【正文】 模擬信號進行量化處理，然后存儲到存儲器中，當(dāng)需要顯示的時候，從存儲器讀出數(shù)據(jù)，并送往液晶顯示器進行顯示。控制器是系統(tǒng)中最為重要的器件，也是設(shè)計的難點?？梢杂啥喾N方法實現(xiàn)：一種是單純的采用單片機，使用單片機控制數(shù)據(jù)的采樣，存儲和回放，這種方法實現(xiàn)起來比較簡單也在所學(xué)課程的范圍之內(nèi)；另一種是采用可編程邏輯器件CPLD或者FPGA，這種方法對ADC采樣控制，存儲器的操作比較方便，而且速度也比較快，但在人機接口方面的操作就困難一些；還有一種方法是將以上兩種方法結(jié)合起來，用可編程器件做相應(yīng)的邏輯電路設(shè)計，比如ADC的采樣頻率，存儲器操作等，使用單片機來做人機接口，單片機和CPLD互相協(xié)調(diào)完成整個系統(tǒng)的功能，這種方法可以發(fā)揮出各個器件的長處，有效的完成整個控制系統(tǒng)的設(shè)計，但是就目前的學(xué)習(xí)能力用此方案還不足以將該系統(tǒng)完善并完成設(shè)計內(nèi)容。信號的處理主要是對輸入信號在幅度與偏移方面進行線性處理，使信號在垂直方向上處于A/D轉(zhuǎn)換器的輸入范圍內(nèi)。對于輸入的模擬信號，要根據(jù)不同的垂直靈敏度做出調(diào)整，具體說就是把小電壓信號放大，將大電壓信號衰減使之符合ADC的輸入電壓范圍。通?？梢允褂迷鲆婵烧{(diào)的放大電路。同時，為防止ADC因輸入大的電壓信號而燒毀，可以加入限幅電路。在簡易圖形記錄儀中，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路在給定采樣時鐘的節(jié)拍下把輸入模擬信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)據(jù)值；A/D轉(zhuǎn)換器始終以最高取樣率進行工作。根據(jù)這兩個條件選擇合適的ADC芯片。寫入RAM的數(shù)據(jù)來自于ADC，讀出之后再經(jīng)過單片機處理進行圖形的重組，然后在液晶顯示器上進行顯示。3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 單片機系統(tǒng)主要完成系統(tǒng)的人機接口和對整個系統(tǒng)的控制功能。 AT89C55的標(biāo)準(zhǔn)提供了以下功能：20480字節(jié)的閃存，256內(nèi)存，32個字節(jié)/ O線，三個16位定時器/計數(shù)器，6向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行端口，片上振蕩器和時鐘電路?？臻e模式停止的CPU，同時允許RAM工作，定時器/計數(shù)器，串行端口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)運作。在掉電模式保存RAM的內(nèi)容，但凍結(jié)振蕩器，禁用直到下一個硬件復(fù)位所有其他片上功能運作。要正確的顯示圖形，就要把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)按著輸入模擬量的時序逐位傳送，傳輸時，傳送和接收兩方均要有約定，以統(tǒng)一格式傳送和接收數(shù)據(jù)。 TLC549是美國德州儀器公司生產(chǎn)的8位串行A\D轉(zhuǎn)換芯片，可與通用微處理器，控制器通過CLK， OUT三條口線進行串行借口?？偸д{(diào)誤差最大為177。采用查分參考電壓高阻抗輸入，抗干擾，可按比例量程度校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍，VREF接地，VREF+－VREF≥1V，可用嬌小信號的采樣。當(dāng)CS為高時，數(shù)據(jù)輸出(DATA OUT)端處于高阻狀態(tài)，此時I/O CLOCK不起作用。一組通常的控制時序為： (1)將CS置低。 (2) 前四個I/O CLOCK周期的下降沿依次移出第4和第5個位(DDDD3)，片上采樣保持電路在第4個I/O CLOCK下降沿開始采樣模擬輸入。保持功能將持續(xù)4個內(nèi)部時鐘周期，然后開始進行32個內(nèi)部時鐘周期的A/D轉(zhuǎn)換。如果CS為低時I/O CLOCK上出現(xiàn)一個有效干擾脈沖，則微處理器/控制器將與器件的I/O時序失去同步；若CS為高時出現(xiàn)一次有效低電平，則將使引腳重新初始化，從而脫離原轉(zhuǎn)換過程。 若要在特定的時刻采樣模擬信號，應(yīng)使第8個I/O CLOCK時鐘的下降沿與該時刻對應(yīng)，因為芯片雖在第4個I/O CLOCK時鐘下降沿開始采樣，卻在第8個I/O CLOCK的下降沿開始保存。TLC549的引腳配置圖如下圖34. 圖34 引腳配置圖 TLC549的仿真電路如圖35所示。 AD_CS=0。i8。 _nop_()。 _nop_()。 tmpData=8。 AD_CS=0。i8。 _nop_()。 tmpData+=(unsigned char)AD_DATA。 _nop_()。 return (tmpData)。輸入信號經(jīng)過反向放大器U8放大到輸入時候的一半，所有的信號都變成了負信號。最后輸入數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLC549，把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 圖36 輸入調(diào)理電路輸入信號經(jīng)過調(diào)理電路的信號變化圖形如圖37所示 圖 37 信號變化圖形 存儲單元電路的設(shè)計 存儲芯片的選取 圖形記錄儀存儲一個流動的圖形，采樣的時間很長，所以要的存儲空間就要很大。24C512B的特性： 低電壓和標(biāo)準(zhǔn)電壓工作 – (VCC= ) – (VCC= ) 內(nèi)部有組織65,536 x 8 兩線串行接口 施密特觸發(fā)器輸入濾波抑制噪聲 雙向數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 1 MHz (, ), 400千赫()兼容性 寫保護硬件和軟件數(shù)據(jù)保護品 128byte頁寫模式（部分頁寫允許） 自定時寫周期(5 ms最大值） 高可靠性–耐力：1,000,000寫周期–數(shù)據(jù)保存：40年 概述： 24C512B是一個16位串行400KHzI2C，內(nèi)部含有64K個字節(jié)，CATALYST公司的先進技術(shù)實質(zhì)上減少了器件的功耗，24C16有一個16頁的寫緩沖器，該器件通過I2C總線借口進行操作，有一個專門的寫保護功能。任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件作為接收器，數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起止信號的主遷建控制的。但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)的模式，通過器件地址輸入端A0,A1,A2可以實現(xiàn)多個24C512B等的器件連接到總線上。Atmel推薦使用10kΩ或更少寫保護(WP):寫保護輸入，當(dāng)連接到GND,所有寫操作的存儲器inhib ，由于電容耦合，可能會出現(xiàn)在客戶應(yīng)用中，Atmel建議總是WP ，Atmel推薦使用10kΩ或更少. 存儲單元硬件電路設(shè)計要將輸入信號顯示在液晶顯示屏上，那么采樣到的數(shù)據(jù)要進行重組，則必然要求將TLC549的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)先存放在存儲器中，然后再通過對存儲器的讀寫操作將數(shù)據(jù)進行與液晶顯示相對應(yīng)的重組操作。數(shù)據(jù)存儲器的硬件電路連接如圖39所示： 圖39 數(shù)據(jù)存儲器的硬件電路 24C512B讀寫程序void EEPROM_Read(unsigned char DeviceAdd,unsigned int WordAdd,unsigned char *Str,unsigned char Len){ //unsigned char TC。 EEPROM_Flag=ByteWrite(DeviceAdd)。 //SEND OUT WORD ADDRESS EEPROM_Flag=ByteWrite(WordAdd)。 EEPROM_Flag=ByteWrite(DeviceAdd+1)。 SDAT=0。 _nop_()。 _nop_()。 SCLK=0。 _nop_()。 Len。SDAT=1。 _nop_()。_nop_()。 SCLK=0。 _nop_()。}//void EEPROM_Write(unsigned char DeviceAdd,unsigned int WordAdd,unsigned char Len){ //unsigned char TC。 }while(EEPROM_Flag=ByteWrite(DeviceAdd))。 //SEND OUT WORD ADDRESS EEPROM_Flag=ByteWrite(WordAdd)。 Len。 if(WordAdd%128==0)break。 if(Len) { do { Send_Start()。 } else break。 表32 液晶模塊HDG12864L4管腳說明標(biāo)號引腳功能CS11 片選信號RES2指令/數(shù)據(jù)寄存器A03對比度調(diào)節(jié)RW4讀寫選擇信號E5使能信號D0D7613數(shù)據(jù)線07VDD14邏輯部分電源GND15 接地VOUT16負電源輸出 圖310液晶顯示接口液晶顯示接口電路如圖39所示，圖中D0—D7為8位數(shù)據(jù)線，—；CS1為片選信號，讀寫的非門接入液晶顯示的的使能端；；。 unsigned char Column。 LCD_WriteCMD=0xE0。Column0x80。 for(Page=0xB7。Page) { LCD_WriteCMD=Page。 LCD_WriteCMD=Columnamp。 DotBuf=LC