【正文】 值此論文完成之際，謹(jǐn)向黃東巖老師致以深深的謝意和真誠的祝福 ! 最后，向所有關(guān)心和幫助過我的人們再次表。在此過程中，不僅回顧了幾年來所學(xué)的專業(yè)知識，加強(qiáng)了理論水平，而且把知識有效地運(yùn)用到了實(shí)踐中，鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際的工作能力。從論文的選題、課題研究到論文的撰寫、修改的全過程中無不凝聚著黃老師的心血。 5. LabVIEW 界面編程設(shè)計(jì) 軟件的使用讓 PC 機(jī)也參與到了整個系統(tǒng)的運(yùn)行當(dāng)中，為 現(xiàn)場測壓提供了一種更易于觀測處理的 方式 。可與 CPU 直接接口，提供兩種界面來連接微處理機(jī)， 8 位并行及串行兩種連接方式。接收靈敏度為 105dBm； 3. RS232 電平轉(zhuǎn)換 電路使單片機(jī)和 PC 機(jī)能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的聯(lián)絡(luò)信號，使整個通信電路高速，快捷，穩(wěn)定； 4. 12232F 型液晶顯示器的使用使測溫過程更加方便、直觀、快捷。從最終的測試結(jié)果來看，本設(shè)計(jì)具有貼近生活及具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。設(shè)計(jì)的電路具有精度高、電路簡單易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，而且電壓數(shù)據(jù)的無線傳輸為現(xiàn)場測壓提供了一種更易于觀測處理的方案。在串口使用結(jié)束后，使用 VISA Close 結(jié)束與 VISA resource name 指定的串口之間的會話。當(dāng)然也可以分批讀取接收緩沖區(qū)或者只從中讀取一定字節(jié)的數(shù)據(jù)。發(fā)送數(shù)據(jù)使用 VISA Write，接收數(shù)據(jù)使用 VISA Read。 圖 液晶判忙流程圖 Fig Liquid Crystal Found Busy Flow Chart 26 LabVIEW 上位機(jī)操作界面的軟件 控制 LabVIEW 串口 VI 介紹 LabVIEW 的串口通訊 VI 位于 Instrument I/O Platte 的 Serial 中，包括： 表 LabVIEW 的串口通訊 VI Tab The LabVIEW serial munication VI VI 名稱 VI 功能 VISA Configure Serial Port 初始化 VISA resource name 指定的串口通訊參數(shù) VISA Write 將輸出緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)發(fā)送到 VISA resource name 指定的串口 VISA Read 將 VISA resource name 指定的串口接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)讀取指定字節(jié)數(shù)的數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中 VISA Serial Break 向 VISA resource name 指定的串口發(fā)送一個暫停信號 VISA Bytes at Serial Port 查詢 VISA resource name 指定的串口接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù) VISA Close 結(jié)束與 VISA resource name 指定的串口資源之間的會話 VISA Set I/O Buffer Size 設(shè)置 VISA resource name 指定的串口的輸入輸出緩沖區(qū)大小 VISA Flush I/O Buffer 清空 VISA resource name 指定的串口的輸入輸出緩沖區(qū) LabVIEW 串口 VI 的使用 下圖為串口操作的整個數(shù)據(jù)流程圖 ： 圖 串口操作數(shù)據(jù)流圖 Fig Serial Operation Data Flow Diagram 首先需要調(diào)用 VISA Configure Serial Port 完成串口參數(shù)的設(shè)置，包括串口資源分配、波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位和流控等等 。芯片判忙流程如圖 所示。 25 圖 液晶顯示初始化流程圖 Fig Liquid Crystal Display Initialization Flowchart 芯片判忙子程序：芯片判忙是本系統(tǒng)唯一讀 LCD 液晶顯示器的一個子程序。 液晶驅(qū)動程序主要通過對單片機(jī)口線的操作來滿足液晶顯示模塊對時序的要求，在液晶塊顯示信息之前，必須對它進(jìn)行初始化。即先從向 LCD 液晶顯示器發(fā)送一字節(jié)數(shù)據(jù)或指令寫起，逐步上升，最后畫到一個指定開始列，圖形指針固定高度的圖。 根據(jù)該液晶模塊的顯示開關(guān)控制字、顯示起始行控制字、設(shè)置頁地址、設(shè)置 Y地址、讀狀態(tài)控制字、讀寫顯示數(shù)據(jù)等控制代碼，首先進(jìn)行初始化設(shè)計(jì)，根據(jù)讀、寫時序編寫讀、寫數(shù)據(jù) 和指令的子程序，根據(jù)要顯示的內(nèi)容進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。然后將將接收到的數(shù)據(jù)直接送到單片機(jī)串口或經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后送到計(jì)算機(jī)。發(fā)射到接收的轉(zhuǎn)換時間為 5ms。然后在等待至少 5ms后（接收到發(fā)射的轉(zhuǎn)換時間）才可以發(fā)送任意長度的數(shù)據(jù)。 PTR2020 的通信速率最高為 20Kbit/s，也可工作在其它速率如 4800bps、 9600bps 下，無需設(shè)置PTR2020 的工作速率。 開始 TH0=0。故 TMOD 控制字設(shè)置為 “05H”。其中轉(zhuǎn)換子程序是在主程序中調(diào)用的，目的是為了不占用很長的中斷時間。 22 電壓測量部分的軟件控制 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ICL7135 與單片機(jī)連接電路的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的程序流程圖如圖 5所示。硬件是軀體，軟件是靈魂，當(dāng)系統(tǒng)的硬件電路確定之后，系統(tǒng)的主要功能還要靠軟件來實(shí)現(xiàn)，而且軟件的設(shè)計(jì)在很大程度上就決定了產(chǎn)品的性能。使用它進(jìn)行原理研究、設(shè)計(jì)、測試并實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)時，可以大大提高工作效率。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、工程師所熟悉的術(shù)語、圖標(biāo)和概念，因此， LabVIEW 是一個面向最終用戶的工具。 圖形化的程序語言，又稱為 “G”語言。這是一個功能強(qiáng)大且靈活的軟件。 LabVIEW 集成了與滿足 GPIB、 VXI、 RS232 和 RS485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。 20 表 RS23 RS42 RS485之間的電氣參數(shù)比較 Tab RS232, RS422, RS485Between Electrical Parameters 規(guī)定 RS232 RS422 R485 工作方式 單端 差分 差分 節(jié)點(diǎn)數(shù) 1 收、 1 發(fā) 1 發(fā) 10 收 1 發(fā) 32 收 最大傳輸電纜長度 50 英尺 400 英尺 400 英尺 最大傳輸速率 20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s 最大驅(qū)動輸出電壓 +/25V ～ +6V 7V～ +12V 驅(qū)動器輸出信號電平 (負(fù)載最小值 ) 負(fù)載 +/5V～ +/15V +/ +/ 驅(qū)動器輸出信號電 平 (空載最大值 ) 空載 +/25V +/6V +/6V 驅(qū)動器負(fù)載阻抗 (Ω ) 3K～ 7K 100 54 擺率 (最大值 ) 30V/μs N/A N/A 接收器輸入電壓范圍 +/15V 10V～ +10V 7V～ +12V 接收器輸入門限 +/3V +/200mV +/200mV 接收器輸入電阻 (Ω ) 3K～ 7K 4K(最小 ) ≥12K 驅(qū)動器共模電壓 3V～ +3V 1V～ +3V 接收器共模電壓 7V～ +7V 7V～ +12V 在本設(shè)計(jì)當(dāng)中 MAX232 起到了 TTL 信號和 RS232 信號之間的電平轉(zhuǎn)換作用。所以 RS232 適合本地設(shè)備之間的通信。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為 2V至 3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約 15 米，最高速率為20kb/s。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時，線上為 TTL，從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從 TTL 電平到 RS232 電平再返回 TTL 電平。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖如下 ： 圖 MAX232的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 Fig The internal structure of MAX232 收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號是相對于信號地，如從 DTE 設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用 DB25連接器時是 2 腳相對 7 腳（信號地）的電平， DB25 各引腳定義參見圖 1。 RS232 被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。該電路中的點(diǎn)陣液晶顯示模塊獨(dú)占 Atmega16 的相應(yīng)口線，與其他硬件電路及地址無關(guān)，所以 CS 端可直接接地， RP 為對比度調(diào)節(jié)電位器， R C1 組成上電復(fù)位電路， C C3 為電源濾波電容。 圖 12232F與單片機(jī)的接口電路 Fig 12232F and MCU Interface Circuit R/W 控制端與 PC1 腳相連， R/W=“H”， E=“H”，數(shù)據(jù)被讀到 DB7～ DB0； R/W=“L”，E=“H→L” ， DB7～ DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 中。其中 12232F 的數(shù)據(jù)線 DB0～ DB7 與 PB 口相連，RS 控制引腳與 PC0 腳相連。具體時序圖如圖， 所示?？赏瓿蓤D形顯示 ,也可以顯示 2 個 (1616 點(diǎn)陣 )漢字。 本系統(tǒng)采用的是深圳市瑞特電子有限公司生產(chǎn)的 12232F 型的液晶顯示器。其中，段位式 LCD 和字符式 LCD 只能用于字符以下的簡單顯示，不能滿足圖形曲線及漢字顯示的要求。它與 PC 機(jī)相比，成本較低，可以實(shí)現(xiàn)漢字和數(shù)據(jù)的直觀化，易于實(shí)現(xiàn)。當(dāng)在玻璃電極上加上電壓后，在電場 作用下，液晶的扭曲結(jié)構(gòu)消失，其旋光作用也消失，偏振光便可直接通過。但是當(dāng)顯示信息量較多時，該種顯示方式給使用者帶來了極大的不便，而液晶顯示器 LCD 具有功耗低，體積小，重量輕等諸多其他顯示器件無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于便攜式儀器儀表和低功耗電子產(chǎn)品中。 LED 顯示部分 發(fā)光二極管顯示器 LED 是單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品中常用的廉價輸出設(shè)備。 圖 接收端連接框圖 Fig The receiving end connection diagram 微控制器的 I/O 口 控制 PTR2020 的片選端； 口控制 PTR2020 的 TXEN端，即發(fā)送 /接收控制端，實(shí)現(xiàn)半雙工通信功能； 口控制 PTR2020 的 POWER_UP端，實(shí)現(xiàn)待機(jī)和上電的控制，達(dá)到節(jié)能目的。 在無線傳輸?shù)母呔葴y壓系統(tǒng)中， PTR2020 主要完成對電壓數(shù)據(jù)的無線傳輸。 圖 PTR2020內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 Fig The internal structure of PTR2020 圖 PTR2020引腳圖 Fig The PTR2020 pin map PTR2020典型應(yīng)用電路說明 我們使用的是 PTR2020 快速開發(fā)套件，典型應(yīng)用電路如圖 所示。 9 腳 DIN 輸入數(shù)字 信號和 10 腳 DOUT 輸出數(shù)字信號均為標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平信號，需要發(fā)射的數(shù)字信號通過 DIN 輸入，解調(diào)出來 15 的信號經(jīng)過 DOUT 輸出； 12 腳通道選擇， CS=“0”為通道 1（ ）， CS=“1”為通道 2（ ）； 18 腳電源開關(guān)， PWR_UP=“0”為待機(jī)模式； 19 腳發(fā)射允許信號， TXEN=“1”為發(fā)射模式， TXEN=“0”為接收模式。接收電路中，低噪聲放大器放大輸入的射頻信號，接收靈敏度 105dBm。要發(fā)射的數(shù)據(jù)通過 DIN 端（第 9 腳）輸入。本機(jī)振蕩用鎖相環(huán) PLL 方式，由在 DDS 基礎(chǔ)上的頻率合成器、外接的無源回路濾波器和壓控振蕩器組成。發(fā)射電路包含有：射頻功率放大器，鎖相環(huán) PLL，壓控振蕩器 VCO，頻率合成器等電路。電路模塊尺寸為 30*22*6mm3 。 PTR2020 芯片的介紹 射頻收發(fā)芯片 PTR2020 工作在 433MHz 國際通用的 ISM 頻段； FSK 調(diào)制和解調(diào)，抗干擾能力強(qiáng)；采用 PLL 頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性好；靈敏度高達(dá) 105dBm，最大發(fā)射功率達(dá)到 +10dBm；數(shù)據(jù)速率達(dá) 20Kbit/s；可方便地嵌入各種測量和控制系統(tǒng)中；在儀器儀表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線抄表系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)遙測遙控系統(tǒng)等中應(yīng)用。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。 EA/VPP:外部訪問允許。 ALE/PROG:當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE 輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能。作輸出口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ Iil）。 P2 口： P2 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸出口。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 引腳功能說明： Vcc：電源電壓 ； GND:地 ； P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM,定時計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。下圖為AT89C52 的引腳圖： 圖 AT89C52 的引腳圖 Fig AT89C52 Pin Map 13 主要性能參數(shù)： MCS51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 2. 8K 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲器 次擦寫周期 ： 0Hz—24