【正文】 37 36我愿在未來的學(xué)習(xí)和研究過程中，以更加豐厚的成果來答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過我的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友，并表示衷心感謝！ 最后，再次向他們表示我最誠摯的謝意，我將以最大的熱情投入到工作中，以報答所以幫助我過的老師和同學(xué)。我將在以后的工作中繼續(xù)努力，不斷學(xué)習(xí)，努力提高自己。在此，向?qū)O老師致 以最誠摯的謝意。在他的幫助下，我的設(shè)計任務(wù)得以順利完成。在此特別感謝我的指導(dǎo)老師 孫標(biāo)老師。 ※ ※ ※ ※ ※ 致 謝 畢業(yè)設(shè)計終于完成了 ,在此之際，我思緒萬千，心情久久不能平靜。 在摸索該如何設(shè)計電路使之實現(xiàn)所需功能的過程中，特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè) 計思維，增加了實際操作能力。實驗過程中我深刻的體會到在設(shè)計過程中，需要反復(fù)實踐，其過程很可能相當(dāng)煩瑣，有時花很長時間設(shè)計出來的電路還是需要重做，那時心中未免有點灰心，有時還特別想放棄，此時更加需要靜下心，查找原因。以及開關(guān)焊接時要注意引腳問題。 34 給我印象最深的是要設(shè)計一個成功的電路，必須要有耐心，要有堅持的毅力。在這次設(shè)計中遇到了很多問題，在實際設(shè)計中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實際運用中的還是有一定的出入的，所以有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。 整個設(shè)計通過了硬件上的調(diào)試。 通過這次的畢業(yè)設(shè)計使我對 51 單片機有了更深刻的認識，使我在大學(xué)課堂上學(xué)的理論知識通過實踐變的更加深刻，為我以后在接觸單片機方面的工作打下了扎實的基礎(chǔ)，其次在這次畢業(yè)設(shè)計中也鍛煉了我獨立解決困難問題的能力，培養(yǎng)了我的團隊合作精神。 第五章 總結(jié)與心得 本文對基于單片機數(shù)據(jù)采集裝置的硬件電路設(shè)計作了簡要的分析，數(shù)據(jù)采集無論是 在工業(yè)還是農(nóng)業(yè)其應(yīng)用都是非常廣闊。 經(jīng)測試本硬件中存在 ADC0809 不能正常工作，仔細查看原理圖及 PCB板得知： ADC0809 芯片的時鐘信號未與單片機相接。 允許范圍 0～ ，其標(biāo)稱值為 [2]，在 V 與 之間的是非高非低的中間電平。輸出低電平的 單片機外部輸入的中斷觸發(fā)電平是 TTL電平。若為 1，則控制為邊沿觸發(fā)方式?？捎芍袛嗫刂萍拇嫫?TCON的 ITI()和 IT0()分別控制外部輸入中斷 1和中斷 O的中斷觸發(fā)方式。 圖 31 電路初步調(diào)試 精度調(diào)試 STC89C51 單片機邊沿觸發(fā)中斷響應(yīng)時刻的測量 : 由于 STC89C51系列具有很強的片內(nèi)功能和指令系統(tǒng)，因而使單片機的應(yīng)用發(fā)生了一個飛躍，這個系列的產(chǎn)品也很快成為世界上第二代的標(biāo)準(zhǔn)控制器。 單片機正常運行，在數(shù)碼管上顯示 。由分到合的調(diào)試即告完成。 由分到合 是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時，與該元件無關(guān)的器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個局部的電路上。 由近及遠的分層， 然后分層調(diào)試。 由近及遠 是將信號流經(jīng)的各器件按照距離單片機的邏輯距離進行 動態(tài)調(diào)試 動態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件 中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯誤等的一種硬件檢查。 第四步： 聯(lián)機檢查。 第三步： 加電檢測。 第二步： 用萬用表測試 。步驟如下 : 第一步： 目測。 第四章 硬件檢測與調(diào)試 硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)、基本測試儀器 (萬用表、示波器 )等，檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。焊接前后實物圖如下： 圖 PCB 板實物圖 28點擊配線欄下的放置覆銅平面，分別在 Top Layer 和Bottom Layer 層鍍銅并在連接到網(wǎng)絡(luò)后選擇 GND 網(wǎng)絡(luò)。 27 對 PCB 板覆銅。如下圖所示： 圖 布線后的 PCB 板 淚滴焊盤 是指印制板上的焊盤與銅箔走線之間 ,用線連接為淚滴狀 ,用來增強焊盤的機械強度。 布線采用交叉式布線，首先把各個瓷片電容與相對應(yīng)的集成元件手動連接在一起，再進行自動布線。優(yōu)先級設(shè)定： VCC的優(yōu)先級最高， GND其次，最后是其他 other。 26 系統(tǒng)電路總原理圖 完成各個模塊后就要完成整個系統(tǒng)的接線，為了提高系統(tǒng)的抗干擾性，在各個集成元件上分別加一個瓷片電容。數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路如下圖所示： 圖 數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路 如果我們要 1 秒鐘點亮 4 只數(shù)碼管 50 次，那么一只數(shù)碼管大概要點亮 4ms。 24 圖 A/D轉(zhuǎn)換電路 數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路 本設(shè)計采用共陰數(shù)碼管顯示，其公共端經(jīng)三極管接地，同時三極管連接單片機 P1 口做為位顯示信號選擇。 ADC0809 時序圖如下圖所示： 圖 ADC0809 時序圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路如下圖所示： 22這要求查詢程序待 EOC 無效后再開始查詢，轉(zhuǎn)換完成后， EOC輸出高電平，再由 OE 變?yōu)楦唠娖絹磔敵鲛D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。通道選擇表如下表所示。當(dāng) ALE 線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成信號 EOC 傳送到 INT1 輸入端作為中斷請求， STC89C51 在相應(yīng)的中斷服務(wù)程序里，讀取經(jīng) ADC0809 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。 和允許傳送數(shù)據(jù)就能夠通過調(diào)節(jié) 口 ,WR 和 RD 端口就能夠調(diào)節(jié)。這樣 A/D 轉(zhuǎn)換的啟動 通過用 74LS02或非門將單片機的 WR 與 ADC0809的 ALE 端口與 START 端口相接，當(dāng) WR 和 同時為低電平時 ALE和 START 端口為高電平，啟動 A/D 轉(zhuǎn)換。由于 ADC0809的時鐘頻率為 500KHz單片機輸出頻率為 2MHz，所以本設(shè)計需要接四分頻電路。 圖 74LS74內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其真值表 11 端與 3 端為原時鐘輸入端， 5 端與 9 端為變換后的時鐘輸出端； 2 端與 6 端聯(lián)接； 8 端與 12 端聯(lián)接； 7 端接電源負極， 14 端接電源正極。 74LS74 是雙 D 型觸發(fā)器，可用作分頻器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及真值表如下圖所示： 模擬輸入電路如下圖所示： 圖 模擬輸入電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路 本設(shè)計采用 ADC0809 作為模擬選擇通 道及 A/D 轉(zhuǎn)換器件，其內(nèi)部沒有時鐘電路， 所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，即其轉(zhuǎn)換速度為 128us。 模擬輸入電路 本設(shè)計用電位器來模擬現(xiàn)場變送器的模擬信號，采用高精度的阻值為 50KΩ的電位器，其輸入量可變且較為精確。晶振電路如下圖所示： 圖 晶振電路 工作原理：單片機晶振電路即分頻器的原始工作振蕩頻率，由石英晶體多諧振蕩器的諧振頻率來產(chǎn)生，晶振其實是一個頻率產(chǎn)生器，他主要把傳進去的電壓轉(zhuǎn)化為頻率信號。晶振用一種能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。 18這種復(fù)位電路的工作原理是：通電時，電容兩端相當(dāng)于是短路，于是 RST引腳上為高電平，復(fù)位按鈕松開后，電源通過電阻對電容充電， RST 端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機完成復(fù)位工作。 17當(dāng)接通電源時發(fā)光二極管就會亮（考慮到電路板的尺寸要盡量的小，變壓器另外接）。 第三章 系統(tǒng)硬件電路 系統(tǒng)硬件電路的組成 要完成本設(shè)計的任務(wù)，系統(tǒng)硬件電路的組成主要有：電源電路、復(fù)位電路、晶振電路、電位器模擬輸入電路、 A/D 選擇轉(zhuǎn)換電路、分頻電路、數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路等。 圖 數(shù)碼管及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 共陰數(shù)碼管數(shù)字編碼，如下表所示： 顯示數(shù)字 共陰極字段碼 0 3FH 1 06H 2 5BH 3 4FH 4 66H 5 6DH 6 7DH 7 07H 8 7FH 9 6FH 表 共陰 數(shù)碼管數(shù)字編碼 數(shù)碼管及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下所示： 在本設(shè)計中采用軟件去抖動措施，以降低硬件成本。 14按鍵的動作不是立刻就完成的，抖動是表現(xiàn)在輸入電壓的信號上。為了輸入數(shù)據(jù)，查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，都要用到按鍵，按鍵是人工干預(yù)計算機的主要手段。首先送出口地址并以信號有效時， OE 信號即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機接受。 3）中斷方式 把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號（ EOC）作為中斷請求信號，以中斷方