【正文】 6P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10A T 89C 51A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A 1021A 1123A 122C S 120C S 226WE27OE22D011D112D213D315D416D517D618D719A 1329A 142862256D03Q02D14Q15D7 ～ D718Q2 ～ Q719OE1LE11 74L S 373D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11 74L S 373V C CA1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y7774L S 138 P P A L EA L EORWRO E .WELE+ 5V+ 5V 圖 單片機(jī)與 62256 的接口電路 輸出電路的設(shè)計(jì) 輸出電路的設(shè)計(jì)包括 數(shù)摸轉(zhuǎn)換器 D/A的選擇以及 雙極性輸出電路的設(shè)計(jì) ，其作用是將數(shù)字量變?yōu)槟M量。 該電路把保存在 RAM中的采樣數(shù)據(jù)，按照示波器顯示波形的要求循環(huán)送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832，轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模擬信號(hào)，然后再送到通用示波器顯示出波形。 數(shù)摸轉(zhuǎn)換器的選擇 輸出電路對(duì) 讀出速度有一定的 要求 ，選擇 DAC0832 可滿足系統(tǒng)。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖如圖 。當(dāng) ILE 為高電平、 CS 和WR1為低電平時(shí)， LE1為 1，這種情況下，輸入寄存器的輸出隨輸入而變化。 8 位 DAC寄存器為第二級(jí)鎖存器，它的鎖存信號(hào)也稱為通道控制信號(hào)。 在設(shè)計(jì)中 DAC0832 采用雙緩沖方式， CS 和 XFEB 引腳共接片選信號(hào) Y2， WRl和 WR2共接 AT89C51 的 WR，具體電路見(jiàn)總圖。為轉(zhuǎn)換成電壓輸出，常采用單極性和雙極性兩種連接方式。設(shè)計(jì)的電路包括電流電壓轉(zhuǎn)換電路，單雙極性變換電路，低通濾波器等電路，具體電路如圖 所示。根據(jù)電路圖中的電阻關(guān)系，一個(gè)輸入電阻 R1為 10KΩ，一個(gè)輸入電阻 R2為 50KΩ，反饋電阻 R3為 10KΩ， R4為阻抗匹配，為 R R R3三個(gè)電阻的并聯(lián)值，即 ，可知 LF356A2 的輸出在 LF356A1的基礎(chǔ)上偏移 1/2VREF（ VREF為 OP07 提供的參考電壓）。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 4 M a y 20 0 6 S he e t o f F i l e : E : \談量 \原理圖 \波形記錄器 .d db D r a w n B y:8721AL F 3 5 6872AO P 078722AL F 3 5 6R2 0K ΩR25 K ΩR42 .5 K ΩR11 0K ΩR31 0K ΩR1 2K ΩR1 0K ΩR1 0K ΩR1 0K ΩR1 00 K Ω1 00 PC1 00 PO U T 2+ 123261 574L F 3 5 6 + 12 1 2C4 7u FC0 .1 u FGNDGNDGNDGNDGNDI1I2 圖 雙極性輸出電路東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 15 電源電路的設(shè)計(jì) 電源的精確與穩(wěn)定對(duì)一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是很重要的，如果不穩(wěn)定將會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致測(cè)量誤差。 其中輸入電壓為交流 220V，經(jīng)過(guò)變壓器其輸出為 28V、 9V，再進(jìn)行整流。后面接兩個(gè)電容進(jìn)行濾波，一個(gè)為電解電容，一個(gè)為高頻電容，電解電容應(yīng)該要有一定裕量，否則不能起到很好的濾波效果， 本電路中使用的電解電容大小為 3300uF，高頻電容為 。其不需要采用大容量的電解電容，容量大小為 220Uf，耐壓為 25伏，再接入 的電容，便可減少電源波動(dòng)的影響，濾去紋波，并可很好地改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 26 M a y 20xx S he e t of F i l e : F : \波形記錄器設(shè)計(jì)原理圖 .ddb D r a w n B y :1234DB R I D G E 1L LC1C7220uC53300uV i n1GND2+ 12V37812+ 12～220V～C2C63300uC8220uV i n2GND1 12V37912GND GND GND GNDD1C3C4 12VD2GND 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 6 J un 20xx S he e t of F i l e : C : \ D oc um e nt s a nd S e t t i ngs \ us e r \桌面 \記錄器 \原理圖 \波形記錄器設(shè)計(jì)原理圖 .ddbD r a w n B y :1234DB R I D G E 1L LC 10V i n1GND 2+ 5V 37805C 11220uC93300u+5～220V～D3C 12GND 圖 單片機(jī)系統(tǒng)電源 電路 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 16 第 4 章 系統(tǒng) 的 軟件 設(shè)計(jì)軟件 設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)中最為重要的部分，它關(guān)系到一個(gè)系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)其預(yù)定的功能，只有利用軟件才能控制系統(tǒng)的運(yùn)行。 數(shù)據(jù)的定義與存儲(chǔ)器的分配 匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)程序之前要進(jìn)行軟件定義和人工分配存儲(chǔ)空間，包括主程序、常數(shù)表格區(qū) 、入口地址表的確定，各種標(biāo)志、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、 I/O 口的地址定義。 表 系統(tǒng)接口芯片地址分配表 序 號(hào) 芯片型號(hào) 地址線狀態(tài) 地址 ～ ～ 0 74LS373 000 0000H (頁(yè)地址 ) 1 RAM 62256 100 00000 00000000 11111 11111111 8000H ～9FFFH （每頁(yè) 8K） 2 ADC0809 010 000 111 4000H ～4007H （八通道） 3 DAC0832 110 C000H 4 74LS175 001 20xxH 在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，選 擇了靜態(tài)存儲(chǔ)器 62256， 把 74LS373作為高位的地址東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 17 鎖存器供 A1 A13使用，這樣在訪問(wèn) 靜態(tài)存儲(chǔ)器 62256時(shí)，要先向 74LS373寫(xiě)入“頁(yè)碼”，范圍是 0000H～ 0003H，共四頁(yè)，每頁(yè)對(duì)應(yīng) 8KB，合計(jì) 4 8=32KB， 其存儲(chǔ)的分配如下：因 系統(tǒng)中輸入通道為八通道，為了顯示的方便，將八個(gè)通道的數(shù)據(jù)放在不同的存儲(chǔ)區(qū)，每頁(yè)存儲(chǔ)兩個(gè)通道的數(shù)據(jù)，這樣每個(gè)通道可采集 16 256個(gè)點(diǎn)，采集的時(shí)間足夠長(zhǎng)， 能完整地覆蓋被測(cè)的整個(gè)變化過(guò)程。作為程序的入口，主程序控制各類(lèi)程序的調(diào)用。這樣處理主程序起到了分散功能的作用，即主程序會(huì)變得很容易編寫(xiě)，而具體的功能都由功能子程序完成。 鍵盤(pán)掃描中斷子程序 鍵盤(pán)掃描中斷子程序流程圖見(jiàn)圖 ，鍵盤(pán)掃描中斷子程序見(jiàn) 源 程序 。在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)通道和一個(gè)參考電壓對(duì)應(yīng)了起來(lái)，即每個(gè)通道對(duì)應(yīng)不同的輸入信號(hào)的范圍，這樣記錄波形 前可估計(jì)波形的電壓大下，選擇不同的按鍵，以接入不同的通道。在系統(tǒng)中，為了 能完整地覆蓋被測(cè)的整個(gè)變化過(guò)程，采樣點(diǎn)取 16 256個(gè)點(diǎn)。當(dāng)采樣結(jié)束時(shí)， EOC 信號(hào)向 AT89C51 申請(qǐng)中斷， AT89C51 接受中斷讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，采用這種方式的啟動(dòng)轉(zhuǎn)換程序如下： SETB IT0； 置邊沿觸發(fā) SETB EA； 開(kāi)放總中斷 SETB EX0； 開(kāi)放外部中斷 0 MOV DPTR ， DATA；設(shè)置 ADC 的 A/D 轉(zhuǎn)換地址 MOVX DPTR， A； 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 A/D 轉(zhuǎn)換 子程序流程圖見(jiàn)圖 ，其程序見(jiàn) 源 程序。在采集時(shí)不同通道采集的數(shù)據(jù)放在不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，因此在輸出波形時(shí)也需要根據(jù)按健值來(lái)選擇不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址，同時(shí)每完成一個(gè)通道數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換就查尋一次是否要繼續(xù)轉(zhuǎn)換。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 21 開(kāi) 　 始轉(zhuǎn) 換 次 數(shù)賦 初 值讀 取 按 鍵 值 , 根 據(jù) 按 鍵 值 , 選 擇相 應(yīng) 通 道 和 A / D 轉(zhuǎn) 換 器 參 考 電 壓?jiǎn)?動(dòng) A / D 轉(zhuǎn) 換轉(zhuǎn) 換 結(jié)束 否已 全 部 完 成采 樣 次 數(shù) ?返 回YYNN開(kāi) 始選 擇 數(shù) 據(jù) 存儲(chǔ) 首 地 址是 否 選擇 通 道Ｄ Ａ Ｃ ０ ８ ３ ２賦 初 值發(fā) 送 數(shù) 據(jù)是 否 全 部發(fā) 送 完是 否 停 止繼 續(xù) 發(fā) 送返 回ＮＹＹＮＹＮ 圖 A/D 轉(zhuǎn)換 子程序流程圖 圖 D/A 轉(zhuǎn)換 子程序流程圖 軟件抗干擾措施 在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)各種干擾，如信號(hào)不穩(wěn)定、電路板抗干擾能力差、程序跑飛等，也可能在搬運(yùn)或者使用過(guò)程中對(duì)電路板或者元器件的磨損等。本文采用的軟件抗干擾措施如下： (1) 指令冗余 當(dāng) CUP 受到干擾后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來(lái)執(zhí)行，引起程序的混亂，我們首先要盡快將程序納入正軌，也就是讓程序彈飛到某一個(gè)單字節(jié)指令 NOP，這就是指令冗余。在某東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 22 些對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)至關(guān)重要的指令前也可插入兩條 NOP指令，以保證執(zhí)行正確 [4]。因此，軟件陷阱由三條指令組成： NOP NOP LJMP START 東華理工 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 結(jié) 論 23 結(jié) 論 本文設(shè)計(jì)的單片機(jī)波形記錄器是利用單片機(jī)作控制器，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，將采樣到的波形信號(hào)輸入到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，再把通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換的信號(hào)送往示波器， 從而獲得所需要的各種信號(hào)波形，以方便用戶對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析，了解信號(hào)質(zhì)量，準(zhǔn)確地進(jìn)行研究。在波形的儲(chǔ)存時(shí)采用分區(qū)儲(chǔ)存，在硬件上將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)為按頁(yè)碼訪問(wèn)，在程序的編寫(xiě)過(guò)程中特別注意端口地址的分配及各種功能的實(shí)現(xiàn) 。如系統(tǒng)的人機(jī)交互界面還不夠完美，顯示僅為一位通道數(shù)顯示 。如果配合實(shí)驗(yàn)室通用的示波器，可在教學(xué)、及其研究代替昂貴的數(shù)字存儲(chǔ)示波器，有著很大的市場(chǎng)前景。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ）