【正文】 態(tài)王接收到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) MCU 傳回的數(shù)據(jù)之可對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)表顯示、歷史報(bào)表顯示、進(jìn)行趨勢圖的繪制等。主要是指，根據(jù)所檢測到的傳感器信號通過放大和隔離電路驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)； （ 5）、和上位機(jī)的異步串口通信功能。 （ 3）、超限報(bào)警。用戶可以通過指定按鍵查詢當(dāng)前時(shí)間。該設(shè)置過程通過按鍵及 LCD 顯示共同模塊實(shí)現(xiàn)。 ② 設(shè)置門限值。 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖 21 所示： 根據(jù)以上分析，我們得出基于 MSP430 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要需要完成的功能有： （ 1）、借助于溫度、壓力、液位等傳感器及 MSP430 自身集成的 ADC12 模塊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集； 圖 21 基于 MSP430 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 7 頁 （ 2）、采集數(shù)據(jù)以及其它量的點(diǎn)陣 LCD 顯示： ① 檢測值。具有一定的通用性，除了以上所列的幾個(gè)傳感器類型，其實(shí)對于兩線制，輸出為電壓或者電流類型的傳感器，都可利用本系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 第五章：總結(jié)了該系統(tǒng)的研發(fā)工作，并對以后的工作提出了建議。 第四章：在搭建好的硬件平臺上進(jìn)行軟件開發(fā)，編寫各個(gè)模塊的驅(qū)動(dòng)程序。 第二章：介紹系統(tǒng)的功能及工作原理，對該監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 5 頁 適合本測量系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的相關(guān)軟件、硬件平臺。 針對以上所述，本文結(jié)構(gòu)安排如下： 第一章：緒論。這個(gè)部分的工作主要是根據(jù)組態(tài)王與單片機(jī)的通用通信協(xié)議（ HEX）開發(fā)單片機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)在組態(tài)王中對下位機(jī)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行所需要的處理。 本論文研究的主要內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu) 本文主要包含兩大部分的內(nèi)容：第一部分，下位機(jī)數(shù)據(jù)采集及其附屬部件設(shè)計(jì)。 （ 3）開放性： HAD（ Holonic Data Detection） 系統(tǒng)可以允許其它新的 DA holon的加入，原有 DA holon 的移除或功能上的更新對整個(gè) HAD 不會產(chǎn)生很大的影響，同時(shí)只需要很少的人工參與。 （ 2）協(xié)作性： DA Holon 能夠相互之間協(xié)作，以完成共同的計(jì)劃和任務(wù)。自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： （ 1）自治性：每一個(gè) DA（ Data Detection） holon 能夠監(jiān)控自己計(jì)劃和任務(wù)的執(zhí)行。 自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 GPRS 作為一種高速、高效、經(jīng)濟(jì)的無線系統(tǒng)，具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)帶寬、適應(yīng)性強(qiáng)、計(jì)價(jià)按數(shù)據(jù)流量計(jì)算、實(shí)時(shí)在線的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大量數(shù)據(jù)傳輸，完全滿足數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控的雙向數(shù)據(jù)信息傳輸?？捎糜诠I(yè)控制、金融、交通等行業(yè)，具有很廣闊的發(fā)展前景。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展方向 基于 GPRS 的 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 應(yīng)用層：這一層解決測量系統(tǒng)與工業(yè)對象接口關(guān)系，如何與工業(yè)對象的工藝相結(jié)合等問題，重點(diǎn)是應(yīng)用軟件問題。 系統(tǒng)層：這一層應(yīng)考慮被選用的硬件和軟件是否兼容，是否完整，即是否能構(gòu)成完善的系統(tǒng)。通常分為三種： 基礎(chǔ)層：這 一層指系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者組合應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)可以選用的硬件模塊和有關(guān)軟件。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 3 頁 功能模塊可以進(jìn)行組織批量生產(chǎn)，使質(zhì)量穩(wěn)定，并降低成本。 維修方便快捷。它的優(yōu)點(diǎn)是： 將系統(tǒng)劃分為若干硬、軟件功能模塊，由專門的 研究機(jī)構(gòu)根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)盡可能設(shè)計(jì)完善，并定制其規(guī)格系列，選用這些現(xiàn)成的功能模塊可以迅速配套成各種應(yīng)用系統(tǒng)，簡化設(shè)計(jì)并縮短設(shè)計(jì)周期。組合化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是模塊化。 開放式體系結(jié)構(gòu)和總線系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致工業(yè)檢測系統(tǒng)采用組合化設(shè)計(jì)方法的流行。 推行開放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想主要是向未來的 VLSI 開放；向不同的用戶層次開放；向用戶的特殊要求開放。 針對上述問題，國外近年來在電子工業(yè)和嵌入式行業(yè)中推行一種不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì) 思想的所謂“開放系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)思想。 市場競爭日趨激烈。實(shí) 時(shí)系統(tǒng)又可以分為：硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)和軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)。硬 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 2 頁 件按照嵌入式處理器來劃分可以分為：嵌入式微控制器（ MCU）；嵌入式數(shù)字信號處理器（ DSP）；嵌入式微處理器（ MPU）；嵌入式片上系統(tǒng)（ SOC）。 嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)需要專門的開發(fā)工具和環(huán)境。 專用性強(qiáng)。目前國內(nèi)大多數(shù)資料定義嵌入式系統(tǒng)為：嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心， 以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟、硬件可以剪裁，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式產(chǎn)品性能更好，功能更完善。既使當(dāng)今快速發(fā)展的虛擬儀器系統(tǒng)，也是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合，配以相應(yīng)的軟件開發(fā)構(gòu)成的。許多新型儀器設(shè)備，實(shí)際上就是高性能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)加上相關(guān)的輔助功能而成。 第 2 章 基于 MSP430 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................. 6 基于 MSP430 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)建 .............................. 6 系統(tǒng)功能分析 .................................................. 6 系統(tǒng)的硬件原理框圖 ............................................ 7 系統(tǒng)的工作過程 ................................................ 8 系統(tǒng)主要功能器件的介紹及選擇 ..................................... 8 單片機(jī)的選擇 .................................................. 8 傳感器簡介 ................................................... 11 AD 轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)介紹 .......................................... 11 LCD 顯示模塊的選擇 ........................................... 14 上位機(jī)處理系統(tǒng)軟件的選擇 ..................................... 15 第 3 章 基于 MSP430 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ............................ 17 電源電路的設(shè)計(jì) .................................................. 17 復(fù)位電路設(shè)計(jì) .................................................... 18 模擬量采集電路的設(shè)計(jì) ............................................ 18 圖形點(diǎn)陣 LCD 顯示電路 ............................................ 19 按鍵處理電路 .................................................... 20 串行通信電路設(shè)計(jì) ................................................ 21 報(bào)警系統(tǒng)及外圍驅(qū)動(dòng)模塊電路設(shè)計(jì) .................................. 23 報(bào)警電路設(shè)計(jì) ................................................. 23 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ............................................. 24 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 V 頁 單片機(jī)電路設(shè)計(jì) .................................................. 24 第 4 章 基于 MSP430 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ............................ 26 系統(tǒng)時(shí)鐘模塊的初始化設(shè)置 ........................................ 28 模擬量采集模塊軟件設(shè)計(jì) .......................................... 28 轉(zhuǎn)換模塊的初始化設(shè)置 ......................................... 28 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取 ............................................... 28 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的格式化 ............................................. 30 ADC12 模塊的啟動(dòng) ............................................. 31 輸入模塊的軟件設(shè)計(jì) .............................................. 32 輸入模塊的初始化設(shè)置 ......................................... 32 中斷處理程序 ................................................. 34 顯示模塊的軟件設(shè)計(jì) .............................................. 42 LCD 初始化設(shè)計(jì) ............................................... 42 LCD 顯示設(shè)計(jì) ................................................. 43 串行通信模塊的軟件設(shè)計(jì) .......................................... 45 組態(tài)王與單片機(jī)的通信協(xié)議 ..................................... 46 單片機(jī)通訊程序設(shè)計(jì) ........................................... 49 報(bào)警系統(tǒng)及外圍驅(qū)動(dòng)電路模塊的軟件設(shè)計(jì) ............................ 56 報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ........................................... 57 外圍驅(qū)動(dòng)模塊的軟件設(shè)計(jì) ....................................... 58 主處理模塊程序設(shè)計(jì) .............................................. 60 第 5 章 系統(tǒng)的調(diào)試及運(yùn)行 ............................................... 63 系統(tǒng)實(shí)物電路的搭建 .............................................. 63 下位機(jī)設(shè)計(jì)功能調(diào)試 .............................................. 63 和組態(tài)王 串口通信的調(diào)試 ..................................... 63 結(jié) 論 ................................................................ 68 致 謝 ................................................................ 69 參考文獻(xiàn) .............................................................. 70 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 VI 頁 附錄 1：電路原理圖 ................................................... 71 附錄 2：程序 ......................................................... 72 附錄 3：實(shí)習(xí)報(bào)告 ..................................................... 72 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 1 頁 第 1 章 緒論 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一種應(yīng)用十分廣泛的模擬量線性測