【正文】 ，用地址符號(Symbol)或標號 (Label)代替地址碼。這樣用符號代替機器語言的二進制碼，就把機器語言變成了匯編語言。于是匯編語言亦稱為符號語言。使用匯編語言編寫的程序，機器不能直接識別，要由一種程序?qū)R編語言翻譯成機器語言，這種起翻譯作用的程序叫匯編程序，匯編程序是系統(tǒng)軟件中語言處理系統(tǒng)軟件 [22]。匯編程序把匯編語言翻譯成機器語言的過程稱為匯編，其中 C 語言和匯編語言的優(yōu)點是：（1）C 語言的優(yōu)點C 語 言 一 共 只 有 32 個 關(guān) 鍵 字 9 種 控 制 語 句 ， 程 序 書 寫 形 式 自 由 ， 主 要 用 小 寫字 母 表 示 。 它 把 高 級 語 言 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 和 語 句 與 低 級 語 言 的 實 用 性 結(jié) 合 起 來 。 C 語 言 可 以 像 匯 編 語 言 一 樣 對 位 、 字 節(jié) 和 地 址 進 行 操 作 ， 而 這 三 者 是 計 算 機 最 基 本的 工 作 單 元 [23]。 a． 運 算 符 的 豐 富C 語 言 的 運 算 符 包 含 的 范 圍 很 廣 泛 ， 共 有 34 種 運 算 符 。 C 語 言 把 括 號 、 賦 值 、強 制 類 型 轉(zhuǎn) 換 等 都 作 為 運 算 符 處 理 。 從 而 使 C 語 言 的 運 算 類 型 極 其 豐 富 ， 表 達 式類 型 多 樣 化 。 靈 活 使 用 各 種 運 算 符 可 以 實 現(xiàn) 在 其 它 高 級 語 言 中 難 以 實 現(xiàn) 的 運 算 。b． 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 豐 富C 語 言 的 數(shù) 據(jù) 類 型 有 ： 整 型 、 實 型 、 字 符 型 、 數(shù) 組 類 型 、 指 針 類 型 、 結(jié) 構(gòu) 體 類型 、 共 用 體 類 型 等 。 能 用 來 實 現(xiàn) 各 種 復(fù) 雜 的 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 的 運 算 。 并 引 入 了 指 針 概 念 ，使 程 序 效 率 更 高 。 另 外 C 語 言 具 有 強 大 的 圖 形 功 能 ， 支 持 多 種 顯 示 器 和 驅(qū) 動 器 。且 計 算 功 能 、 邏 輯 判 斷 功 能 強 大 。c． C 是 結(jié) 構(gòu) 式 語 言結(jié) 構(gòu) 式 語 言 的 顯 著 特 點 是 代 碼 及 數(shù) 據(jù) 的 分 隔 化 ， 即 程 序 的 各 個 部 分 除 了 必 要 的信 息 交 流 外 彼 此 獨 立 。 這 種 結(jié) 構(gòu) 化 方 式 可 使 程 序 層 次 清 晰 ， 便 于 使 用 、 維 護 以 及 調(diào)試 。 C 語 言 是 以 函 數(shù) 形 式 提 供 給 用 戶 的 ， 這 些 函 數(shù) 可 方 便 的 調(diào) 用 ， 并 具 有 多 種 循 環(huán) 、條 件 語 句 控 制 程 序 流 向 ， 從 而 使 程 序 完 全 結(jié) 構(gòu) 化 。d． C 語 法 限 制 不 太 嚴 格 ， 程 序 設(shè) 計 自 由 度 大基于單片機的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 27雖 然 C 語 言 也 是 強 類 型 語 言 ， 但 它 的 語 法 比 較 靈 活 ， 允 許 程 序 編 寫 者 有 較 大 的自 由 度 。e． C 語 言 允 許 直 接 訪 問 物 理 地 址 ， 可 以 直 接 對 硬 件 進 行 操 作 由 于 C 語 言 允 許 直 接 訪 問 物 理 地 址 ， 可 以 直 接 對 硬 件 進 行 操 作 ， 因 此 它 既 具 有高 級 語 言 的 功 能 ， 又 具 有 低 級 語 言 的 許 多 功 能 ， 能 夠 像 匯 編 語 言 一 樣 對 位 、 字 節(jié) 和地 址 進 行 操 作 ， 而 這 三 者 是 計 算 機 最 基 本 的 工 作 單 元 ， 可 用 來 寫 系 統(tǒng) 軟 件 。f． 生 成 目 標 代 碼 質(zhì) 量 高 ， 程 序 執(zhí) 行 效 率 高 。一 般 只 比 匯 編 程 序 生 成 的 目 標 代 碼 效 率 低 10～ 20%。g． C 語 言 適 用 范 圍 大 ， 可 移 植 性 好 。C 語 言 有 一 個 突 出 的 優(yōu) 點 就 是 適 合 于 多 種 操 作 系 統(tǒng) ， 如 DOS、 UNIX； 也 適 用于 多 種 機 型 。 C 語 言 具 有 強 大 的 繪 圖 能 力 ， 可 移 植 性 好 ， 并 具 備 很 強 的 數(shù) 據(jù) 處 理 能力 ， 因 此 適 于 編 寫 系 統(tǒng) 軟 件 ， 三 維 ， 二 維 圖 形 和 動 畫 ， 它 也 是 數(shù) 值 計 算 的 高 級 語 言[24]。（2）匯 編 語 言 的 優(yōu) 點匯 編 語 言 直 接 同 計 算 機 的 底 層 軟 件 甚 至 硬 件 進 行 交 互 ， 它 具 有 如 下 一 些 優(yōu) 點 ： 夠 直 接 訪 問 與 硬 件 相 關(guān) 的 存 儲 器 或 I/O 端 口 ； 夠 不 受 編 譯 器 的 限 制 ， 對 生 成 的 二 進 制 代 碼 進 行 完 全 的 控 制 ； 夠 對 關(guān) 鍵 代 碼 進 行 更 準 確 的 控 制 ， 避 免 因 線 程 共 同 訪 問 或 者 硬 件 設(shè) 備 共 享 引起 的 死 鎖 ； 夠 根 據(jù) 特 定 的 應(yīng) 用 對 代 碼 做 最 佳 的 優(yōu) 化 ， 提 高 運 行 速 度 ； 夠 最 大 限 度 地 發(fā) 揮 硬 件 的 功 能 。同 時 還 應(yīng) 該 認 識 到 ， 匯 編 語 言 是 一 種 層 次 非 常 低 的 語 言 ， 它 僅 僅 高 于 直 接 手 工編 寫 二 進 制 的 機 器 指 令 碼 ， 因 此 不 可 避 免 地 存 在 一 些 缺 點 ： 寫 的 代 碼 非 常 難 懂 ， 不 好 維 護 ； 容 易 產(chǎn) 生 bug， 難 于 調(diào) 試 ； 能 針 對 特 定 的 體 系 結(jié) 構(gòu) 和 處 理 器 進 行 優(yōu) 化 ； 發(fā) 效 率 很 低 ， 時 間 長 且 單 調(diào) 。C 語言可以和匯編語言混合編程。匯編語言可以直接操作硬件，運算速度快，但復(fù)雜的運算編程很耗時。而用匯編語言編寫與硬件底層操作有關(guān)的程序，用 C 語言編寫與硬件無關(guān)的運算程序，這樣可充分發(fā)揮兩種語言的長處，從而提高開發(fā)效率 [25]。 編程環(huán)境的介紹μ39。nSP?集成開發(fā)環(huán)境，它采集程序的編輯、編譯、鏈接、調(diào)試以及仿真等功能為一體。具有友好的交互界面、下拉菜單、快捷鍵和快速訪問命令列表等，使人們的編程、調(diào)試工作更加方便且高效。此外，它的軟件仿真功能可以在不連接仿真板的情況下模擬硬件的各項功能來調(diào)試程序。基于單片機的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 28μ39。nSP?集成開發(fā)環(huán)境支持 C 和匯編混合編程，可以有效地利用這兩種語言的優(yōu)點進行在線編程，有利于更加充分地、直觀地利用硬件資源。μ39。nSP? IDE 采用 MFC MDI 機制，因此，用戶可以在主界面里同時打開多個窗口，如圖 41。圖 41 μ39。nSP? 集成開發(fā)環(huán)境主界面主界面包括三個主要窗口：Workspace window 工作區(qū)窗口、Edit window 編輯窗口和 Output window 輸出窗口。只需在各窗口內(nèi)單擊鼠標左鍵即可把該窗口激活。此外，在主界面上，還提供工具欄等一些方便用戶操作的工具。圖 42 Workspace 窗口在 Workspace 窗口內(nèi)，用戶可查看到當前工程所包括的全部文件。Workspace 窗口由 FileView 和 ResourceView 兩個視窗組成?；趩纹瑱C的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 29　　單擊 FileView 標簽，用戶可以方便瀏覽到工程內(nèi)的各文件。FileView 視窗用層次圖排列出當前工程的所有程序文件和文件之間的邏輯關(guān)系。Files 文件夾包含了源程序、程序接口和說明硬件配置情況的文件。Resource 文件夾包括了各種資源文件(rc)。 Head Files 文件夾用于保存頭文件。External Dependencies 文件夾用于保存對工程的一些標注信息。ResourceView 視窗列出當前工程用到的所有資源?？梢詥螕繇敳颗赃叺模停栒归_和收縮層次圖。注意，Workspace 窗口所體現(xiàn)的邏輯關(guān)系不是指文件在硬盤上的物理位置，而是一個邏輯從屬關(guān)系。用戶可用拖曳的辦法改變文件的邏輯位置。在 Workspace 窗口內(nèi)，不同類型的文件有不同的圖標表現(xiàn)。 系統(tǒng)的程序 程序的控制流程程序的控制思想：設(shè)置目標電壓后，系統(tǒng)采樣電網(wǎng)電壓，并通過預(yù)設(shè)電壓，當前電壓的比較，輸出采樣的結(jié)果。整體功能通過按鈕來控制，同時與主程序和中斷服務(wù)程序配合實現(xiàn)（如圖43）。 圖43 程序的控制流程 主程序的基本流程 系統(tǒng)首先初始化I/O，定時器配置等部件，之后進入主程序，進行電壓采樣。由于采樣有一定的時間，在采樣時間沒到到時就繼續(xù)采樣，時間一到進行信號的讀取和儲存，對信號進一步濾波處理。基于單片機的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 30圖44 主程序流程圖程序主要參數(shù)的設(shè)置：圖45 程序參數(shù)的設(shè)置中斷服務(wù)程序： 此程序用到了一個中斷程序其提供20ms時間以確定AD采樣的時間間隔，在每個采樣周期采樣10次，程序流程如圖46所示 。基于單片機的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 31圖 46 中斷程序A/D轉(zhuǎn)換子程序如下圖47 A/D轉(zhuǎn)換子程序A/D處理：A/D處理包括兩方面內(nèi)容，一是A/D值的濾波處理，二是A/D值向?qū)嶋H電壓轉(zhuǎn)換。由于干擾的存在，在采樣過程當中會出現(xiàn)采樣信號與實際信號存在偏差的現(xiàn)象，甚至?xí)霈F(xiàn)信號的高低波動，為了減小這方面原因造成的測量誤差，在實際采樣時采樣10個點，然后再除去其中偏差較大的兩個點，即一個最大值和一個最小值，再對剩余的8個點取均值，這樣得到的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果比較接近實際值。在對數(shù)值進行濾波操作之后，還要將A/D值轉(zhuǎn)換為電壓。現(xiàn)在采集的是220V電壓，其基準值就是220V，測量的上限是260V，下限為180V，波動范圍大約在20%。當采集到的電壓輸入單片機，設(shè)定的電壓上下限為3～5V，其基準值就是4V且波動范圍是﹣1V～﹢1V。由于單片機的A/D 轉(zhuǎn)換是10位的，基于單片機的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 32其精確度為： （41）??每次一個模擬信號都要換算成數(shù)字信號來做比較，就是得到的模擬信號電壓的值都要乘以它的基準值 ，這樣模擬信號就變成了數(shù)字信號，再作比較即可?；趩纹瑱C的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 335 采集系統(tǒng)調(diào)試與運行結(jié)果分析 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件的調(diào)試電壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)調(diào)試時遇到不少問題，由于以前都是理論的學(xué)習(xí)和實踐，現(xiàn)在是第一次親自動手設(shè)計基于單片機的數(shù)據(jù)采集電路圖的設(shè)計，所以在設(shè)計時考慮不周全，出現(xiàn)的問題必須調(diào)式時解決。現(xiàn)就課題中調(diào)試時的方法介紹如下：調(diào)試采集系統(tǒng)的總原則是本著節(jié)省時間和保證成功率的前提下，分模塊化進行調(diào)試，在己經(jīng)調(diào)試成功模塊的基礎(chǔ)上，逐步累加新加入的未調(diào)試的模塊，然后再分級調(diào)試下去，這樣可以保證調(diào)試的逐級進行，最后能夠在最有效的時間內(nèi)使整個系統(tǒng)能夠經(jīng)過檢測調(diào)試后能夠按照預(yù)先的要求正常運行，調(diào)試的主要調(diào)試設(shè)備如圖51所示。51 調(diào)試的設(shè)備圖對于采集系統(tǒng)，可以分為一下幾大部分：傳感器部分、調(diào)理電路部分、濾波電路部分以及61板主芯片電路等六大部分。對于傳感器采集電網(wǎng)電壓部分的調(diào)試，采取的方法是將電路焊接上去后，用跳線將其他模塊斷開，先驗證電路圖是否正確，然后檢測板上電路是否符合預(yù)先的設(shè)計圖紙的電路，最后給輸入口加上電源，通過示波器觀察波形?？床ㄐ蔚拇笮『托螤睿欠袷钦也ㄇ掖笮∈且蟮?77。5V （如圖52所示）。圖52 傳感器采集的電壓波形基于單片機的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 34調(diào)理部分電路調(diào)試和前面一樣，最終在示波器上得的到的的波形還是正弦波，但是其大小為0～10V。濾波電路得到的是一個更加穩(wěn)定電壓，經(jīng)電阻分壓后輸出波形大小在0～2V內(nèi)。最后通過電源線將采集電路和61板連接，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?SPCE061A單片機。 系統(tǒng)測試時出現(xiàn)的問題及解決方法系統(tǒng)測試時出現(xiàn)的問題如下：測試時輸出不穩(wěn)定；在開始使用開發(fā)板時出現(xiàn)了程序不能下載的情況。解決辦法如下：在 61 板工作電壓盡可能采用 5V 的穩(wěn)壓電源，因為穩(wěn)壓電源能使單片機工作在穩(wěn)定的電壓環(huán)境，使其減少不必要的誤差。不能下載的其原因主要有兩種：(1)在編譯或者綜合時，在凌陽單片機的編程環(huán)境中文件程序的下載路徑有誤時下載文件不能下載，重新設(shè)置下載路線和用正確的步驟來解決問題。(2)由于在程序下載時是通過下載器下載，并通過數(shù)據(jù)線連接，在此過程中可能下載通道有誤，檢查接口和數(shù)據(jù)線來解決。 小結(jié)本章詳細講述了系統(tǒng)測試及測試結(jié)果，說明了如何檢驗程序的可行性，并列