【正文】 附錄：附錄一：a)總電路圖b)PCB板圖附錄二：程序清單（數(shù)據(jù)采集）：AD7706的初始化程序：BEGIN： CLR A MOV A,010H； 設(shè)置串行工作方式0 MOV SCON,A CLR ； 選中芯片AD7706 MOV A,20H； 對(duì)CMR進(jìn)行寫操作，下一操作選定CKR MOV SBUF,A JNB TI,﹩； 接收完畢，TI復(fù)位 CLR TI MOV A,320H； 設(shè)置CLK MOV SBUF,A JNB TI, CLR TI MOV A,010H； 對(duì)CMR進(jìn)行寫操作，下一操作選定STR MOV SBUF,A JNB TI,﹩ CLR TI MOV A,40H； 設(shè)置STR MOV SBUF,A JNB TI,﹩ CLR TI RET 輸入字節(jié)程序（判斷引腳）： INB1： CLR C JB ,INB1； 判斷引腳電平 CLR ； DRDY為0，有效數(shù)據(jù)，進(jìn)行讀數(shù)據(jù)操作 MOV A,38H； 對(duì)CMR進(jìn)行寫操作，下一操作選定DOR MOV SBUF,A MOV A,SBUF； 從AD7706中讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) MOV R3,A； 高8位存入R3中 JNB TI,﹩ CLR TI MOV A,SBUF； 從AD7706中讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) MOV R4,A； 低8位存入R4中 JNB TI,﹩ CLR TI RET 輸入字節(jié)程序（判斷CMR的最高位）：INB2： CLR ； 對(duì)AD7706進(jìn)行操作 MOV A,08H； 對(duì)CMR進(jìn)行寫操作，下一操作選定CMR MOV SBUF，A MOV SBUF,A； 讀AD7706的CMR ANL A,10000000B ； 判斷位，若為0，則有有效數(shù)據(jù) JNZ INB2； 等待 MOV A,38H； 對(duì)CMR進(jìn)行寫操作，下一操作選定DOR MOV SBUF,A MOV A,SBUF MOV R3,A JNB TI,﹩ CLR TI MOV A,SBUF MOV R4,A JNB TI,﹩ RET參 考 文 獻(xiàn)[1] NIKOLAY ，SERGEY ，NESTOR ，羅均，謝少榮等譯．智能傳感器數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006[2] 周傳德，宋強(qiáng)，文成．傳感器與測(cè)試技術(shù)．重慶：重慶大學(xué)出版社，[3] 余成波．傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)．北京：高等教育出版社，2。本系統(tǒng)還可以考慮選擇并行輸出的A/D芯片，配合多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)更多通道的信號(hào)采集。該系統(tǒng)還存在一些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的共性問題需待解決。(2)完成了基于單機(jī)的3通道加速度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能分析，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)3通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)及軟件分析，并完成了單片機(jī)與PC機(jī)的通信的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。 由CD4060構(gòu)成的看門狗電路6. 結(jié)束語本采集系統(tǒng)借助于單片機(jī)、微機(jī)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)和通信技術(shù)，采用兼容MCS51的ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)、3通道串行A/D轉(zhuǎn)換器AD770LM2576穩(wěn)壓器、CD4060脈沖發(fā)生器等器件設(shè)計(jì)了一套基于單片機(jī)的3通道車載加速度采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的功能是將來自加速度傳感器的振動(dòng)信號(hào)通過放大、線性化、濾波、同步采樣保持等處理后，輸入A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后由單片機(jī)采集，然后利用單片機(jī)與PC機(jī)的通信將數(shù)據(jù)送到PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、后期處理與顯示。R3與C2組成微分電路。正常情況下8051每隔一段時(shí)間t1，就將CD4060復(fù)位一次。選R1=130k，C1=100pF時(shí)，振蕩頻率經(jīng)內(nèi)部14級(jí)二分頻后，從Q14端可輸出約2Hz的頻率信號(hào)。當(dāng)程序異常時(shí)，由于看門狗計(jì)數(shù)器不能被MCU正常復(fù)位，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的看門狗定時(shí)時(shí)限后，看門狗計(jì)數(shù)器產(chǎn)生定時(shí)溢出信號(hào)發(fā)送給MCU，此定時(shí)溢出信號(hào)作為MCU的復(fù)位脈沖，并使MCU復(fù)位，讓程序正常運(yùn)行并得以恢復(fù)。如果該定時(shí)計(jì)數(shù)器用MCU芯片外部電路實(shí)現(xiàn)，則為硬件看門狗；如果該定時(shí)計(jì)數(shù)器用MCU芯片內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，則稱為軟件看門狗。）看門狗（WDT，Watch Dog Timer）技術(shù)就是最常見的抗干擾技術(shù)。（單片機(jī)或微機(jī)系統(tǒng)受到強(qiáng)干擾后可造成程序失控，使CPU進(jìn)入死循環(huán)，或者使程序跑飛。因此為了保證儀器長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行、提高測(cè)控系統(tǒng)的輸出精度，必須要周密考慮和解決抗干擾的問題【4】。使用簡(jiǎn)單，若控制的程序難度不大，則用此方式方便，若控制的難度大，了解的信息多，則宜采用Matlab語言的設(shè)備控制箱或在VB中使用MSComm的方式。設(shè)定完成后就可以直接與單片機(jī)迸行通信，可以在工作區(qū)的白板里看到單片機(jī)傳輸來的數(shù)值。從菜單欄里找到“屬性”，然后選擇“l(fā)”或“2”進(jìn)行連接，并對(duì)其配置，設(shè)定的規(guī)則要跟單片機(jī)設(shè)置的相同。還有在高速情況下的超時(shí)處理等，也包含了很多的內(nèi)容。 固件程序的編程是整個(gè)USB外設(shè)開發(fā)中非常重要的一環(huán)，它直接影響到設(shè)計(jì)開發(fā)的產(chǎn)品的數(shù)據(jù)傳輸速度。⑤可以通過調(diào)用命令FDH，檢查PDIUSBD12是否工作。③在向IN端寫完數(shù)據(jù)后，一定調(diào)用命令FAH，指明緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)有效，可以發(fā)送到主機(jī)。這樣，PDIUSBD12的中斷輸出才能變回高電平，這一點(diǎn)非常重要。作為配置操作的一部分，主機(jī)會(huì)設(shè)置設(shè)備的配置值，如果必要的話會(huì)選擇合適的接口備選設(shè)備。USB設(shè)備在正常使用以前，必須由主機(jī)配置設(shè)備。單片機(jī)先給PDIUSBD12的命令地址發(fā)命令，根據(jù)不同命令的要求再發(fā)送或讀出不同的數(shù)據(jù)。 單片機(jī)與PDIUSBD12的通信主要是靠單片機(jī)給PDIUSBD12發(fā)命令和數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的。單片機(jī)進(jìn)入中斷服務(wù)程序，首先讀PDIUSBD12的中斷寄存器，判斷USB令牌包的類型，然后執(zhí)行相應(yīng)的操作。單片機(jī)作它的前臺(tái)工作，等待中斷。USB固件程序程序由三部分組成：①初始化單片機(jī)和所有的外圍電路（包括PDIUSBD12）；②主循環(huán)部分，其任務(wù)是可以中斷的；③中斷服務(wù)程序，其任務(wù)是對(duì)時(shí)間敏感的，必須馬上執(zhí)行。[13]。上電復(fù)位AD7706寫通信寄存器選擇輸入通道并設(shè)置下一次操作為寫時(shí)鐘寄存器（20H）寫時(shí)鐘寄存器，根據(jù)使用的主時(shí)鐘頻率選擇時(shí)鐘位并設(shè)置所選擇通道的輸出數(shù)據(jù)更新速率寫通信寄存器選擇輸入通道并設(shè)置下一次操作為寫設(shè)置寄存器（10H）寫設(shè)置寄存器，使增益為1，自校準(zhǔn)方式40H查詢判斷引腳寫通信寄存器并設(shè)置下一次操作為讀數(shù)據(jù)寄存器（38H）讀數(shù)據(jù)寄存器開始為低 AD7706 A/D轉(zhuǎn)換流程框圖　通信模塊USB接口編程在設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)USB外設(shè)的時(shí)候，開發(fā)者主要需要編寫三部分的程序： ①固件程序；②USB驅(qū)動(dòng)程序；③客戶應(yīng)用程序。為了讀取數(shù)據(jù)的正確性，在讀取完16位數(shù)據(jù)后，對(duì)的狀態(tài)進(jìn)行再次檢測(cè)?？赏ㄟ^向DIN輸入端寫入至少32個(gè)串行時(shí)鐘周期的高電平以復(fù)位串行接口。對(duì)這些寄存器的操作，首先要訪問通信寄存器，它管理通道選擇、決定下一步操作是讀還是寫，以及下一步讀或?qū)懩囊粋€(gè)寄存器。在采樣周期內(nèi)，依次對(duì)3路模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。為了保證數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，一般將數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)數(shù)字濾波處理、數(shù)據(jù)傳輸都放在中斷服務(wù)程序中。在此情況下，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)AD7706的成功操作，用單片機(jī)并口資源模擬同步串行通信，并給出軟件操作的實(shí)現(xiàn)代碼。開始初始化AD7706A/D轉(zhuǎn)換是否存在？AD7706初始化串口初始化中斷初始化開中斷等待中斷 　主程序框圖AD7706有6個(gè)內(nèi)部寄存器，對(duì)這6個(gè)寄存器的初始化、操作是A/D轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵，也比較復(fù)雜。PC機(jī)應(yīng)用程序使用LabVIEW或VB編寫，用以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取、轉(zhuǎn)換和實(shí)時(shí)顯示[10]。其中數(shù)據(jù)采集部分包括初始化程序，中斷服務(wù)子程序，數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)(A/D轉(zhuǎn)換），串口初始化子程序設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)傳輸子程序等。 LM2576（可調(diào)輸出）的典型應(yīng)用電路　　4. 采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，良好的軟件設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的重要環(huán)節(jié)，也是提高系統(tǒng)性能的關(guān)鍵所在。RR2均為外部分壓電阻（亦稱取樣電阻），%的精密電阻。C_I為輸入端濾波電容，C_O為輸出端濾波電容，二者均可采用鋁電解電容。 LM2576的內(nèi)部框圖，輸入電壓范圍是+~40V，輸出電壓則取決于所用LM2576的具體型號(hào)。降壓式輸出電路由續(xù)流二極管VD、儲(chǔ)能電感L和輸出端濾波電容Cout組成?？烧{(diào)輸出時(shí)，R1開路，R2=0，改用外部電阻分壓器調(diào)節(jié)輸出電壓。電阻分壓器RR2的阻值與輸出電壓有關(guān)。并具有完善的保護(hù)電路（包括過電流保護(hù)及過熱保護(hù)電路等），只需很少的外圍器件即可構(gòu)成高效率穩(wěn)壓電源?！C/DC電源變換器硬件電路穩(wěn)壓源用LM2576型降壓式（Buck）DC/DC電源變換器來實(shí)現(xiàn)。6）。4）通過給PDIUSBD12發(fā)送0xFD命令來獲取芯片特征字0x1210，根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)即可判斷芯片或接口電路的連接是否正常。2）與計(jì)算機(jī)USB接口連接的數(shù)據(jù)線必須用完整的帶屏蔽的數(shù)據(jù)線，否則在通信時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率會(huì)非常高，導(dǎo)致電路無法正常工作。但只要有了硬件平臺(tái)，配上計(jì)算機(jī)端USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，即可通過該電路使單片機(jī)經(jīng)USB接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。PDIUSBD12還能提供一個(gè)穩(wěn)定的+，[4]。為了降低外部晶振頻率，減小高頻干擾，PDIUSBD12采用內(nèi)部倍頻技術(shù)，所用外部晶振頻率最高僅為6MHz。 從設(shè)備USB接口8位并行數(shù)據(jù)口由系統(tǒng)總線（SC_D7SC_D0）來提供；數(shù)據(jù)命令控制線A0由系統(tǒng)最低位地址線SC_A0提供；片選信號(hào)由系統(tǒng)地址信號(hào)SC_CS0提供；讀、寫信號(hào)（nRD、nWR）分別由系統(tǒng)讀、寫信號(hào)（SC_RD、SC_WR）控制；芯片的ALE端固定接低電平；中斷輸出引腳n_INT接系統(tǒng)的中斷端INT0；由于采用單片機(jī)作為主控制器，所以不能采用DMA控制方式，但DMA應(yīng)答信號(hào)nDMA_ACK必須為固定的高電平，否則會(huì)影響系統(tǒng)總線。PDIUSBD12還集成了SoftConnect、GoodLink、可編程時(shí)鐘輸出、低頻晶振和終端電阻等特性。也能適應(yīng)大多數(shù)設(shè)備類規(guī)范的設(shè)計(jì)，如成像類、大容量存儲(chǔ)類、通信類、打印類和人工輸入設(shè)備等。這種靈活性減少了開發(fā)時(shí)間、風(fēng)險(xiǎn)和成本。PDIUSBD12是一個(gè)性能優(yōu)化的USB器件，通常用于基于微控制器的系統(tǒng)，并通過高速通用并行接口與微控制器進(jìn)行通信，而且支持本地DMA傳輸。USB接口電路分為主設(shè)備、從設(shè)備兩種，這兩種電路在硬件構(gòu)成和軟件實(shí)現(xiàn)上都有很大差別。USB總線的特點(diǎn)如下：接口小巧，共享式接口，支持即插即用和熱插拔，節(jié)省系統(tǒng)資源，支持多種操作，成本低，可以提供電源，良好的兼容性。USB的這些特點(diǎn)使它獲得了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)它可以連接127個(gè)USB設(shè)備，而且連接的方式也十分靈活，既可以使用串行連接，也可以使用集線器(Hub)把多個(gè)設(shè)備連接在一起，再同PC機(jī)的USB接口相連。 電平轉(zhuǎn)換電路　USB通用串行總線USB（Universal Serial Bus）即通用串行總線，是現(xiàn)在非常流行的一種快速、雙向、廉價(jià)、可以進(jìn)行熱插撥的接口，在現(xiàn)在的每一臺(tái)PC機(jī)上都可以找到一對(duì)USB接口。為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在RS232與TTL之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的轉(zhuǎn)換。、調(diào)制解調(diào)器和路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中被廣泛使用的9芯RS232接口的信號(hào)和管腳分配。在RS232標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的設(shè)備可以分為數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)兩類，這種分類定義了不同的線路用來發(fā)送和接收信號(hào)。信號(hào)大小在正的和負(fù)的3～l5V之間。它們的外觀都是一個(gè)D形，對(duì)接的兩個(gè)接口又分為針式和孔式兩種。一個(gè)完整的RS232接口有22根線，采用標(biāo)準(zhǔn)的25芯插頭座。目前RS232是PC與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口，RS代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)。在這種情況下一般采用PC機(jī)與單片機(jī)以串行通信方式交換信息。 AD7706的連接圖 串行通信接口（SCI）電路在工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)，5l系列單片機(jī)（從機(jī)）用來在現(xiàn)場(chǎng)采集模擬量、開關(guān)量，而中央控制計(jì)算機(jī)（主機(jī)）在控制室或調(diào)度室用來監(jiān)測(cè)整個(gè)控制現(xiàn)場(chǎng)。這樣，這次的8位數(shù)據(jù)與剛才接收的高8位數(shù)據(jù)組合成為16位數(shù)據(jù)，即一次A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。這樣，在多芯片系統(tǒng)中，我們首先應(yīng)選中芯片。單片機(jī)利用串行口與AD7706進(jìn)行通信，將串行口設(shè)定為工作方式0，即同步移位寄存器方式。（寫周期時(shí)序圖） 　AD7706與單片機(jī)的接口電路，其中AD780提供+。輸出寄存器中有新的數(shù)據(jù)時(shí)，變?yōu)榈碗娖健CLK是串行時(shí)鐘輸入，所有的數(shù)據(jù)傳輸都和SCLK信號(hào)有關(guān)。AD7705/06的串行接口保含5個(gè)信號(hào)：、SCLK、DIN、DOUT和。無論是在單極性還是雙極性狀態(tài)下工作，都不改變?nèi)魏屋斎胄盘?hào)的狀態(tài)，它只改變輸出數(shù)據(jù)的代碼和轉(zhuǎn)換函數(shù)上的較準(zhǔn)點(diǎn)。例如，若AIN1()=,單極輸入，增益為2，VREF=，那么，AIN1(+)~；若AIN1()=，AD7705配制成雙極性輸入，增益為2，VREF=，那么，AIN1(+)~；（)。輸入通道是全差分的。 輸入采樣率與增益的關(guān)系增益輸入采樣率1248128fCLKIN/64（fCLKIN=）2fCLKIN/64（fCLKIN=）4fCLKIN/64（fCLKIN=）8fCLKIN/64（fCLKIN=）　單極性/雙極性輸入無論是單