【正文】 上述的原因會直接導致在測量。同時還有一個問題就是因為熱敏電阻的溫度變化是通過手拿烙鐵靠近來實現(xiàn)的。所以那個活動的螺絲就不是很穩(wěn)定 ，在測量的時 候經(jīng)常會發(fā)生移動。 系統(tǒng)存在的不足 但是系統(tǒng)本身是有缺陷的，由于本系統(tǒng)是一個動態(tài)的測電阻系統(tǒng)，所以在完成過程中將工作重點都放在了測電阻系統(tǒng)上，所以我們的熱敏電阻接入系統(tǒng)就比較簡單，存在一些不可避免的實際問題，像接觸不良，固定不穩(wěn)。 表 41 時間電阻測量值 第 一組 時間 (s) 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 電阻(Ω ) 5 10 22 30 50 61 77 82 93 117 時間 (s) 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 電阻(Ω ) 129 138 155 174 249 275 332 355 390 410 時間 (s) 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 電阻(Ω ) 440 480 507 554 590 650 697 752 780 810 時間 (s) 62 64 68 72 76 80 84 88 92 96 電阻(Ω ) 882 963 1060 1116 1244 1401 1497 1600 1724 1868 第二組 時間 (s) 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 電阻(Ω ) 7 32 63 77 121 183 254 292 332 381 單通道動態(tài)數(shù)字電阻測量儀 30 時間 (s) 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 電阻(Ω ) 400 431 454 466 486 493 507 522 537 554 時間 /s 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 電阻 /Ω 584 609 628 650 694 723 750 780 810 845 時間 /s 62 64 68 72 76 80 84 88 92 96 電阻 /Ω 882 920 963 1011 1060 1088 1116 1224 1416 1470 對應畫出的電阻時間變化曲線如圖 47 所示： 圖 47 電阻 — 時間測量圖 由測試數(shù)據(jù)和繪制的曲線可以看出，系統(tǒng)可以隨時間變化 讀出 待測電阻的阻值，當然待測電阻為在烙鐵作用下不斷變化溫度 的熱敏電阻，阻值自然也是不斷變化的。所以在接近 20 次的測試中只挑出兩組相對較穩(wěn)定的測試結(jié)果。 單通道動態(tài)數(shù)字電阻測量儀 29 實際電阻測量及結(jié)果分析 實際測量的情況 在 測量的時候?qū)崦綦娮?連接到接入電路，然后用已經(jīng)預熱好的烙鐵接觸熱敏電 阻，這時候數(shù)碼管的值就會開始隨著變化，可是由于數(shù)值變化的速度太快，無法現(xiàn)時讀數(shù)記錄只能先將數(shù)據(jù)的變化過程錄下來，然后再回去暫停取數(shù)，所以后面的數(shù)據(jù)都是這樣取出來的。 在實際的操作過程中，我程序是一部分一部分改的上面的是在很多次的試驗之后，反復的改程序，用開發(fā)板下載，再到實際電路試驗。多以程序這部分最終改為了： TH1=(6553665)/256。所以定時器的頻率同時也是 A/D 轉(zhuǎn)換器的掃描頻率。 TL1=(65536200)%256。 第三部分：定時器的初值設定，在程序初始化的時候?qū)Χ〞r器的初值設定為 200ms。} } } 括號中的數(shù)為 i 的值所以數(shù)越大說明延時時越長頻率越低，所以閃爍還有可能是這方面的原因 。j100。i0。 第二部分： 在每個顯示模塊后面都調(diào)用了一個延時函數(shù) delay(10)， void Delay(unsigned int i) { unsigned int j。}這樣在大方向上是沒有什么變化的，但是在掃描細節(jié)上發(fā)上如下的變化，掃描 EOC 端是否為高，為高程序繼續(xù)向下運行，如果為低，程序繼續(xù) 顯示之前的數(shù)據(jù) 。 getdata = P1。程序的含義是掃描 EOC 端， EOC 端為低時程序在 while（ EOC==0）處停留，為高是跳出，所單通道動態(tài)數(shù)字電阻測量儀 28 以這部分有可能會有空白等待的時候，有可能造成閃爍。OE=1。 所以我著手在這三個部分做了改動。 ③ 定時器初值設定部分。 根據(jù)大家給的意見結(jié)合自己的程序分析了一下，程序中有可能造成閃爍的有三個部分： ① 在 A/D 轉(zhuǎn)換過程結(jié)束時讀取數(shù)據(jù)的那部分程序。 ② 只要刷新速度高于 20 次 /秒，就沒問題 ， 保證頻率了，如何掃描不均勻的話也可能會閃爍 。焊接完成后，亮度的問題便解決了。 最初想不動端口，因為是焊接板，所以換端口布線很麻煩，所以采取的第一種方案，可是焊接完了之后器件增加很多，板子后面的走線更復雜了，關(guān)鍵是，問題并沒有解決，原理上是沒問題的，所以仍不亮的原因應該是上拉電阻加的太大了，可是實在沒辦法再改了，因為板子犧牲了。 ② 改變端口，讓數(shù)碼管接單片機的 P0 端， P1 口接 A/D 的輸出。 找到 亮度不夠的原因是 單片機的 P1 口輸出電壓偏低，不足以驅(qū)動數(shù)碼管，即數(shù)碼管缺少相 關(guān)的驅(qū)動電路。 電路板實物測試結(jié)果 件編譯成功后下載到單 片機中上電測試，最開始實際電路中也用的 1k 的變阻器，數(shù)據(jù)的正確性沒有問題的情況下，在指導老師的幫助下，接上熱敏電阻進行測量，用電烙鐵改變熱敏電阻的溫度從而改變其阻值，顯示的結(jié)果是正確的，但是存在一個很明顯的問題， 那就是數(shù)碼管亮度嚴重不夠，只有晚上才能看清楚，而且數(shù)碼管 一直 閃爍。完成后通過單片機開發(fā)版和 STCISP 軟件實現(xiàn) 單片機 對 .hex 文件的 下載。 仿真結(jié)果如圖 4 45 所示： 單通道動態(tài)數(shù)字電阻測量儀 26 圖 44 仿真結(jié)果圖 1 圖 45 仿真結(jié)果圖 2 在仿真的情況下正常顯示說明程序和電路至少在原理上正確，因為仿真畢竟不是實物所以實物連接出來究竟能否正確運行還不能確定。 temp=Rx。 錯誤分析：由于 C 語言中整數(shù)相除結(jié)果取整保留，而對于電壓而言這種寫法相當于電壓只有五個值，所以相除得出來的只是五個不準確的數(shù)值 ② 在 ① 的基礎上 Rx=（ ） *R0*1000/V 數(shù)值顯示的顯示的即為第二種錯誤結(jié)果 錯誤分析：雖然有小數(shù)的，但是 v 是一個放大 1000 倍的數(shù)值所以相應的量程自然也應該放大，當時忽略了這個問題導致很長時間查不出錯誤。所以要在其中加上一個語句。乘 1000 是為 了方便下面顯示成四位數(shù)值。算法 getdata**5000 是將二進制數(shù)乘 變成可以和后面數(shù)值進行計算的形式。 getdata 是從 A/D 轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字量是一個八位的二進制數(shù)，即為所轉(zhuǎn)換好的電壓值。 dispbuf[3]=temp/1000。 dispbuf[1]=temp/10%10。 解決方案：在原有算法 v=getdata**5000。 仿真中變壓器是 1K 的，所以準確的變化范圍應該是 — （單位是 KΩ ）是 出現(xiàn)過的錯誤的顯示包括下面 兩 種 ： ① 數(shù)碼管只能顯示五個 數(shù) 、 、 、 、 。 然后在程序中改算法， 最終實現(xiàn)電阻顯示。 仿真結(jié)果 ： 電壓表仿真結(jié)果正常，數(shù)值以 V 為單位可以從 顯示到 。程序便下入仿真圖芯片中。 Keil 中生成的 .hex 文件下載到仿真圖中的單片機內(nèi)進行仿真。 最初實現(xiàn)的是一個電壓表的功能，將程序在 keil 中編譯生成 .hex 文件。 Proteus 可以完成單片機系統(tǒng)原理圖電路繪制、 PCB 設計，更為顯著點的特點是可以與 keil的 u Visions4 IDE 工具軟件結(jié)合進行編程仿真調(diào)試。Proteus 軟件可以對基于微控制器的設計連同所有的周圍電子器件一起仿真，用 戶甚至可以實時采用諸如 LED/LCD、鍵盤、 RS232 終端等動態(tài)外設模型來單通道動態(tài)數(shù)字電阻測量儀 24 對設計進行交互仿真。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等， Protues 建立了完備的 電子 設計開發(fā)環(huán)境。 （ 2）仿真處理器及其外圍電路 可以仿真 51 系列、 AV R、 PIC 等常用主流單片機。 其功能特點如下 ： proteus 軟件具有其它 EDA 工具軟件的功能。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。 將從下面幾方面 ① keil程序調(diào)試及 proteus 仿真 ② 實物完成 ③ 實際 電阻 測量及結(jié)果分析 keil 程序調(diào)試及 proteus 仿真 proteus 功能及使用概述 Protues 軟件 [18]是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。 在本設計中，為了簡化硬件設計，主要采用軟件定時的方式， 通過軟件延時程序來實現(xiàn) 5ms 的延時。 OE＝ 1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)； OE＝ 0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。需要等待。 ④ 當 EOC 變?yōu)楦唠娖綍r，這時給 OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機 P1 口再傳遞到數(shù)碼管顯示 。即單通道動態(tài)數(shù)字電阻測量儀 22 ABC 的輸入量為 000 選中 ADC0809 的通道 IN0。 ② 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到 A、 B、 C 端口上。當 ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行 A/D 轉(zhuǎn)換。 ① 初始化時，使 ST 和 OE 信號全為低電平。具體的流程圖如 圖 34 所示 圖 34 A/D 轉(zhuǎn)換子程序流程圖 輸入 0－ 5V 之間的模擬量，通過 ADC0809 轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 供程序中的全局變量 getdata 取 出來。使用定時器、外部中斷、串行口中斷中的某一個或某幾個時 EA 都要置 1。 單通道動態(tài)數(shù)字電阻測量儀 21 圖 33 中斷允許 IE 每一位都需要用程序置 1 或 清 0。 TL1=(65536200)%256。定時 /計數(shù)器有四種工作方式，由 M1M0 進行設置，具體方式見下表。 主程序框圖如圖 31 所示 圖 31 主程序框圖 單通道動態(tài)數(shù)字電阻測量儀 20 初始化程序 初始化，是對將要用到的 51 系列單片機內(nèi)部部件或擴展芯片進行初始工作狀態(tài)設定，初始化子程序 的主要工作 是設置定時器的工作模式，初值預置，開中斷和打開定時器等 。 本論文中 所有程序的編譯均 采用德國 Keil Software 公司開發(fā)的 Keil C51 編譯器 [14]。 C51 是 專為 51 單片機 開發(fā)的一種高性能的 C 編譯器。 C 語言是一種通用的程序設計語言，其代碼效率高、數(shù)據(jù)類型及運算符豐富，并具有良好的程序結(jié)構(gòu)，適用于各種應用程序設計。 單片機在推廣應用的初期，主要使用匯編語言，這是因為當時的開發(fā)工具只能支持匯編語言。 PS：最初電路的接法不是這樣的，最開始數(shù)碼管是接在單片機的 P1 口， A/D 的輸出接在單片機的 P0 口，在后面的測試環(huán)節(jié)改成這樣，即最終的電路圖。此外， AT89C51 還控制 ADC0808 的工作。 R0 兩端的電壓即為輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬量。 單通道動態(tài)數(shù)字電阻測量儀 17 外加的分壓電路 此電路時輔助測量電阻的電路同時也是電壓表的模擬電壓發(fā)生電 路 ，如圖216 所示。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應， 盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。 數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個顯示筆劃 “ a,b,c,d,e,f,g,dp” 的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極 COM 增加 位選通控制電路，位選通由各自獨立的 I/O 線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的 I/O 端口進行驅(qū)動，或者使用如 BCD 碼二 十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。 數(shù)碼管的驅(qū)動通常分為兩種：靜態(tài)驅(qū) 動和動態(tài)顯示。 數(shù)碼管與單片機接口設計 由于單片機的并行口不能直接驅(qū)動 數(shù)碼管 ，所以，在一般情況下，必須采用專用的驅(qū)動電路芯片 [13]，使之產(chǎn)生足夠大的電流， 數(shù)碼管 才能正常工作 。 本設計系統(tǒng)中為了簡化硬件線路設計，數(shù)碼管譯碼采用軟件編程來實現(xiàn)。 硬件譯碼是指利用專門的硬件電路來實現(xiàn)顯示字符碼的轉(zhuǎn)換。 圖 214 四位一體共陽極數(shù)碼管內(nèi)部電路圖 從數(shù)碼管正面俯視 看，對應的引腳如圖 215所示， 圖 215 四位一體數(shù)碼管引腳圖 1， 2， 3， 4 分別表示從左到右四個數(shù)碼管的位選端， a,b,c,d,e,f,g,dp 即分別對應數(shù)碼管的段選，共陰極數(shù)碼管高電平有效，共陽極的數(shù)碼管低電 平有效。 圖 213 共陽極數(shù)碼管內(nèi)部電路 而四位數(shù)碼管 即相當于四個一位的數(shù)碼管段選并聯(lián)而陰極（共陰數(shù)碼管）