)中可以通過(guò)顯示的方法來(lái)判斷是否超量程測(cè)量，通過(guò)軟件使被測(cè)信號(hào)超出系統(tǒng)要求的最大測(cè)量值時(shí)，顯示結(jié)果為 E000。4. 系統(tǒng)程序清單ORG 0000HLLJMP 0030HORG 0030HSTART: LCALL P8279 ；8279 初始化子程序SETB ；設(shè)置最大量程 SETB SETB SETB ACALL CAI ；調(diào)用 10ms 采樣子程序MOV A,100 ；設(shè)置采樣比較值 100msCLR CSUBB A,R1 ；采樣值100msJC ERR ；轉(zhuǎn)到超量程處理MOV A,9 ；否則，設(shè)置采樣比較值 9msCLR CSUBB A,R1 ；采樣值9msJC A1 ；轉(zhuǎn)到 1/100 量程處理ST1: SETB ；否則，設(shè)置 1/10 量程CLR SETB SETB ACALL CAI ；調(diào)用 10ms 采樣子程序MOV A,100 ；設(shè)置采樣比較值 100msCLR C SUBB A,R1 ；采樣值100msJC START ；轉(zhuǎn)到設(shè)置最大量程MOV A,9 ；否則，設(shè)置采樣比較值 9msCLR CSUBB A,R1 ；采樣值9msJC D1 ；轉(zhuǎn)到 1/10 量程處理ST2: CLR ；否則，設(shè)置乘 1 量程CLR SETB SETB ACALL CAI ；調(diào)用 10ms 采樣子程序MOV A,100 ；設(shè)置采樣比較值 100msCLR CSUBB A,R1 ；采樣值100msJC START ；轉(zhuǎn)到設(shè)置最大量程MOV A,9 ；否則，設(shè)置采樣比較值 9msCLR CSUBB A,R1 ；采樣值9msJC D2 ；轉(zhuǎn)到乘 1 量程處理ST3: CLR ；否則，設(shè)置乘 10 量程CLR SETB CLR ACALL CAI ；調(diào)用 10ms 采樣子程序MOV A,100 ；設(shè)置采樣比較值 100msCLR CSUBB A,R1 ；采樣值100msJC START ；轉(zhuǎn)到設(shè)置最大量程MOV A,9 ；否則，設(shè)置采樣比較值 9msCLR CSUBB A,R1 ；采樣值9msJC D3 ；轉(zhuǎn)到乘 10 量程處理ST4: CLR ；否則，設(shè)置乘 100 量程CLR CLR CLR ACALL CAI ；調(diào)用 10ms 采樣子程序MOV A,100 ；設(shè)置采樣比較值 100msCLR CSUBB A,R1 ；采樣值100msJC START ；轉(zhuǎn)到設(shè)置最大量程MOV A,9 ；否則，設(shè)置采樣比較值 9msCLR C SUBB A,R1 ；采樣值9msJC B2 ；轉(zhuǎn)到乘 100 量程處理SETB ；否則，清零LJMP START B2: LJMP A5D1: LJMP A2D2: LJMP A3D3: LJMP A4ERR: MOV R4,00H ；設(shè)置 E000MOV R5,00HMOV R6,00HMOV R7,0EHCLR CLR CLR ACALL XIAN ；調(diào)用顯示子程序LJMP STARTA1: MOV 40H,40H MOV 50H,50HC1: ACALL F_V ；調(diào)用 F_V 程序ACALL XIAN ；調(diào)用顯示子程序CLR ；以下在不同量程下的處理程序 CLR SETB ACALL CAIMOV A,100CLR CSUBB A,R1JC ERRMOV A,9CLR CSUBB A,R1JC C1LJMP ST1A2: MOV 40H,40HMOV 50H,50HC2: ACALL F_VACALL XIANCLR SETB CLR ACALL CAIMOV A,100CLR CSUBB A,R1JNC B3LJMP STARTB3: MOV A,09CLR CSUBB A,R1JC C2LJMP ST2A3: MOV 40H,40HMOV 50H,50HC3: ACALL F_VACALL XIANSETB CLR CLR LJMP A30A30: ACALL CAIMOV A,100CLR CSUBB A,R1JC B4