【正文】 在系統(tǒng)現(xiàn)有性能的基礎(chǔ)上，提高智能采集器的集成度，減少安裝空間，簡化系統(tǒng)連線，設(shè)計成更通用的產(chǎn)品，以適合國內(nèi)外更復(fù)雜現(xiàn)場環(huán)境的使用，是未來要做的工作之一。在系統(tǒng)現(xiàn)有性能的基礎(chǔ)上，提高智能采集器的集成度，減少安裝空間，簡化系統(tǒng)連線，設(shè)計成更通用的產(chǎn)品，以適合國內(nèi)外更復(fù)雜現(xiàn)場環(huán)境的使用，是未來要做的工作之一。尤其通過系統(tǒng)的地面計算機就可以遙控變更報警數(shù)據(jù)和獲得實時溫度數(shù)據(jù)，這對比以往的人工現(xiàn)場手動設(shè)限、抄實時數(shù)據(jù)而言，為管理和值班人員帶來了極大的方便，使得現(xiàn)場溫度監(jiān)測真正無人值守變?yōu)楝F(xiàn)實，提高了溫室溫度安全管理的現(xiàn)代化，對對溫室的自動化管理具有重要的意義。這樣不必等到溫室打電話匯報，值班和管理人員就可隨時掌握現(xiàn)場的實際狀況，以便于出現(xiàn)故障能夠迅速采取措施，最大限度地縮短處理時間。（2）可隨時通過計算機遙控操作更改報警溫度和實時獲得現(xiàn)場的溫度數(shù)據(jù)。本論文對16路溫度巡回檢測儀的設(shè)計作了詳細的闡述，內(nèi)容包括整體方案的選擇和設(shè)計、硬件電路的具體實現(xiàn)、軟件設(shè)計等。上位機采用計算機控制，能把采集到的溫度信號顯示在計算機的屏幕上，實現(xiàn)遠距離顯示，方便使用。本系統(tǒng)主要有上位機、下位機以及通信接口組成。數(shù)據(jù)發(fā)送時使用移位指令“RLC”完成。數(shù)據(jù)輸出/顯示時，先把目的顯示位地址送入存儲器，接下來在數(shù)據(jù)輸出線目的數(shù)據(jù)，進行顯示。按照采用的芯片資料公式： 我們在進行攝氏溫度變換同時判斷溫度是否為零上溫度然后送顯示。計數(shù)器中斷子程序流程圖數(shù)據(jù)的處理主要包括數(shù)據(jù)的編碼處理，即測量數(shù)據(jù)到16進制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，16進制數(shù)到BCD數(shù)的轉(zhuǎn)換，BCD數(shù)到顯示數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。再根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，計算出當(dāng)前溫度。如果一直沒有產(chǎn)生計數(shù)中斷，則當(dāng)定時中斷程序中擴展寄存器增加到一定數(shù)值后，程序認為該路測點無信號或信號突然中斷，頻率為零，對定時器和計數(shù)器重新設(shè)置初值，并對定時擴展寄存器清零。在計數(shù)中斷子程序中，讀取此時定時器及其定時擴展寄存器中的計數(shù)值，放在固定存儲單元中，供主程序調(diào)用。利用單片機內(nèi)部定時/計數(shù)器0的工作方式3，將定時器分為兩部分：高8位TH0作為定時器使用，低8位TL0作為計數(shù)器使用。[3436]數(shù)據(jù)的采集主要是頻率值的采集。其設(shè)計思想是按照數(shù)據(jù)的傳輸方向順序設(shè)計程序，微處理器循環(huán)采集16路頻率值并將他們轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的測點溫度值，然后送數(shù)碼管顯示。所有程序均結(jié)合硬件電路板進行了調(diào)試，儀器預(yù)設(shè)的各項功能均能實現(xiàn)[3233]。由于匯編語言具有指令快、效率高、耗資少等特點，考慮到儀器的實時性要求，本儀器軟件均采用ASM匯編語言編寫。顯示電路圖如下：山東科技大學(xué)學(xué)位論文 系統(tǒng)的軟件設(shè)計軟件編程是儀器功能實現(xiàn)不可或缺的組成部分。對于HD7279部分 我們進行的初始化操作主要分為一下幾點：首先執(zhí)行HD7279 復(fù)位操作 即：執(zhí)行 MOV A,0A4H CLR C RLC A MOV BIT, C SETB CLK LCALL SEND 指令 這一步的主要的功能是：將所有的顯示全部清除，消除設(shè)置的字符的消隱和閃爍的屬性。⑹可接64鍵控制器，內(nèi)含去抖動處理，可直接輸出鍵值。⑸具有級聯(lián)功能，可方便的實現(xiàn)多于8位顯示或多于64鍵的鍵盤接口；⑷具有段尋址指令，方便控制獨立LED；⑶循環(huán)左移和循環(huán)右移指令；⑵具有控制譯碼/不譯碼及消隱和閃爍屬性等多種控制指令，編程靈活；⑴串行接口，無需外圍元件可直接驅(qū)動LED； HD7279內(nèi)部含有譯碼器，可以直接接收BCD碼或是16進制碼，并且同時具有兩種譯碼的方式，此外，還具有多種控制的指令如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等功能。HD7279是管理鍵盤和LED顯示器的專用智能控制芯片，HD7279是一片具有串行接口的可同時驅(qū)動8位共陰式數(shù)碼管（或64只獨立的LED）的智能顯示的驅(qū)動的芯片，該芯片同時還可以連接多達64鍵的鍵盤矩陣，單片可以完成LED顯示 、鍵盤顯示的功能。根據(jù)74HC164的性能特點，一片74HC164只能驅(qū)動一個LED數(shù)碼管。綜合考慮各種方式的性能、價格、編程的方便性。這些專用芯片一般功能較強，可以驅(qū)動多個數(shù)碼管，且屬于動態(tài)顯示，但芯片價格較高，增加了儀器的生產(chǎn)成本。雖然采用LED耗電較高，但由于顯示信息清晰，適合于井下光線較弱的環(huán)境。本設(shè)計采用數(shù)碼管顯示。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并凍結(jié)振蕩器，禁止其它片內(nèi)控制單元功能，直到下一次硬件復(fù)位為止。此外，AT89C52設(shè)有靜態(tài)邏輯，可以在低到零頻率下工作，支持兩種可選的省電模式。（3） 可以反復(fù)系統(tǒng)試驗。（2） 程錯誤也無廢品。主要性能參數(shù)：(1) 與MCS51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容(2) 8K字節(jié)可重復(fù)擦寫FLASH閃速存儲器(3) 1000次擦寫周期(4) 全靜態(tài)操作，0Hz24MHz(5) 三級加密程序存儲器(6) 2568字節(jié)內(nèi)部RAM(7) 32個可編程I/O口線(8) 3個16位定時/計數(shù)器 AT89C52管腳圖 The pin configuration of AT89C52(9) 8個中斷源(10) 可編程串行UART通道(11) 低功耗空閑和掉電模式AT89C52具有以下優(yōu)點：（1） 含F(xiàn)LASH程序存儲器，在系統(tǒng)開發(fā)過程中可以十分容易的進行程序修改，大大縮短了開發(fā)的周期。本系統(tǒng)選用的微處理器芯片為ATMEL公司的產(chǎn)品AT89C52，該芯片是一種低功耗高性能的8位單片機，片內(nèi)帶有一個8K字節(jié)的FLASH型可編程擦除的只讀存儲器（PROM），采用了CMOS工藝和ATMEL公司的高密度非易失性存儲器（NURAM）,輸出引腳和指令與MCS51兼容，片內(nèi)的FLASH存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)修改，或者使用常規(guī)的非易失性存儲器編程器編程。微處理器（即單片機）是整個下位機的核心，完成信號的采集、存儲、顯示、通信和報警。在實際運用過程中，我們不方便給芯片提供5V電壓，所以我采用集成穩(wěn)壓電路給芯片供5V電壓，集成穩(wěn)壓電路有三個引腳，分別為輸入端、輸出端和公共端，因而稱為三端穩(wěn)壓器，按功能可分為固定式穩(wěn)壓電路和可調(diào)試穩(wěn)壓電路，本次設(shè)計我采用型號為W7800系列的7805 固定式集成穩(wěn)壓器電路給芯片提供5V的電壓，因為它性能穩(wěn)定、價格低廉。系統(tǒng)使用開關(guān)電源供電，所需電壓有+12V，＋5V兩種。聲報警由蜂鳴器來實現(xiàn)，使得監(jiān)控人員及時采取措施，保證不必要的損失的發(fā)生。主要性能特點：(1) 高速度操作，速率可達1MHz(2) 低功耗工藝(3) 寬電源電壓， 伏(4) 存儲器可選擇8 位或者16 位結(jié)構(gòu)(5) 寫入時自動清除存儲器內(nèi)容(6) 硬件和軟件寫保護(7) 慢上電寫保護(8) 100萬次寫入/擦除周期，100 年數(shù)據(jù)保存壽命AT93C46與單片機連接電路原理圖如圖所示：系統(tǒng)在溫度超過預(yù)先設(shè)定的溫度的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)聲光報警。在此，所謂的數(shù)據(jù)輸入或輸出是對E2PROM芯片而言的，而不是對單片機而言的。AT93C46是一種存儲器可以定義為16 位（ORG 引腳接Vcc ）或者定義為8 位（ORG 引腳接GND）的1K位的串行E2PROM，它可以通過DI 引腳或DO 引腳進行寫入或讀出，該存儲器是采用先進的CMOS E2PROM 浮動門工藝加工的器件，可以經(jīng)受100萬次的寫入/擦除操作，片內(nèi)數(shù)據(jù)保存壽命達到100 年?？撮T狗復(fù)位電路由計數(shù)器CD4060構(gòu)成，CD4060的定時常數(shù)由圖中電容和電阻決定，經(jīng)14分頻后產(chǎn)生一個復(fù)位脈沖，因此，復(fù)位周期T=2R2C1214。在單片機程序中每隔一段時間就執(zhí)行一次“喂狗”操作，防止CD4060溢出，當(dāng)程序出現(xiàn)錯誤陷入死機狀態(tài)或程序“跑飛”，則CD4060達到一定的時間就會在Q14端輸出一個高電平，強制單片機進入復(fù)位狀態(tài)?？紤]到系統(tǒng)的可靠性及經(jīng)濟性的要求，本系統(tǒng)采用CMOS芯片14級鎖存二進制計數(shù)器/分頻器CD4060構(gòu)成的看門狗電路，構(gòu)成的復(fù)位電路如圖所示。所謂的“看門狗”是指在系統(tǒng)設(shè)計中通過軟件或硬件方式在一定的周期內(nèi)監(jiān)控CPU的運行狀況。這種外界干擾輕則導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)出錯，重則嚴(yán)重影響程序的運行，比較典型的是出現(xiàn)程序“跑飛”的現(xiàn)象，或使程序陷入“死循環(huán)”。三極管用來整形，輸出的便是頻率信號。C1是濾波電容，濾波電容用在電源整流電路中，用來濾除交流成分。而這條通路的暢通程度，就要視設(shè)計者使用電阻阻值的大小而定。R3是旁路電阻，旁路就是除原定正式的通路外，再另僻一條其它的通路。（如發(fā)光二極管串聯(lián)的