【正文】 9 第 4 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .......................................................................................... 20 數(shù)據(jù)的定義與存儲(chǔ)器的分配 ........................................................................ 20 主程序的設(shè)計(jì) ............................................................................................. 21 鍵盤(pán)掃描中斷子程序 ...................................................................... 21 A/D 轉(zhuǎn)換子程序的設(shè)計(jì) ................................................................... 20 D/A 轉(zhuǎn)換子程序的流程圖 ............................................................... 20 軟件抗干擾措施 ........................................................................................... 21 結(jié) 論 .......................................................................................................................... 23 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 24 致 謝 .......................................................................................................................... 25 附錄一：源程序 .......................................................................................................... 30 附錄二 總電路圖 ...................................................................................................... 37 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 緒 論 1 第 1 章 緒 論 在實(shí)際的生產(chǎn)、科研等過(guò)程中 ,數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)，波形分析與統(tǒng)計(jì)，圖形繪制，頻譜分析，波形組合運(yùn)算，諧波分析，有效值計(jì)算，功率計(jì)算，三相對(duì)稱性分析等 對(duì)于工作的 研究 很重要 ， 而所有這些必須建立在波形 記錄的前提下 ,傳統(tǒng)的波形記錄儀器 ,不是時(shí)間效率較差 ,就是 價(jià)格昂貴 ,要求較高的購(gòu)買(mǎi)力 ,難以滿足一般的 用戶 需要 。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；波形記錄；實(shí)用性 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） ABSTRACT Ⅱ ABSTRACT The waveform recording has been widely used in the teaching scientific research, the geological research and so on. Waveform recording is also convenient for our later on graphical analysis and calculation, spectrum analysis, correlation analysis and other operation curve. Universal electronic oscilloscope low prices, we are equipped with conventional instruments, but does not have the signal recording function, therefore, to design a signal waveform recorder, which can bine with general electronic oscilloscope, to observe the non repetitive signal waveform, is of great practical significance. This paper is based on the single chip microputer and the design of the waveform recorder, waveform storage system equipped with a A/D converter, data memory, using bipolar output prosperity D/A converter device. The system has eight input channels, using partition stored waveform. At the same time to the external data memory configured to drop the electricity protection circuit, can be longterm preservation of data. The design of using topdown method, the system has four modules: input circuit, keyboard and display circuit, control circuit and the storage circuit and an output circuit. The design enables the waveform record and electronic together well, has the very strong practical. Keywords: Single chip microputer。 設(shè)計(jì)中采用自頂向下的方法，系統(tǒng)共有四個(gè)功能模塊：輸入電路、鍵盤(pán)和顯示電 路、控制 和存儲(chǔ) 電路 以及 輸出電路 。系統(tǒng)有八個(gè)輸入通道，采用分區(qū)儲(chǔ)存波形。 通用電子示波器價(jià)格低廉 ,是我們配備的常規(guī)儀器 ,但不具備信號(hào)記錄功能 ,因此 ,設(shè)計(jì)一 種信號(hào)波形記錄器 ,使之能與通用電子示波器結(jié)合 ,用來(lái)觀測(cè)非重復(fù)性信號(hào)波形 ,是很有實(shí)際意義的。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)波形記錄器 Title: Chip waveform recorder 學(xué)生姓名 : 專 業(yè) : 學(xué) 號(hào) : 指導(dǎo)教師 : 2020 年 6 月 GRADUATION DESIGN (DISSERTATIONS) English Title: Chip waveform recorder Name: FuKailiang Student number: 08061239 Teacher: LiHongjun Professional: Electronic June In 2020東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 摘 要 Ⅰ 摘 要 波形記錄在教學(xué)科研和地質(zhì)勘測(cè)等方面有著廣泛的應(yīng)用。波形的記錄也方便我們后期對(duì) 圖形 的 分析 和 運(yùn)算，頻譜 的 分析，曲線相關(guān)性分析等操作。本論文是基于單片機(jī)而設(shè)計(jì)的波形記錄器，波形存儲(chǔ)系統(tǒng)配備了 A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、采用雙極性輸出 的 D/A轉(zhuǎn)換器等器件。同時(shí)給外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 配置了掉電保護(hù)電路，可長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)。該設(shè)計(jì)使波形記錄與通用電子很好的結(jié)合在一起 ,具有很強(qiáng) 實(shí)用性。 Waveform recording。 再如科研工作常常依賴波形記錄儀記錄、收集信息 。 課題背景 與研究現(xiàn)狀 隨著微電子技術(shù)應(yīng)用的迅猛發(fā)展，人們開(kāi)始利用微處理器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理能力，并使之與 A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)相結(jié)合來(lái)研制功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)輕巧、使用靈活方便、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)的新型波形記錄儀。如導(dǎo)彈飛行記錄器用來(lái)記錄導(dǎo)彈的運(yùn)行狀況，為導(dǎo)彈的評(píng)估好 壞提供重要的數(shù)據(jù)；心電記錄儀用于記錄人體有異常感受時(shí)的心電圖，為醫(yī)生的診斷帶來(lái)方便；在野外測(cè)圖時(shí)，必須帶有電子記錄器，用于地形空間數(shù)據(jù)的采集；氣象站需要自動(dòng)記錄降水的記錄器，廣泛用于汽車，飛機(jī)，輪船上的各種黑匣子也是記錄器的一種；在地震的預(yù)測(cè)中也離不開(kāi)波形記錄儀。 目前，國(guó)內(nèi)的高性能的波形記錄器的研究主要在信息數(shù)據(jù)采集及處理和數(shù)模信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路方面。另一方面，采用計(jì)算機(jī)與軟件結(jié)合的方法設(shè)計(jì)虛擬波形記錄器。但是由于受到計(jì)算機(jī)接口總線速度的影響，其性能也受到一定的限制。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)缺少結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能適中，造價(jià)低的波形記錄器的情況，本文設(shè)計(jì)了一基于 51 系列單片機(jī) 控制的單片機(jī)波形記錄器，用于記錄如溫度、濕度等緩慢變化信號(hào)波形。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 緒 論 2 課題的意義 波形的記錄和分析是許多實(shí)際工作的基礎(chǔ)： 1. 波形記錄儀器是生產(chǎn)、科研和工程調(diào)試等工作必備的工具。 因此該課題的設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義，通過(guò)設(shè)計(jì)可以提高獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；可以培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力；可以增強(qiáng)個(gè)人理論分析、實(shí)驗(yàn)研究、文獻(xiàn)查閱、計(jì)算機(jī)運(yùn)用和文字表達(dá)等方面的能力；可以加深自己對(duì)理論知識(shí)的理解，以及實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)。它首先對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣獲得相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)，存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)可用來(lái) 在示波器的屏幕上重現(xiàn)信號(hào)波形，從而獲得所需要的各種信號(hào)參數(shù)。本章主要介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要功能，設(shè)計(jì)方案的確定和設(shè)計(jì)的主要思想。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能圖如圖 所示。單片機(jī)在啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換時(shí)還需考慮到與信號(hào)的同步問(wèn)題。每完成一次采樣， A/D轉(zhuǎn)換器向單片機(jī)申請(qǐng)中斷，單片機(jī)接受中斷，轉(zhuǎn)入 中斷處理。 ： 波形重構(gòu)是通過(guò) D/A轉(zhuǎn)換器不斷快速重復(fù)地把 A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行 D/A轉(zhuǎn)換，并按固定頻率輸出至通用模擬東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 4 示波器完成的 。 通過(guò)初步的分析與思考，將本系統(tǒng)配合通用示 波器，需實(shí)現(xiàn)如下功能： ： 將通用示波器難以觀察的單次變化的信號(hào)轉(zhuǎn)換為周期性的重復(fù)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)單次變化的信號(hào)進(jìn)行連續(xù)的觀察；并且，系統(tǒng)中的 RAM需設(shè)有掉電保護(hù)措施，系統(tǒng)即使經(jīng)關(guān)機(jī)斷電后還能隨時(shí)再現(xiàn)原來(lái)的波形信號(hào)，達(dá)到了采樣存儲(chǔ)示波器的記憶功能效果。 總體設(shè)計(jì)思想 本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)做控制器，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括硬件的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì)。輸 入 電路將待測(cè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù) 字 量； 鍵盤(pán)和顯示電 路用于 選擇、顯示輸入通道，啟動(dòng)采樣和啟動(dòng)波形的輸出； 輸出電路包括 D/A 轉(zhuǎn)換電路 以及 雙極性變換 電路，用以將數(shù)字量變?yōu)槟M量； 控制部分需要結(jié)合軟件的設(shè)計(jì)，輸出各種控制邏輯。設(shè)計(jì)的程序主要的功能是實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)的控制與管理，控制波形的采樣和存儲(chǔ)以及波形的復(fù)現(xiàn)。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 5 第 3 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 根據(jù)上章的分析，系統(tǒng)硬件的主要功能是：對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣；將獲得的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)；利用存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)重建信號(hào)波形，用示波器觀察。 輸入電路的設(shè)計(jì) 輸入電路包括 緩沖器、程控基準(zhǔn)電源、同步觸發(fā)電路、采樣保持器及模數(shù)變換器 (ADC)， 在輸入電路中的核心器件是 A/D 轉(zhuǎn)換器， 緩沖器、程控基準(zhǔn)電源、同步觸發(fā)電路、采樣保持器都是為 A/D 轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)的，因而 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇是輸入電路設(shè)計(jì)的核心。 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇 ADC0809 是逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器，逐次逼近式 A/