時間：2023-06-05 09:58:38
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇單片機設計，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A 文章編號：
一、引言
在開發(fā)單片機系統(tǒng)時，可以用計數(shù)法作為初次測量頻率的主程序，然后根據(jù)測量結(jié)果選擇二次精確測量應選用兩種方法中的那種，計數(shù)法和周期法能夠比較容易的計算出被測量的頻率，適合一般的應用，但是由于單片機本身執(zhí)行指令需要時間，因而采用以上兩種方法測量都存在誤差，要的精確的測量結(jié)果必須根據(jù)所用單片機性能參數(shù)在程序中補償，這里不再討論。頻率計由AT89C51、信號予處理電路、串行通信電路以及測量數(shù)據(jù)的顯示電路還有系統(tǒng)軟件所構(gòu)成的，在當中信號的予處理電路包含了波形變換、波形整形以及分頻電路。信號的予處理電路當中的放大器所實現(xiàn)的是對待測信號的一個放大的功能，能夠降低對待測信號的幅度的一個要求，波形的變換和整形電路實現(xiàn)將正弦波樣的一個正負交替的號波形轉(zhuǎn)換成為能夠被單片機所接受的一個信號，分頻電路所用于擴展的單片機的頻率測量范圍并且通過實現(xiàn)單片機頻率測量以及周期測量使用統(tǒng)一的一個輸入的信號。系統(tǒng)軟件有測量初始化的模塊、顯示的模塊以及信號頻率測量的模塊等等。
二、頻率的測量在單片機設計中的相關(guān)處理方法
以AT89C51單片機作為我們頻率計的核心，通過它內(nèi)部的一個定時計數(shù)器來進行對待測信號周期的一個測量。在89C51當中有2個16位的定時器，它們都是通過編碼來進行事先定時、計數(shù)以及產(chǎn)生計數(shù)溢出中斷要求的這一功能。在構(gòu)成定時器的時候，每一個機器的周期加上一，然后這樣就能夠使得機器周期作為一個基準從而來測量出一個時間的間隔。然而在構(gòu)成計數(shù)器的時候，就應當在相應的外部引腳發(fā)生一個從一到零的一個跳變時計數(shù)器加一，這樣計數(shù)的閘門就能夠在門的控制之下用來測量待測信號的一個頻率。在外部輸入每個周期進行采樣一次，這樣就能夠檢測出從一到零的跳變至少要兩個周期，所以說最大的計數(shù)速率是時鐘頻率的二十四分之一。
定時器的工作通過相應的一個運行的控制位進行控制，當控制為一時，那么定時器就要開始計數(shù)了，當控制位為零時，那么就停止計數(shù)。設計的時候還要綜合考慮到頻率測量的精度以及測量反應時間的一個要求。譬如說當要求的頻率測量結(jié)果是3位的有效數(shù)字，那么這個時候如果說待測的信號是1Hz的話，那么計數(shù)閘門的寬度就必須大于1000s。也是為了能夠照顧到測量精度以及測量時間的需要，因此就將測量工作分成了兩種方法進行。也就是說當待測信號的頻率大于100Hz的時候，定時器也就成為了一個計數(shù)器，當以機器的周期為基準的時候，就通過軟件產(chǎn)生一個技術(shù)閘門，這個時候當然要滿足頻率測量的結(jié)果是為三位的，如果技術(shù)閘門的寬度大于了一秒，那就表示為合格了。然而當待測信號的頻率小于了100Hz的時候，也就構(gòu)成了定時器，通過頻率計的予處理電路將待測信號轉(zhuǎn)換成了一個方波信號，當方波的寬度同待測信號的周期相等的時候，那么方波就作為了計數(shù)的一個閘門，也就是說當待測信號的頻率等于了100Hz的時候，那么使用12MHz時鐘的時候，最小的計數(shù)值就是10000，這樣以來就能夠完全滿足到測量精度的一個要求。在當使用技術(shù)方法來實現(xiàn)頻率測量的時候，此時外部的待測信號就是計數(shù)源，通過軟件延時的程序能夠?qū)崿F(xiàn)計數(shù)閘門。
三、頻率的測量在單片機設計系統(tǒng)硬件
在系統(tǒng)硬件的設計方面，必要介紹的一個就是信號的予處理電路：該電路是由四級的電路所構(gòu)成，第一級通常是為零偏置的放大器，在當輸入信號時零或者是負電壓的時候，三極管是一個截止的狀態(tài)，輸出的信號為高電平，在當輸入的信號時正電壓的時候，三極管才導通，輸入的電壓會隨著電壓的上升而下降著。零偏置放大器將正弦波樣的正負交替波形轉(zhuǎn)換成為了一個單向的脈沖，這樣就能夠使頻率計不僅能夠測量方波的信號，而且還能夠測量正弦波信號的一個頻率。并且三極管所采用的開關(guān)三極管能夠保證放大器有著良好的高頻的響應。在第二級上所采用的是一個帶施密特觸發(fā)器的反相器7414，它能夠?qū)⒎糯笃魃傻膯蜗嗟拿}沖轉(zhuǎn)換成為同電平相互兼容的一個方波。
在顯示電路上面所要采用的是靜態(tài)的顯示方式。頻率測量結(jié)果通過譯碼，然后通過89C51的串行口送出。串行口工作于模式0，即同步移位寄存器方式。這時從89C51的RXD（P3.0）輸出數(shù)據(jù)，送至串入并出移位寄存器74164的數(shù)據(jù)輸入口A和B;從TXD（P3.1）輸出時鐘，送至74164的時鐘輸入口CP.74164將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，進行鎖存。74164輸出的8位并行數(shù)據(jù)送至8段LED，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的顯示。使用這種方法主程序可不必掃描顯示器，從而單片可以進行下一次測量。這種方法也便于對顯示位數(shù)進行擴展。
四、設計系統(tǒng)軟件設計數(shù)據(jù)處理過程
在頻率計開始工作，或者完成一次頻率測量，系統(tǒng)軟件都進行測量初始化。測量初始化模塊設置堆棧指針（SP）、工作寄存器、中斷控制和定時/計數(shù)器的工作方式。定時器/計數(shù)器的工作首先被設置為計數(shù)器，用于測量信號的頻率。在計數(shù)的定時器/計數(shù)器0寄存器，運行控制位TR1，開始計數(shù)的抽樣信號。計數(shù)閘門采用軟件延時程序?qū)崿F(xiàn)，從最小值計數(shù)閘門，是從大范圍的啟動頻率測量。清末0計數(shù)閘門TR，停止計數(shù)。16米的寄存器的值以10進制數(shù)的轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換成10進制數(shù)。確定在10進制數(shù)的位置，如果數(shù)字不是0有效位元，滿足測量數(shù)據(jù)，測量和距離信息顯示模塊；如果該位為0，計數(shù)閘門寬度擴大10倍，對計數(shù)信號，直到滿足要求的數(shù)據(jù)的有效位數(shù)。完成周期測量信號，需要做一個交互操作獲取信號的頻率。然后對其處理浮點運算，接收到的信號的頻率與浮點格式表示的值。浮點數(shù)到BCD碼轉(zhuǎn)換模塊，通過浮點格式表達式值的顯示格式轉(zhuǎn)換成本頻率計的信號頻率，發(fā)送到顯示模塊顯示信號的頻率值。該頻率計是需要完成的周期頻率轉(zhuǎn)換，以確保測量結(jié)果的準確性，這里應用點算法。轉(zhuǎn)換過程的周期，頻率轉(zhuǎn)換，包括：3字節(jié)固定浮點浮點運算和浮點數(shù)到BCD碼。由于通過多次的轉(zhuǎn)換精度，整個轉(zhuǎn)換過程是不是很高，通過測量，精度約為2/1000.
五、結(jié)語
在電子技術(shù)中，頻率是最基本的參數(shù)之一，并且與許多電參量的測量方案、測量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此頻率的測量就顯得更為重要。為了實現(xiàn)智能化的計數(shù)測頻，實現(xiàn)一個寬領(lǐng)域、高精度的頻率計，一種有效的方法是將單片機用于頻率計的設計當中。頻率是最基本的參數(shù)之一，并且與許多電參量的測量方案、測量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此頻率的測量就顯得更為重要。在單片機和數(shù)字電路中，經(jīng)常需要測量脈沖個數(shù)、脈沖寬度、脈沖周期、脈沖頻率等參數(shù)。利用單片機內(nèi)部高穩(wěn)定度的標準頻率源和定時/計數(shù)器，可方便地測量信號的頻率和周期，實現(xiàn)計數(shù)器和頻率計的功能。本文所介紹的頻率計的設計方法，所制作的頻率計需要器件較少，適宜用于嵌入式系統(tǒng)。該頻率計應用周期測量和相應的數(shù)學處理實現(xiàn)低頻段的頻率測量，因此很容易擴展實現(xiàn)信號的周期測量和占空比測量。相信在投入使用過程當中一定能夠取得良好的應用效果。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：單片機 模糊控制 電熔焊機 設計 應用
中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（a）-0065-01
該文就基于單片機技術(shù)和模糊控制技術(shù)的電熔焊機的設計及應用情況進行簡單的分析和探討，從而更好的強化電熔焊機在焊接領(lǐng)域中的應用地位，促進和推動電熔焊機更好的發(fā)展。
1 電熔焊機的設計原理
基于單片機和模糊控制的電熔焊機其設計系統(tǒng)主要是由溫度檢測電路、繼電器控制電路、單片機、獨立式按鍵盤、LCD顯示器、雙向晶閘管、掃描器、鍵盤接收電路等設備部件構(gòu)成的。它的工作原理主要是利用對系統(tǒng)加熱來實現(xiàn)的。因此，在電熔焊機的整個系統(tǒng)設計中，溫度控制是其中最為關(guān)鍵的核心環(huán)節(jié)。只有將溫度控制設計的科學、恰當，才能在焊接操作過程中，運用溫度檢測電路對實際的施工場地溫度情況進行科學、準確的檢測，并利用聚乙烯管道接頭上的條形碼所示溫度進行PID模糊運算，而后推算出合適的溫度控制量，在經(jīng)過進一步的系數(shù)修正后，確定最終的加熱時間，從而將電熔焊機的溫度調(diào)節(jié)到最為適宜的溫度，進而有效提高焊接操作的質(zhì)量和效率。在整個加熱過程中，單片機進行加熱時間和電壓的自動調(diào)節(jié)，LED顯示器進行加熱時間的倒計時顯示。當時間顯示為0時，系統(tǒng)會自動進行斷電操作，從而完成焊接任務。其電熔焊機的加熱操作過程如圖1所示。
2 電源控制設計
電熔焊機的工作過程是以電力為動力保障的，因此，其對電源的控制設計非常的重要。在單片機和模糊控制電熔焊機的電源設計中，其繼電器和芯片的電源采用的是LM2576（單片降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器）。這種開關(guān)穩(wěn)壓器具有較強的電流輸出驅(qū)動能力以及工作效率，從而能夠更好的保障電熔焊機控制系統(tǒng)在運行過程中的可靠性和穩(wěn)定性，進而確保了電熔焊機的正常、運行工作。
3 環(huán)境溫度檢測設計
單片機和模糊控制電熔焊機在運行時的溫度設定同其所處的實際施工現(xiàn)場環(huán)境溫度具有較高的關(guān)聯(lián)性，通常情況下，電容焊機對施工環(huán)境的溫度要求在-30～50 ℃之間。在單片機和模糊控制電熔焊機的溫度檢測設計中，采用了AD590型傳感器作為外部環(huán)境溫度的傳感器。這是因為AD590型傳感器屬于一類半導體型的傳感器，它同其他型號的熱電阻和傳感器比較，避免了線性化問題的出現(xiàn)，在設計和工作過程中，不需要進行微弱信號和電橋放大器的輸入，也不需要實行冷端補償操作，能夠選擇相應不同的工作電壓，使得設定溫度同輸出電流之間形成完整的線性關(guān)系，從而有效縮小了測量的范圍。AD590型傳感器是一種低溫傳感器，它的操作過程是采用抗恒高阻流源形式實現(xiàn)輸出，并在不影響電流輸出的情況下降低傳輸線的電壓，從而更好的實現(xiàn)遠距離電壓的傳輸。之后，利用轉(zhuǎn)換器保持和采集輸入的模擬信號，并將之轉(zhuǎn)變成相應的數(shù)字信號，從而更加準確的測量外部環(huán)境的溫度情況。
4 信息保持和顯示設計
單片機和模糊控制電熔焊機在信息數(shù)據(jù)保存顯示設計中，采用LCD顯示器作為數(shù)據(jù)顯示工作，不僅使操作人員能夠直觀、實時的獲取系統(tǒng)溫度及加熱時間情況，還方便了操作人員對電熔焊機的使用操作。設計人員將電熔焊機的單片機同LCD顯示器連接起來，并采用相應的計算機軟件進行焊接數(shù)據(jù)編程，使其在LCD顯示器上能夠直觀、清晰的顯示出設置溫度、當前溫度、加熱時間、系統(tǒng)菜單等相應信息，便于人員的隨機觀察和操作調(diào)整。同時，在機器操作面板上設置清晰的LED指示燈，使操作人員能夠通過LED指示燈的亮滅或顏色及時的檢查和判斷電熔焊機系統(tǒng)的實際運行情況，從而使操作人員能夠更好的進行焊接作業(yè)。此外，LCD顯示系統(tǒng)還能夠?qū)⒑附庸ぷ鬟^程中的一些需要長久保存的數(shù)據(jù)進行完善、系統(tǒng)的保存（通常是存入相應的儲存卡），以便于相關(guān)操作人員的查看和核對。
5 模糊控制設計
在單片機和模糊控制電熔焊機中，模糊控制技術(shù)能夠有效的避免外部環(huán)境因素對系統(tǒng)計算的影響，并降低了對精確數(shù)學模型的依賴性。在系統(tǒng)工作過程中，模糊控制技術(shù)主要是通過模糊推理以及模糊化計算等操作將所輸入的數(shù)字量利用輸入的隸屬函數(shù)變換成模糊數(shù)據(jù)變量，從而尋找出相對的隸屬度。而模糊推理的運行則是根據(jù)相關(guān)的控制規(guī)則，在模糊概念的基礎(chǔ)上實現(xiàn)相關(guān)的數(shù)據(jù)計算推理。這也是電熔焊機中模糊控制系統(tǒng)器的關(guān)鍵性核心內(nèi)容。也就是說，電熔焊機中的模糊控制系統(tǒng)是通過變量中的相應關(guān)鍵詞等模糊變量進行數(shù)字量的邏輯轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)同精確控制相同效果的模糊控制。在電熔焊機模糊控制系統(tǒng)的實際運行過程中，操作人員要依照實際焊接工作的具體要求調(diào)整相應的PID模糊參數(shù)，以便于得到更為滿意的焊接成果。
6 結(jié)語
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，電熔焊機在各行各業(yè)中的應用和推廣也越來越廣泛。因此，設計人員要不斷加強基于單片機技術(shù)和模糊控制技術(shù)的電熔焊機的設計和應用，從而更好的推動和促進單片機和模糊控制電熔焊機在焊接領(lǐng)域中的應用和發(fā)展。
參考文獻
[1] 楊曉玲，朱群雄.基于單片機和模糊控制的電熔焊機設計及應用[J].儀器儀表學報，2008（7）.
[2] 葛洪軍，鄭國華，李萍.基于單片機的木材干燥窯溫度模糊控制器的設計方法[J].黑龍江工程學院學報，2013（3）.
[3] 陳星，甘方成.基于單片機模糊控制技術(shù)在恒壓供水中的應用[J].科技廣場，2009（10）.
【關(guān)鍵詞】單片機 程序設計 有效 策略
單片機是一門理論與實踐相結(jié)合的綜合學科，在傳統(tǒng)的單片機程序設計中，一般只是為傳遞一些總線、地址、數(shù)據(jù)、中斷和串行通信口等抽象的理論知識，對于實踐卻很少實施，由此工作人員便會在不理解的前提下對單片機程序設計產(chǎn)生一種畏懼心理，加之，工作人員本身的專業(yè)知識不夠扎實，學起來非常困難。為了進一步提高工作人員單片機程序設計的能力，提高單片機工作人員專業(yè)水平，單片機程序設計師們必須根據(jù)工作人員和實踐各方面特點對單片機設計方法和策略進行改革和創(chuàng)新，以能夠使基礎(chǔ)薄弱的工作人員也能夠很好的掌握單片機程序設計方法和應用。
1 加強單片機程序設計的實踐分析
一般來說，初上崗位的工作人員在思維方式上更偏向于形象思維，對于編程設計等這些抽象的理論知識而言，工作人員卻顯得力不從心。為此，應該在工作過程中抓住這一特點，將理論知識融入到實踐教學中去，讓工作人員在自我摸索中、實踐中了解單片機程序設計知識，由此激發(fā)工作人員的學習興趣，提高工作人員的積極性。
例如，在指令系統(tǒng)和匯編語言程序?qū)嵺`中，工作人員可以在首先將基本理論知識了解清楚，然后對工作人員的操作仿真軟件加以強化訓練，讓工作人員在不斷的操作中深刻理解指令系統(tǒng)和匯編語言程序的具體操作技巧和應用價值，做到會編輯程序、會匯編原程序等。
再如，工作人員可以在訓練操作中了解指令，從而確保工作人員應用指令的能力。單片機的指令系統(tǒng)共有111條，助記符共有42種，尋址方式有7種，如果這些內(nèi)容僅僅由教師來逐條講解和介紹，工作人員不僅難以理解，還有可能無法認真研究，這樣只能導致適得其反的效果。因此，為了讓工作人員更有興趣的認真了解指令系統(tǒng)，工作人員應該被安排學生在軟件平臺上操作，按照相應的匯編語言程序命令格式對不同的指令程序進行編輯，使用“仿真器”對單片機的真實狀態(tài)進行仿真，經(jīng)過反復練習和操作之后，工作人員必然會對各種程序格式、指令格式、指令助記符和尋址方式等產(chǎn)生深刻的印象。
2 單片機設計必須要理論與實踐相結(jié)合
單片機技術(shù)實際上是一種硬件與軟件相結(jié)合的綜合技術(shù)，在設計的過程中，工作人員只有根據(jù)單片機程序設計的特點，堅持理論與實踐并重和相互穿插滲透的原則，才能充分而全面提高工作人員單片機技術(shù)的綜合應用能力。
首先，設計人員應該在實踐之前，對實踐內(nèi)容進行必要的篩選。由于單片機的相關(guān)理論較為抽象和深奧，硬件內(nèi)容優(yōu)勢交錯滲透的，所以在篩選實踐內(nèi)容時應始終堅持夠用原則，在參照經(jīng)典應用實例的基礎(chǔ)上，將實踐內(nèi)容分為若干個知識模塊，以能夠滿足技能訓練和基本應用所需要的理論知識支撐。在篩選實踐內(nèi)容過程中，設計人員應該從工作人員的單片機的初級性、基礎(chǔ)性和工具性的角度出發(fā)，刪除單片機系統(tǒng)擴展與開發(fā)技術(shù)等章節(jié)的內(nèi)容，加強基本應用理論教學，為設計人員后續(xù)逐步提高單片機理論打下良好的基礎(chǔ)。
其次，在匯編語言程序設計中，設計人員應該盡量采用靈活多變的方法促進編程能力的提高。例如，設計人員可以采取指令更換的方法對選擇的不同的指令完成同一功能的要求；采取參數(shù)改變法，對相關(guān)參數(shù)進行修改，定時器或技術(shù)器工作方式等都可以采用參數(shù)改變法；采用地址變更的方法，對中斷源、中斷入口地址和相關(guān)標志位等進行變更等。
最后，在實踐教學中巧妙的插入理論知識，加強對工作人員理論知識應用能力的培養(yǎng)。例如，設計人員在指導中應用模塊試驗時，應該提前將中斷的來源、中斷控制的方法、中斷請求、中斷響應、終端服務等及其相關(guān)理論知識點講解給學生，讓試驗過程中通過硬件和軟件兩方面分析中斷應用，從而提升分析問題和解決問題的能力。
3 創(chuàng)新單片機設計的方法
針對單片機程序設計的特點，工作人員在進行教學時可以采用一些創(chuàng)新型的方法來提高工作人員對學習單片機程序設計課程的興趣。
3.1 討論法
提高工作人員對單片機設計的興趣和充分發(fā)揮積極性和主動性都是非常重要的環(huán)節(jié)，而單片機程序設計作為一題多解的學科，更需要充分調(diào)動工作人員的主動性和創(chuàng)新思維。工作人員在采用討論法的過程中，可以依照提問、答辯、論證、反駁和判斷等程序，讓工作人員圍繞一個知識點進行討論，以達到工作人員之間、師生之間相互啟發(fā)、相互協(xié)作去分析問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和總結(jié)經(jīng)驗的教學目的。
3.2 分組法
注重培養(yǎng)團隊精神，以競求進上機編程實踐是學好程序設計語言的關(guān)鍵但在上機實踐過程中工作人員如果各自為戰(zhàn)，或在設計人員的統(tǒng)一指揮下以完成不同題型的任務為實踐內(nèi)容，對于工作人員而言很容易失去上機興趣，也很難達到上機實踐的目的 因此，針對工作人員的特點，適當轉(zhuǎn)變上機實踐的形式也不失為一種好的方法。
4 結(jié)束語
伴隨著市場對單片機的需求不斷擴大，單片機程序設計在社會中得到了廣發(fā)的應用，為此，單片機設計公司對單片機程序設計越來越重視。為了迎合社會的需求，在單片機程序設計過程中，應該在吸收傳統(tǒng)優(yōu)秀經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，不斷創(chuàng)新方法，提高設計質(zhì)量，從而培養(yǎng)出更多社會適應性單片機程序設計人才。
參考文獻
[1]黃貞，李俊雄，周朱武.Proteus軟件在單片機實驗教學中的應用[J].中國教育技術(shù)裝備，2009（09）.
[2]周紅明，張萍珍.項目教學法在"單片機應用"教學中的實踐[J].科教文匯（上旬刊），2009（04）.
[3]周靈彬，張靖武.PROTEUS的單片機教學與應用仿真[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2008（01）.
關(guān)鍵詞：LabVIEW 溫度采集 串口 單片機 DS18B20
中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）009-134-02
1 引言
環(huán)境溫度監(jiān)測在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研、工作和生活中占有重要地位。溫度監(jiān)測儀器的功能和質(zhì)量對于溫度測試的結(jié)果有著很大影響，因此開發(fā)高性能的溫度監(jiān)測儀是十分必要的。本文基于虛擬儀器技術(shù)設計了一個溫度監(jiān)控系統(tǒng)。
2 下位機設計
本系統(tǒng)采用STC89c52單片機作為下位機，利用DS18B20溫度傳感器實時檢測環(huán)境溫度，計算機機作為上位機，二者通RS- 232串口接收或發(fā)送數(shù)據(jù)和指令。
2.1 溫度采集部分
溫度傳感器采用單總線方式的集成溫度傳感器DSl8B20，它的測量范圍從-55℃到+125℃，可以滿足常用的環(huán)境溫度檢測需要，同時它能在1s內(nèi)將周圍環(huán)境溫度信號轉(zhuǎn)化為單片機能識別的數(shù)字信號。DSl8B20與單片機的P10口相連。電路原理圖如圖1所示。
2.2 串口通訊模塊
下位機與上位機之間利用RS- 232實現(xiàn)串口通訊，由于單片機和PC機之間電平不匹配，所以需要用MAX232芯片進行電平轉(zhuǎn)化。如圖2所示。
2.3 下位機軟件設計
下位機的軟件由C語言編寫，主要包括DS18B20的讀取和串口通訊兩個部分，串口通訊主要采用中斷方式，波特率為9600，測溫單元主控單片機串口工作方式為1。下位機工作流程圖如圖3所示。
3 基于LabVIEW的上位機設計
本系統(tǒng)上位機采用虛擬儀器技術(shù)，即用NI公司的LabVIEW軟件進行模塊化編程，實現(xiàn)環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、存儲等功能。LabVIEW通過VISA串口驅(qū)動程序和單片機進行通訊，采集溫度數(shù)據(jù)。上位機軟件設計了豐富的控制旋鈕，可以滿足特定場合的需求，如開始、暫停、上下限設置等。同時本系統(tǒng)還具有良好的人機界面，可以通過溫度計和波形圖的方式實時顯示溫度數(shù)據(jù) 。儀器前面板如圖4所示。
4 小結(jié)
本系統(tǒng)采用模塊化設計思想，主要包括溫度數(shù)據(jù)采集模塊、溫度上下限設置模塊、溫度數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、報警模塊等，從而實現(xiàn)了環(huán)境溫度的監(jiān)控。同時系統(tǒng)還具有良好的擴展性，可以根據(jù)監(jiān)控需要設置多路溫度數(shù)據(jù)采集，只需要對程序框圖進行相應修改即可。
參考文獻：
[1] 余成波，胡新宇，趙勇.傳感器與自動檢測技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2004：58-65.
關(guān)鍵詞:單片機軟面板AT89S51 RS232串行通訊
中圖分類號: TP368.1 文獻標識碼:B
信號發(fā)生器的設計和開發(fā),已經(jīng)有多種類型和款式。傳統(tǒng)的信號發(fā)生器各有特點,但它們性格和功能都已固定,并且價格昂貴。然而基于PC的數(shù)字信號發(fā)生器,可借助PC的豐富資源,通過軟件開發(fā)設計出性能優(yōu)良的儀器,更為重要的是可以根據(jù)實際要求,進行二度開發(fā)提高,功能升級方便,從而實現(xiàn)了“軟件就是儀器”的現(xiàn)代測試儀器理念。所以這種類型的數(shù)字信號發(fā)生器無論在功能和實際應用上,都具有傳統(tǒng)信號發(fā)生器無法比擬的特點,這使得它的開發(fā)和應用具有良好的發(fā)展前景。
1 新型數(shù)字信號發(fā)生器的整機設計
該新型數(shù)字信號發(fā)生器產(chǎn)生信號類型有正弦波、方波、三角波以及脈沖信號等,頻率和幅度均可調(diào)。整機電路包括:數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的單片機最小化設計、信號幅度調(diào)理電路、信號電流/電壓及極性轉(zhuǎn)換電路、單片機與PC機接口電路、單片機時鐘電路、復位電路等。下位機采用AT89S51芯片,D/A轉(zhuǎn)換采用AD7520LN芯片。通過RS232串行口與PC機進行通信,傳送所設置的信號參數(shù)。整機系統(tǒng)電路如圖1所示。
圖1 數(shù)字信號發(fā)生器電路原理
1.1 數(shù)/模轉(zhuǎn)換的原理
在單片機數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的設計中,做到了電路設計的最小化,即沒用任何附加邏輯器件做接口電路,實現(xiàn)了單片機對AD7520LN轉(zhuǎn)換芯片的操作。
運用ADG408電子模擬開關(guān)和8個精密電阻,構(gòu)成分壓電路,給AD7520LN轉(zhuǎn)換芯片的Vref端提供8種不同的參考電壓,用來調(diào)理產(chǎn)生信號的幅度,這樣所產(chǎn)生的信號有8種可調(diào)輸出電壓范圍。LM324運算放大器電路完成電流/電壓轉(zhuǎn)換,以及信號極性的轉(zhuǎn)換。信號產(chǎn)生中,周期和幅度值(peak-peak)的設定至關(guān)重要。在系統(tǒng)中,這些參數(shù)值在主機界面相應輸入框設定,然后單片機根據(jù)這些參數(shù)來發(fā)生具體的信號。
為了提高A/D轉(zhuǎn)換精度,設計了一精密穩(wěn)壓電源模塊,輸出16V直流電壓,這樣提高了AD7520LN的Vref端參考電壓精度。
1.2 RS232接口電路的設計
AT89S51與PC機的接口電路采用芯片Max232。Max232產(chǎn)品是由德州儀器公司(TI)推出的一款兼容RS232標準的芯片。Max232芯片是起到電平轉(zhuǎn)換的功能,使單片機的TTL電平與PC機的RS232電平達到匹配。串口通信的RS232接口采用9針串口DB9。用定時器T1作波特率發(fā)生器。
2 軟件編程
軟件程序主要包括:PC機可視化界面程序、單片機與PC機串口通訊程序、單片機信號發(fā)生程序。單片機采用C51語言編程,上位機的操作顯示界面采用VC++6.0進行可視化編程。在串口通信調(diào)試過程中,借助“串口調(diào)試助手”工具。
2.1 單片機編程
單片機主程序流程如圖2所示、信號發(fā)生子程序如圖3所示。單片機系統(tǒng)開發(fā)仿真調(diào)試借助uVison3集成調(diào)試軟件,完成程序的編輯、編譯、仿真,要完全符合AD7520LN的時序規(guī)范要求。最后將調(diào)試成功而生成的.bin文件編程固化到AT89S51的flash單元中 ,最后實現(xiàn)脫機工作的應用系統(tǒng)板。
2.2 人機界面編程
利用VC++6.0,建立一個基于對話框的MFC應用程序,串口通信采用MSComm控件來實現(xiàn)。PC機界面主程序流程如圖4所示。
VC可視化界面編程中運用了NI公司Measurement Studio6.0控件,實現(xiàn)了輸出信號波形顯示和幅度指示功能。數(shù)字信號發(fā)生器的操作界面如圖5所示。
3 功能結(jié)果
通過實踐運用,軟硬件方案實現(xiàn)了既定功能,整機的各項指標都達到了預定的設計要
求。AD7520LN數(shù)/模轉(zhuǎn)換器件的分辨率為10位,這為整機系統(tǒng)的較高精度提供了保障。整機系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠,可視化界面顯示正常。
關(guān)鍵詞:單片機 電子產(chǎn)品 節(jié)能 應用
1、單片機在電動機節(jié)能控制中的應用
在電動機運行過程中,大部分時間機器處于輕載或變動負載下,負載一般低于60%的額定負載。電動機節(jié)能控制技術(shù)成為提高效率的必然要求,整個行業(yè)轉(zhuǎn)向節(jié)能裝置的研發(fā)。最新電動機節(jié)能控制器應運而生,這種節(jié)能裝置是附加于不同應用場合的電動機上獲得節(jié)能效果的。采用單片機技術(shù),由三端雙向可控硅組成三相調(diào)壓電路,是電動機節(jié)能裝置中一種新的節(jié)能控制器。
單片機節(jié)能控制器的節(jié)電原理。通常情況下,定子銅損,轉(zhuǎn)子銅損、鐵損,機械損耗是電動機運行時三種基本損耗。其中定子銅損,轉(zhuǎn)子銅損、鐵損耗與電動機運行時的電壓與電流的平方成正比。通過降低電機繞組端電壓可以在電動機空載、輕載運行時,起到節(jié)約電能之目的。根據(jù)對不同元件的調(diào)壓設計的節(jié)能裝置目前都分為三大類:電抗器調(diào)壓,電機定子繞組星三角轉(zhuǎn)換調(diào)壓,雙向晶閘管調(diào)壓,這幾種由調(diào)壓原理指導設計的節(jié)能裝置從穩(wěn)定性和經(jīng)濟效益出發(fā),雙向晶閘管調(diào)壓的技術(shù)被得到的更廣泛的應用。
2、單片機在人際語言互動方面的開發(fā)利用
(1)設計初衷。語言是人類特有的通信方式,在漫長的人類社會發(fā)展過程中發(fā)揮著無可比擬的作用。讓機器“說話”一直是電子技術(shù)不斷努力的方向,語言合成是人機語聲通信的一個重要組成部分。近年來,隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,多種外圍電路簡單性價比高專用語音處理芯片相繼問世,如uM6101、8P101等。但這些芯片多缺乏“智能”組合合成的能力,有的甚至只能實現(xiàn)簡單的語音錄放功能,因此,應用范圍受到一定的限制。最近一些研發(fā)人員利用單片機改造電子鬧鐘的語音自動報時功能在單片機的智能化應用方面邁出了建設性的步伐。
(2)軟件設計原理。波形編碼技術(shù)在眾多語音合成編碼方案脫穎而出,讓單片機工作在定時計數(shù)方式,當單片機接收到需報時(或整點自動報時,或定鬧時間到)的請求時,壓縮固化在EPROM中的語音數(shù)據(jù)編碼,單片機就能根據(jù)不同應用場合的實際情況,自動組合,調(diào)用不同的編碼語音數(shù)據(jù),實現(xiàn)語音的“智能”組合合成。電路的工作原理是:根據(jù)當前計時值,取出事前經(jīng)編碼壓縮固化在EPROM中的相應語音數(shù)字信號,經(jīng)解碼組合,送至單片機Pl口作D/A變換,然后經(jīng)平滑濾波和功放,還原成報時語音。鑒于語音報時電子鬧鐘的詞匯量不大,要求注重語音的合成質(zhì)量。本系統(tǒng)EPROM中所存貯的語音數(shù)據(jù)和常用數(shù)字聲等音節(jié)。獲得相應的語音報時信號,分時調(diào)用對應的語音數(shù)據(jù)。當接收到外部請求脈沖時,單片機按“點”+“分”的組合方式,經(jīng)解碼送往單片機P,口作D/A變換。
(3)硬件設計原則。降低功耗和降低制作成本節(jié)約有限空間、有效布局是總體設計原則,根本出發(fā)點是盡量縮短CPU的運行時間,延長待機時間。具體設計時鑒于袖珍型便攜需用干電池供電的特點盡可能多使用80C31和27C256等低功耗CMOS芯片,只在需要報時時才接通功放和DZA等支路的電源,從而使整機靜態(tài)工作電源下降到0.6mA,即使兩節(jié)普通5號電池,也能滿足將近一個月的供電要求,達到降低功耗的目的。其次是,減少芯片數(shù)量,如采用數(shù)據(jù)和程序存貯器多合為一,實現(xiàn)一芯多用。在此時是將單片機設置成空閑節(jié)電運行方式,同時在硬件上采用電子開關(guān)。具體措施是:1.將單片機設置成空閑節(jié)電運行方式。2.多用中斷方式,少用軟件查詢。3.采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)的程序散轉(zhuǎn)方法,減少程序的執(zhí)行時間。4.充分利用CPU內(nèi)部的定時/計數(shù)器,少用軟件定時、計數(shù)。
3、單片機開發(fā)在自動報警控制器的應用
(1)自動報警控制器重要性。火災危害自古有之,城市化進程的加快,使火災預防工作已成為保障人民財產(chǎn)安全的重中之重。伴隨電子技術(shù)的發(fā)展,形成以電子集成電路為代表的防火報警產(chǎn)品。20世紀八九十年代以來,隨著微型計算機的開發(fā)利用,出現(xiàn)了以微機為核心的火災報警控制器,它的廣泛安裝與使用,理想的防火報警裝置,使人們對火災的控制能力大大增強,大大降低危害損失。
(2)單片機在設計原理。在開發(fā)利用單片機時,應對它的串行通訊口的性能充分加以利用。以微機為核心的火災自動報警控制器最初是晶體管繼電器為分立元件的產(chǎn)品就是很好的例子。通用火災報警控制器的主要心臟部件是MCS51系列單片機,通過它來接收火災探測器的報警信號,經(jīng)過確認后,發(fā)出聲光報警,顯示報警位置,并能發(fā)出控制信號啟動消防設備,迅速滅火。另外兼有現(xiàn)場編程、事故廣播、打印、自檢等功能?？偩€制報警控制器工作時,主要采用火警與故障自動交替巡回檢測技術(shù),控制器不斷地對所有探測器、建筑布線和報警控制器進行故障巡檢,能及時報警,同時,火警信號優(yōu)于故障信號。可見,從信號的接收到處理,從時,產(chǎn)品不但功能多,體積小,而且形式多樣,既可掛在墻上,又可做成臺式或柜式,操作簡單直觀,總線制報警控制器是利用單片機的串行口進行信號的輸入、輸出。輸入和輸出全部采用二總線,即兩根線,每兩根為一路,每一路可帶127個報警信號,每一報警信號有一地址號,出現(xiàn)故障和火警時,由總線將信號輸入,顯示報警點的地址。這樣只利用單片機本身的串行口,就可帶一百多個報警信號,如果再對其進行擴展,8路就可帶1096個探頭,而從控制器引出的也只有十幾根線。單片機串行口的利用問題:l)設計系統(tǒng)硬件、軟件時,要考慮并行口硬件復雜、軟件簡單、而串行口正好相反的特點,針對不同的控制對象,具體分析,靈活對待;2)要充分認識單片機串行口在控制方面的作用,它不僅僅是與主機通訊的接口,還可以作為信號的輸入、輸出口;3)開發(fā)利用單片機時要從整體出發(fā),決不能因某一部分的優(yōu)化而影響整個控制系統(tǒng)的性能。
關(guān)鍵詞 單片機;電子頻率計;多周期同步測量法
中圖分類號TP368 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)31-0250-02
1 數(shù)字頻率計簡介
頻率計又稱為頻率計數(shù)器,是一種專門對被測信號頻率進行測量的電子測量儀器。數(shù)字頻率計具有測頻速度快且測頻精度高而被廣泛使用于科教、軍事、生產(chǎn)等各個領(lǐng)域。目前,數(shù)字頻率計的種類以及功能在不斷地完善,實際使用中出現(xiàn)了專用和通用的數(shù)字頻率計,它們的基本功能是測量正弦信號、方波信號、三角波信號以及各種周期性變化的非電量。
2 多周期同步測量法簡介
基于傳統(tǒng)的測頻原理如直接法和間接法,它們各有優(yōu)勢,直接法比較適合用于高頻測量,間接法比較適合對低頻測量,在實際的應用中有很大的局限性。多周期同步測量方法較傳統(tǒng)式測量方法具有較高的測量精度,在真?zhèn)€測頻區(qū)能保持恒定的測量精度,適合實際測量的需求。并用單片機作為控制中心來進行控制,比如使用MCS-51系列單片機作為控制中心。MCS-51系列單片機具有數(shù)據(jù)的存儲運算處理功能以及多個大容量的程序存儲器和多個多功能的I/O通信接口、中斷單元和定時單元、A/D轉(zhuǎn)換等完善的電路,其功能十分強大,可以將測量的結(jié)果用十進制數(shù)顯示,使整個測量系統(tǒng)得到極大的優(yōu)化,不但能使測量系統(tǒng)的響應速度變快,而且能滿足實用的精度要求,方便測量,關(guān)鍵的一點是設計成本比較低。基于此種原因,本設計將采用多周期同步測量法,使用單片機作為控制中心設計數(shù)字頻率計,利用單片機內(nèi)部的計數(shù)與計時功能對完成信號的測量。
3 基于單片機的數(shù)字頻率計的硬件設計
基于單片機的數(shù)字頻率計硬件部分大體上可分為單片機主控電路,輸入電路(包括放大電路、整形電路、分頻選通電路、同步電路),顯示電路,以及電源電路。系統(tǒng)總體設計框圖如圖1所示:
圖1系統(tǒng)總體設計框圖
單片機AT89C51具有編程靈活、易調(diào)試的特點,而且AT89C51的引腳較多,利于電路的擴展。它集成了CPU,RAM,ROM,定時器/計數(shù)器和多功能I/O口等一臺計算機所需的基本功能部件,有40個引腳,32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口,同時內(nèi)含兩個外中斷口,兩個16位可編程定時計數(shù)器,兩個全雙工串行通信口。其片內(nèi)集成了4KB的FLASHP EROM用來存放應用程序,這個Flash程序存儲器除允許一般的編程器離線編程外,還允許在應用系統(tǒng)中實現(xiàn)在線編程,并且還提供了對程序進行三級加密保護的功能。AT89C51的另一個特點是工作速度更高,晶振頻率可高達24MHz,一個機器周期僅為500ms,比MCS-51系列單片機快了1倍。
51單片機內(nèi)部有兩個16位定時/計數(shù)器,他們的工作方式可以定義為定時方式或者計數(shù)方式,這些分別由定時器控制寄存器和工作方式控制寄存器控制,可以通過軟件設置來實現(xiàn)不同的工作方式。當設置為定時工作方式時,定時器計數(shù)單片機內(nèi)部振蕩器輸入的12分頻后的脈沖,每計數(shù)一個機器周期定時器自動加1,知道溢出為止。但設置為計數(shù)工作方式時,通過引腳T0(P3.4)和T1(P3.5)對外部脈沖信號計數(shù)。當該引腳讀到輸入的信號產(chǎn)生高電平到低電平變化的下降沿時,計數(shù)器自動加1。
基于以上優(yōu)點,基于單片機機設計的數(shù)字頻率計,系統(tǒng)的精度比較高,處理測量結(jié)果速度是比較快的。
4 基于單片機的數(shù)字頻率計的軟件設計
系統(tǒng)的軟件設計主要包括待測信號測量方法及算法程序。系統(tǒng)軟件設計采用模塊化設計方法。整個系統(tǒng)由系統(tǒng)初始化模塊,頻率測量模塊,頻率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)BCD 碼模塊,顯示數(shù)據(jù)處理模塊,頻率數(shù)據(jù)顯示模塊,定時器中斷服務模塊等各種功能模塊組成(如圖2)。上電后,進入系統(tǒng)初始化模塊,系統(tǒng)軟件開始運行,不斷實時地將所測頻率在液晶模塊上顯示。
圖2系統(tǒng)軟件框圖
多周期同步法設置單片機內(nèi)部T0為定時器,T1為計數(shù)器,對機器周期進行計數(shù)。待測信號分別輸入T1端及74LS74的CLK端,此時T0和T1分別受和的控制,和端為同步電路的Q端。開始測量時,單片機P1.0腳被置“1”,在P1.0狀態(tài)改變時,fx即CLK端正處于某一周期的高電平或者低電平當中,Q端輸出地狀態(tài)不會立即改變,而只能是在CLK的上升沿到時Q端才能把P1.0腳即D端的狀態(tài)輸出,此時T0和T1才開始啟動,實現(xiàn)可二者的同步啟動。當定時器溢出時,將P1.0清零,此時觸發(fā)器Q端仍維持高電平,fx直到下一個上升沿到來才變?yōu)榈碗娖健?/p>
5 結(jié)論
AT89C51單片機是一種性能優(yōu)越的單片機,是一種高效的微控制器。為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活而優(yōu)質(zhì)的設計方案,并且具有很高的性價比。本文了介紹了基于單片機的多周期同步測量法的電子頻率計的設計方案。相比于傳統(tǒng)的電子頻率計的設計,該方案具有諸多的優(yōu)點。并且系統(tǒng)硬件電路結(jié)構(gòu)簡單,軟件設計容易,具有較高的信號頻率的測量精度。
參考文獻
[1]樓然苗,李光飛.51系列單片機設計實例[M].北京:北京航天航空大學社,2003.
關(guān)鍵詞：USB；電壓；多路；可調(diào)
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）34-7904-04
一定范圍內(nèi)可調(diào)的電壓輸出在很多場合有重要的應用，例如電子器件維修檢測等。手動調(diào)節(jié)電源電壓輸出的方法很麻煩，精確度低，而且只能輸出少數(shù)的幾路電壓，顯然不能滿足快速、精確和多路電壓輸出的要求，為此，設計了本方案，以單片機作為下位機控制D/A轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換輸出，單片機通過USB接口與上位機電腦通信，接收上位機的命令，實現(xiàn)快速、精確、多路的電壓輸出，而且實現(xiàn)了任意一路電壓可調(diào)。
1 硬件電路設計
硬件電路主要包括單片機最小系統(tǒng)、電源模塊、USB接口電路、D/A轉(zhuǎn)換電路?？紤]到應用的實際需求和開發(fā)的成本，單片機采用STC89S52，可以在線編程，開發(fā)十分方便，晶振頻率為12MHz。
1.1 電源設計
本系統(tǒng)中需要用到的電源有5V、正負10V和正負15V，交流電通過變壓器降壓在經(jīng)過整流以后，接到穩(wěn)壓模塊上，輸出各種需要的電壓。7805輸出5V電壓，7810和7910輸出正負10V電壓，7815和7915輸出正負15V電壓。
1.2 USB接口芯片
近年來，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，特別是USB技術(shù)的發(fā)展，使用USB移動存儲設備變得非常普遍，因此很多USB移動存儲設備接口的芯片推出，例如南京沁恒公司的CH375就是其中之一，在一些需要轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)的設備、儀器上被應用了。該文采用CH375做USB接口通信芯片。CH375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，支持HOST主機方式和SLAVE設備方式，是一個USB總線的通用接口芯片，與單片機/DSP/MCU等控制器的連接非常方便。圖2是CH375與單片機的連接示意圖：
1.3 D/A轉(zhuǎn)換電路
D/A轉(zhuǎn)換芯片選用DAC8420，具有4個通道，各DAC的地址均由一個16位串行字單獨確定，它由一個12位數(shù)據(jù)字和一個地址表頭組成。初始化電壓值可通過可編程復位控制CLR，使四個DAC輸出零電平或中間電平。參考電壓范圍是正負10V，能實現(xiàn)電源電壓范圍內(nèi)的正/負單極性或雙極性信號擺幅，用戶通過設置輸入VREFHI和VREFLO而確定輸出電壓范圍，從而提供極大的設計靈活性。具有12位電壓輸出，三線式串行數(shù)字輸入與以10 MHz速率工作的微處理器便可輕松實現(xiàn)接口，只需極少的附加電路即可。該文DAC8420的電源電壓接正負15V，參考電壓接正負10V，可實現(xiàn)-10V～+10V范圍內(nèi)的電壓可調(diào)。為提高輸出的負載能力，可以將輸出電壓接到運放上，接成電壓跟隨器模式。
2 程序設計
2.1 上位機設計
上位機的軟件界面用VC++6.0開發(fā)，利用CH375動態(tài)鏈接庫提供的函數(shù)，編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)的下傳。12路電壓數(shù)據(jù)存放在文本文件中，單擊“通道數(shù)據(jù)下傳”，即可將12路電壓數(shù)據(jù)下傳給單片機。也可以對其中的任意一路進行修改下傳。界面如圖3所示：
2.2 下位機設計
下位機的程序主要有兩個方面的內(nèi)容，USB接口程序和D/A轉(zhuǎn)換程序。電腦的下傳數(shù)據(jù)通過USB接口傳輸給CH375芯片，CH375會輸出一個低電平信號通知單片機，使單片機產(chǎn)生外部中斷，進入中斷以后處理所收到的數(shù)據(jù)，進而按要求啟動D/A轉(zhuǎn)換，輸出電壓信號。單片機先初始化USB接口芯片CH375，再開放外部中斷以等待電腦數(shù)據(jù)下傳。USB初始化如下：
void USB_Init（ void ） {
UINT8 i；
#ifdef TEST_USB_FIRST
/* 測試USB與單片機的物理連接是否正常以及是否正常工作，可選操作，通常不需要 */
UINT8 j；
USB_WR_CMD_PORT（ CMD_CHECK_EXIST ）； /* 測試USB是否正常工作 */
USB_WR_DAT_PORT（ 0x55 ）； /* 寫入測試數(shù)據(jù)，任意數(shù)據(jù) */
i = ～ 0x55； /* 返回數(shù)據(jù)應該是測試數(shù)據(jù)取反 */
if （ USB_RD_DAT_PORT（ ） ！= i ） { /* USB不正常 */
for （ i=80； i！=0； i— ） {
USB_WR_CMD_PORT（ CMD_RESET_ALL ）； /* 多次重復發(fā)命令，執(zhí)行硬件復位 */
USB_RD_DAT_PORT（ ）；
}
USB_WR_CMD_PORT（ 0 ）；
for （ i=250； i！=0； i— ） for（ j=100； j！=0； j— ） Delay2us（ ）； /* 延時50mS */
}
#endif
三個DAC8420芯片相應的數(shù)據(jù)傳輸引腳接于相同的單片機引腳，片選端分別連于單片機不同的引腳。函數(shù)DAC8420（high，low，channel）是D/A轉(zhuǎn)換函數(shù)，high和low參數(shù)分別是輸出到DAC8420芯片的16位串行數(shù)字量的高、低8位，其中最高的2位的四種排列分別對應于DAC8420的四個輸出電路，參數(shù)channel用于選擇三個DAC8420芯片的片選，程序如下：
sbit DAC8420_LD = P2^5；
sbit DAC8420_CS0 = P2^2；
sbit DAC8420_CS1 = P1^7；
sbit DAC8420_CS2 = P1^6；
sbit DAC8420_SDI = P2^7；
sbit DAC8420_CLK = P2^6；
sbit DAC8420_CLR = P2^4；
sbit DAC8420_CLSEL = P2^3；
void DAC8420（unsigned char high，unsigned char low，unsigned char channel）
{
unsigned char i=0 ，m=0x80；
if（channel==0）
{ DAC8420_CS0=0；
DAC8420_CS1=1；
DAC8420_CS2=1； }
else if（channel==1）
{ DAC8420_CS0=1；
DAC8420_CS1=0；
DAC8420_CS2=1； }
else if（channel==2）
{ DAC8420_CS0=1；
DAC8420_CS1=1；
DAC8420_CS2=0； }
DAC8420_LD=1；
for（i=0；i
{ if（m&high）
DAC8420_SDI=1；
else
DAC8420_SDI=0；
DAC8420_CLK=0；
DAC8420_CLK=1；
m=（m>>1）； }
m=0x80；
for（i=0；i
{ if（m&low）
DAC8420_SDI=1；
else
DAC8420_SDI=0；
DAC8420_CLK=0；
DAC8420_CLK=1；
m=（m>>1）； }
DAC8420_LD=0； //將數(shù)據(jù)移入DAC寄存器
DAC8420_LD=1； //寄存器DAC數(shù)據(jù)保持
DAC8420_CS1=1；
}
3 結(jié)束語
本文設計了一種基于USB通信的多路可調(diào)電壓輸出系統(tǒng)，電腦控制下位機，可以同時輸出12路-10V～+10V之間的電壓，而且任意一路電壓均可通過上位機調(diào)整，電壓精度可達到0.2mV，大大提高了效率和精度，而且操作十分方便。
參考文獻：
[1] 王殊，程卓.基于CH375的嵌入式USB文件加解密系統(tǒng)的設計[J].電子技術(shù)應用，2007（8）.
[2] 趙曉順，于華麗，王希望，趙建國，劉淑霞.雙模式USB接口芯片CH375在溫濕度測記儀中的應用[J].農(nóng)機化研究，2007（10）.
[3] 張彥，吳昌才，劉暾東，李茂青.基于串行DAC8420芯片的模擬量輸出卡設計[J].工業(yè)控制計算機，2006（3）.
[4] 呂秋霞.四路輸出D/A轉(zhuǎn)換器DAC8420及其應用[J].國外電子元器件，2004（8）.
[5] 田學穩(wěn)，劉福華，熊平.基于AT89C52的多路電壓量輸出設計[J].工業(yè)控制計算機，2009（11）.
[6] 胡家華，徐鵬，鄭昌雨，，梁春陽，寧宇.PL2303單片機串口轉(zhuǎn)USB口實現(xiàn)串行通信[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2013（4）.
[7] 薛建彬，張超，嵇治剛.基于單片機的USB-HOST數(shù)據(jù)采集儀表設計[J].化工自動化及儀表，2013（1）.
關(guān)鍵詞：單片機；數(shù)字秒表；匯編語言；仿真
中圖分類號：TP368.1文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)22-5344-03
Digital Stopwatch Based on AT89C51
GAO Wen-qing, LV Ying-ying
(Faculty of Information Engineering and Automation, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650051, China)
Abstract: The article designed a digital stopwatch based on AT89C51.The digital stopwatch used the Assembly language to develop, nixie tube was used to show, and the system was simulated by Proteus and Keil, which was up to the expectation effect.
Key words: singlechip; digital stopwatch; assembly language; simulate
1概述
單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器或計時器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)。單片機與編程語言的結(jié)合可以快速高效的實現(xiàn)各種功能，該文結(jié)合單片機設計實現(xiàn)了一種基于AT89C51單片機的數(shù)字秒表。
2系統(tǒng)概述
2.1設計任務
數(shù)字秒表設計由單片機AT89C51、數(shù)碼管、開關(guān)、電阻、電容等部分組成。其功能要求是用AT89C51設計一個2位LED數(shù)碼顯示的“秒表”，顯示時間為00-99秒，每秒自動加一。另外還設計了一個“開始”按鍵、一個“復位”按鍵和一個“暫?！卑存I。按“開始”按鍵，開始計數(shù)，數(shù)碼管顯示從00開始每秒自動加一；按“復位”按鍵，系統(tǒng)清零，數(shù)碼管顯示00；按“暫?！卑存I，系統(tǒng)暫停計數(shù)，數(shù)碼管顯示當時的計數(shù)。
2.2總體方案
圖1系統(tǒng)整體設計
系統(tǒng)主要有三部分構(gòu)成：按鍵控制信號，單片機軟件處理，數(shù)碼管顯示。電路運行時，由開關(guān)按鍵決定其運行方式，經(jīng)過單片機內(nèi)部的程序進行相應的處理，在數(shù)碼管上顯示出來。利用12M晶振的一個機器周期為1微秒,通過循環(huán)產(chǎn)生1秒時間延遲，掃描單片機中所存放的時間值（可正記時，也可倒計時），并通過輸出顯示在數(shù)碼管上。此外，數(shù)碼管各段連接了上拉電阻，是為了保證引腳外接的按鍵在未按下時，作為電流負載一直保持引腳為低電平。系統(tǒng)整體設計如圖1所示。
3數(shù)字秒表的proteus軟件仿真電路設計
3.1整體仿真電路
Proteus軟件仿真設計如圖2所示。
圖2系統(tǒng)Proteus軟件仿真圖
3.2 AT89C5l單片機和數(shù)碼管顯示電路的接口設計
使用動態(tài)顯示電路接法，LED燈采用共陽極數(shù)碼管，電路中采用P0口輸出，并聯(lián)控制兩個數(shù)碼管的8個段選控制端，P2.6、P2.7作為分別采用兩個控制LED數(shù)碼管的位選控制端,其中P2.6接顯示個位數(shù)，P2.7接十位數(shù)，P0.0—P0.7對應了兩位數(shù)碼管的a,b,c,d,e, f,g。
3.3按鍵控制信號
三個按鍵采用獨立式鍵盤接法，開始按鍵接P3.5，暫停按鍵接P3.6，清零按鍵接P3.7，低電平有效，三個按鍵功能均在子程序中顯示。定時器0中斷程序主要是延時程序。
3.4其他管腳的設計
單片機中的Vss端接地，Vcc端接+5V電源，另外，三極管發(fā)射極端也接+5V電源，保證數(shù)碼管有足夠的電源供應。
圖3程序設計流程圖
4計時器的軟件程序設計
軟件設計的思路為：在這個復雜的程序中，先根據(jù)設計的總體要求劃分出各功能程序模塊，分別確定主程序、子程序以及中斷服務程序結(jié)構(gòu)，并對各程序模塊占用的資源進行統(tǒng)一的調(diào)配，最后根據(jù)流程圖繪制具體的程序。因此在這個秒表程序中可劃分為主程序、鍵盤控制、秒表計時程序三大模塊。其中主程序完成初始化作用，動態(tài)顯示程序，鍵盤控制程序，秒表計時程序等，延時程序由定時器中斷服務子程序構(gòu)成。
主程序：即初始化程序，用EQU命令首先對三個按鍵進行了定義，規(guī)定了堆棧指針和數(shù)據(jù)指針的首地址，對定時器進行設定，選用定時器0為工作方式1，50ms為定時時間，則要定時1s可以循環(huán)20次，設置中斷程序的入口，并開中斷EA,ET0等。
子程序：包括按鍵功能子程序和顯示子程序。按鍵子程序?qū)θ齻€按鍵功能進行設定，其中P3.5口起到開始的功能，P3.6口連接的按鍵可以控制數(shù)碼管的進度，P3.7對數(shù)碼管數(shù)字進行復位，使數(shù)碼管清零。三個按鍵均為低電平有效，JB命令先判斷按鍵是否按下，若按下則跳轉(zhuǎn)到顯示子程序，JNB命令判斷按鍵按下后是否彈起，若彈起來就執(zhí)行開始、暫停、清零等功能。顯示子程序：定義了P2.6、P2.7兩個位選口，在單片機輸出時，先選擇字位選口，然后在所在的位口上進行字形選擇，選擇要點亮的字形。
中斷程序：中斷程序即定時器延時程序，當中斷來臨時，定時器重新裝入初值，判斷是否循環(huán)了20次，若循環(huán)20次說明定時器延時到達1s，就進行加一運算。程序設計流程圖如圖3所示。
重要程序段說明：
將0到99的數(shù)據(jù)通過對10整除和對10求余，將數(shù)據(jù)的個位和十位分開。
MOV A,R4
MOV B,#10
DIV AB;當前值除以10
MOV 40H,A;得出的商送給十位
MOV 41H,B;得出的余數(shù)送給個位
這段程序是將要顯示的數(shù)字分別放到兩個數(shù)碼管上，使兩個數(shù)碼管分別顯示十位和個位數(shù)字。
5結(jié)論
該文使用AT89C51單片機設計了一款具有計時開始、暫停、復位功能的數(shù)字秒表，利用Proteus和Keil軟件進行了仿真及調(diào)試，達到了期望的效果。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強，具有較好的應用前景。
參考文獻：
[1]李朝青.單片機原理及接口技術(shù)[M].北京:北京航天航空大學出版社,2005.
[2]王爽.匯編語言[M].北京:清華大學出版社,2008.
【關(guān)鍵詞】數(shù)字頻率計;單片機;顯示
1.引言
數(shù)字頻率計是直接用十進制碼來顯示被測信號頻率的一種測量裝置。作為一種基礎(chǔ)測量儀器，已在教學、科研、高精度儀器測量、工業(yè)控制等領(lǐng)域有較廣泛的應用。
試驗中設計的頻率計測量的頻率范圍在1Hz-10MHz之間。能夠測量任何該頻率段內(nèi)的周期信號的頻率，延時要小，測量迅速，以十進制數(shù)顯示，便于讀數(shù)，單位以Hz或KHz顯示，自動轉(zhuǎn)換單位。
方案1：目前市場上的頻率計多數(shù)使用專用計數(shù)芯片和數(shù)字邏輯電路計數(shù)，測量原理圖如圖1所示。
圖1 計數(shù)芯片設計頻率計的基本原理
計數(shù)芯片是通過外部時鐘電路產(chǎn)生的時間基準信號控制計數(shù)器的計數(shù)和保持狀態(tài)的，計數(shù)器的測量精度很大程度上就取決于時間基準信號的精度。其次，要實現(xiàn)量程轉(zhuǎn)換，需要人為選擇量程，對時鐘電路產(chǎn)生的時間信號分頻得到不同量程所需的時間基準信號，完成一次計數(shù)后要對電路產(chǎn)生控制信號送入計數(shù)器，使計數(shù)器清零以便下一次計數(shù)，這使得電路比較復雜。再者，這種專用芯片的價格比較高，就決定了制作的頻率計的成本會很高?；谝陨峡紤]，就否定了這種用計數(shù)芯片計數(shù)的方法。
方案2：現(xiàn)在單片機的使用比較廣泛，我們可以考慮用單片機設計頻率計。使用單片機設計時通常采用兩種辦法：1）使用單片機自帶的計數(shù)器對輸入脈沖進行計數(shù)，或者測量信號的周期;2）單片機外部使用計數(shù)器對脈沖信號進行計數(shù)，計數(shù)值再由單片機讀取。這里我們用第一種的直接測頻法。以AT89C2051單片機為核心，利用其內(nèi)部的定時（計數(shù)）器來完成待測信號頻率的測量。單片機的其中一個定時/計數(shù)器定時，另一個計數(shù)。另外還可以通過軟件編程實現(xiàn)自動換檔，使電路結(jié)構(gòu)大為簡化。
比較以上兩種方案，很容易發(fā)現(xiàn)兩者的優(yōu)缺點：
方案1需要人為選擇量程，電路復雜，專用芯片的價格比較高，制作的頻率計的成本高;
方案2可實現(xiàn)自動換檔，取材方便、電路簡單，制作成本低。
從而確定了使用單片機計數(shù)的方案。
2.數(shù)字頻率計的基本原理
頻率的定義是單位時間（1s）內(nèi)周期信號的變化次數(shù)。若在一定時間間隔T內(nèi)測得周期信號的重復變化次數(shù)為N，則其頻率為：
F=N/T
所以測頻就是測量單位時間內(nèi)脈沖個數(shù)，則首先就要對輸入信號整形，變換成矩形脈沖，送入計數(shù)，計數(shù)完成后顯示頻率值。據(jù)此，設計原理如圖2所示。
圖2 數(shù)字頻率計的基本組成
3.軟件設計
軟件部分主要包括實現(xiàn)選擇對不同分頻信號計數(shù)程序、對數(shù)據(jù)處理程序及顯示程序。為使CPU不把大部分時間用在等待定時/計數(shù)結(jié)束，數(shù)碼管在單片機在計數(shù)的同時仍能顯示，就需要采用中斷方式。在主程序中，對定時/計數(shù)器設初值并開中斷，運行顯示程序，當T0定時到時產(chǎn)生中斷，在中斷處理子程序中對數(shù)據(jù)處理，并重新對定時/計數(shù)器設初值。由于中斷服務子程序時間非常短，所以視覺上數(shù)碼管沒有停止顯示。
具體的工作過程為：
通過軟件設置單片機P1.5和P1.6，即設置了數(shù)據(jù)選擇器的地址端A和B，選擇對100分頻的信號測頻，清零標記位（25H）.0表示選擇100分頻;T1清零，T0定時100MS同時啟動T1計數(shù)和T0定時;
定時到時產(chǎn)生中斷，T1停止計數(shù)，判斷標記位（25H）.0，為零表示單片機對100分頻的信號計數(shù)100MS，判斷計數(shù)值是否小于5000，（小于5000說明信號未經(jīng)分頻的頻率值小于5MHz），若大于5000表明信號頻率大于5MHz，信號實際頻率為：計數(shù)值×100×10Hz，所以信號頻率值可直接用計數(shù)值表示，單位為KHz;
若計數(shù)值小于5000，繼續(xù)判斷計數(shù)值是否小于500（小于500說明信號未經(jīng)分頻的頻率值小于500KHz），若大于500表明信號頻率在500 KHz-- 5MHz內(nèi)，這時就沒必要對信號100分頻，只需要10分頻就可以，通過軟件設置單片機P1.5和P1.6，即設置了數(shù)據(jù)選擇器的地址端A和B，選擇對10分頻的信號測頻，標記位（25H）.0置1，標記位（25H）.1置1，表示計數(shù)值為10分頻的計數(shù)，重新把T1清零，T0定時100MS同時啟動T1計數(shù)和T0定時，定時到時產(chǎn)生中斷，T1停止計數(shù)，判斷標記位（25H）.0為1，表示不是100分頻的計數(shù)，判斷標記位（25H）.1為1表示計數(shù)值為10分頻的計數(shù)，信號實際頻率為：計數(shù)值×10×10Hz，所以信號頻率值為計數(shù)值除以10，單位為KHz，實際上可以直接在計數(shù)值的左邊第二位加小數(shù)點，表示對計數(shù)值進行了除以10的處理，設置標記位P1.7為1，表示是分頻的計數(shù)，需加小數(shù)點，這時需要把所有標記位清零以便下一次計數(shù);
若計數(shù)值小于5000也小于500說明信號未經(jīng)分頻的頻率值小于500KHz，這時就沒必要對信號分頻，通過軟件設置單片機P1.5和P1.6，即設置了數(shù)據(jù)選擇器的地址端A和B，選擇對不分頻的信號測頻，置1標記位（25H）.0清零標記位（25H）.1，表示計數(shù)值為不分頻的計數(shù)，重新把T1清零，T0定時100MS同時啟動T1計數(shù)和T0定時，定時到時產(chǎn)生中斷，T1停止計數(shù)，判斷標記位（25H）.0為1，表示不是100分頻的計數(shù)，判斷標記位（25H）.1為0，表示計數(shù)值不是10分頻的計數(shù)，所以計數(shù)值為不分頻的計數(shù)，信號實際頻率為：計數(shù)值×10Hz，所以信號頻率值為計數(shù)值乘以10，單位為Hz;但在低頻時，如果信號頻率小于10Hz，計數(shù)100MS就無法測量信號頻率，所以這時還有必要重新對T0置數(shù)，使其定時1S，T1也重新計數(shù)，設置標記位P3.2為0表示計數(shù)值是1S的計數(shù)，不用對計數(shù)值乘10。
由以上分析可知，通過軟件編程就可實現(xiàn)量程的自動轉(zhuǎn)換。
計數(shù)完成后需要對數(shù)據(jù)處理：
（1）由T1得到的計數(shù)值為二進制，需要轉(zhuǎn)換為十進制才能顯示，可通過軟件編程實現(xiàn);
（2）進制轉(zhuǎn)換完后衛(wèi)壓縮的BCD數(shù)，要把壓縮BCD數(shù)轉(zhuǎn)換為分離BCD數(shù)。
程序流程圖如圖3、4、5所示。
各子程序流程圖如圖5所示。
4.總結(jié)
把已知頻率的標準信號輸入到制作好的頻率計上，觀察頻率計顯示數(shù)值發(fā)現(xiàn)與標準信號的頻率值存在一定的延遲和差值，這種誤差的產(chǎn)生主要是因為電路中各芯片的延遲和程序中對T0定時和T1計數(shù)時間并不是完全相等。但測得值與標準值相差不大，考慮到做模擬電路實驗時用到的頻率范圍及對頻率計的性能要求，在此制作的頻率計完全可以應用在模擬電路實驗中。
注：由于某種原因，在此，設計的程序不予刊發(fā)。
參考文獻
[1]童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2002，5.
[2]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2004，4.
[3]余家春.PROTEL99SE電路設計使用教程[M].北京：中國鐵道出版社，2003，1.
[4]王廷才.電子線路輔助設計PROTEL99SE[M].北京：高等教育出版社，2004，8.
關(guān)鍵詞:工程機械;回轉(zhuǎn)接頭;試驗裝置;測控系統(tǒng);設計方案分析
引言
回轉(zhuǎn)接頭能夠在固定部分及回轉(zhuǎn)部分之間進行流體輸送，故被我國市場上各種加工業(yè)與制造業(yè)廣泛地應用［1］，如冶金業(yè)、機床業(yè)、石油業(yè)、橡膠業(yè)、塑料業(yè)及卷煙業(yè)等。回轉(zhuǎn)接頭試驗裝置作為工程機械中的重要部件，對其進行檢測時必須由專門、科學的試驗設備儀器才能完成。但根據(jù)現(xiàn)階段國內(nèi)的工程機械設備情況來看，大部分的檢測設備存在著缺失與較多的問題，不夠成熟與完善，故對工程機械回轉(zhuǎn)接頭試驗裝置測控系統(tǒng)進行設計，并制定一套科學化、合理化與規(guī)范化的設計方案，是工程領(lǐng)域急需思考與探索的問題［2］。
1回轉(zhuǎn)接頭試驗裝置的整體設計
工程機械回轉(zhuǎn)接頭試驗裝置由三個部分組成:液壓控制系統(tǒng)、測控系統(tǒng)與驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)。其中，液壓控制系統(tǒng)的工作內(nèi)容有:壓力加載、卸載及保壓回轉(zhuǎn)接頭的高壓通道及低壓通道。測控系統(tǒng)的工作內(nèi)容有:采集與處理相關(guān)數(shù)據(jù)。驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的工作內(nèi)容有:裝夾與回轉(zhuǎn)接頭。而測控系統(tǒng)內(nèi)的PLC(可編程邏輯控制器)的工作范圍指:在進行各式工位的測試時，及時切換電磁閥通斷電、啟動與停止高低壓系統(tǒng)的電機設備、正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)伺服電機設備等。
2回轉(zhuǎn)接頭試驗裝置的采集與處理數(shù)據(jù)
2．1數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)設計
按照回轉(zhuǎn)接頭試驗裝置的相關(guān)要求與性能測試項目，要求在檢測回轉(zhuǎn)接頭時，主要的參數(shù)應該為:回轉(zhuǎn)接頭低壓通道壓力應當保持為4個，回轉(zhuǎn)接頭的扭矩與轉(zhuǎn)速為1個，還應當在高壓通道內(nèi)保持一定的壓力。在測控系統(tǒng)的整體方面，單片機主要是從各個傳感器方面采集信號，再將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)處理與A/D轉(zhuǎn)換，然后利用上位機的命令與接收，可將相關(guān)的數(shù)據(jù)進行采集與控制，通過控制器RS－232把數(shù)據(jù)有效傳到上位機，最終可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示、采集、打印及保存［3］。
2．2測控系統(tǒng)軟件的設計
1)串口通信協(xié)議。目前，大多數(shù)的測控系統(tǒng)利用的通信方式主要為:RS－232串口通信，而串口通信協(xié)議中規(guī)定的上位機主要為LabWindows/CVI，單片機主要為下位機。格式要求:起始位一位、數(shù)據(jù)位八位、停止位一位以及校驗的累積。因工業(yè)環(huán)境中存在的干擾因素較多，所以在通信過程中應當使用雙絞線的屏蔽功能，將波特率調(diào)低到4800bps，以此可以起到防止數(shù)據(jù)丟失與誤傳的作用［4］。這樣的通信協(xié)議主要是用上位機更好地對下位機的壓力、轉(zhuǎn)速及扭矩等數(shù)據(jù)進行命令發(fā)送，下位機能更好地將壓力、轉(zhuǎn)速及扭矩等相關(guān)的數(shù)據(jù)進行傳達。簡單來說，當上位機在向下位機下達數(shù)據(jù)的命令時，下位機可以受到命令的信號，如果校驗正確，則下位機將會返回給上位機對應的測試數(shù)據(jù)與信息。反之，如果校驗錯誤，則下位機將及時報告錯誤的信息給上位機。2)數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)程序。在數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)程序內(nèi)，程序?qū)τ谙到y(tǒng)中采集到的壓力、轉(zhuǎn)速以及扭矩，應當采取循環(huán)的掃描方案，對于串口方面應當使用整體的中斷方式。單片機系統(tǒng)應及時對這三方面因素開展循環(huán)采集工作。一旦上位機下達命令，便會在串口處出現(xiàn)立即中斷的情況，而單片機系統(tǒng)利用串口來接受命令，根據(jù)命令來執(zhí)行操作。當操作執(zhí)行完畢后，系統(tǒng)又將繼續(xù)進行循環(huán)掃描的工作，等到上位機又一次傳達命令后，串口將會再一次出現(xiàn)中斷的情況。
3結(jié)語
工程機械回轉(zhuǎn)接頭試驗裝置測控系統(tǒng)主要采用了單片機，將其當作單片機來采集與處理信息，能夠便于測控系統(tǒng)進一步開拓與延伸。選取PLC當作電氣內(nèi)部的控制器，一方面可以提高測控系統(tǒng)的穩(wěn)定度、可靠度和抗干擾能力;另一方面也能充分保障電磁閥得以快速切換的精確度與準確度。筆者主要對回轉(zhuǎn)接頭試驗裝置的整體設計進行分析，對液壓控制系統(tǒng)、測控系統(tǒng)及驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)進行介紹，最后對回轉(zhuǎn)接頭試驗裝置的采集與處理數(shù)據(jù)展開研究。
參考文獻:
［1］劉朋，董萬瑩，李永奇，等．中央回轉(zhuǎn)接頭性能試驗臺的對比研究［J］．液壓氣動與密封，2014，34(19307):40－42．
［2］范華志，尹立松，李永奇，等．中央回轉(zhuǎn)接頭性能試驗系統(tǒng)的設計與開發(fā)［J］．工程機械文摘，2015(19705):67－69．
［3］宋飚，陳惠明，鄔逵清，等．工程機械回轉(zhuǎn)接頭出廠檢測系統(tǒng)設計［J］．機床與液壓，2012，40(31105):64－66+70．
關(guān)鍵詞：單片機；AMPIRE128*64LCD顯示；Proteus
1 引言
隨著社會的發(fā)展，越來越多的地方需要應用顯示功能，例如，各種數(shù)字顯示儀器中的顯示、廣告屏、數(shù)碼產(chǎn)品等。傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示已經(jīng)遠遠不能滿足各行各業(yè)的需求?；趩纹瑱CLCD顯示是一種用單片機來控制的顯示系統(tǒng)，它不僅能顯示各種數(shù)字、字母，還能顯示各種字體的漢字以及一些簡單的圖像和動畫，使用起來極為便利，只要通過對單片機寫入一定的程序來控制LCD的顯示即可完成，根據(jù)程序的不同而產(chǎn)生不同效果以滿足各種需求。
本設計采用AT89S52模擬仿真，大致要求為：設計12864液晶顯示與單片機的顯示接口電路，顯示簡單的靜態(tài)/動態(tài)漢字，圖片以及由多個圖片組成的簡單動畫。
2 硬件電路設計
圖1為總設計框圖。此設計控制系統(tǒng)由AT89S52單片機芯片、LCD顯示電路、電源電路、復位電路、晶體振蕩電路組成。
單片機所使用的電源根據(jù)實際需要設計，這里將220v電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?5v電壓。圖2為+5V直流電路，如圖2所示，利用橋式整流電路將220v電壓降壓整流，然后經(jīng)過電容濾波，LM7805穩(wěn)壓電路，最后轉(zhuǎn)為+5v直流電壓。穩(wěn)壓二極管VD3的作用有兩個：一個是降低集成穩(wěn)壓電路7805（U1）的輸入電壓；二是防止總線斷電時，電容C5上所存儲的電荷向總線釋放。電容C8、C9是濾波電容，7805是+5V的集成穩(wěn)壓電路，C10、C11是去耦電容，發(fā)光二極管VD4是電源指示燈，R13是VD4的限流電阻。
圖3為振蕩電路圖。單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大電器的輸入端和輸出端，由于采用內(nèi)部方式時，電路簡單，所得到的時鐘信號比較穩(wěn)定，實際使用中常采用這種方式。
圖4為按鍵與上電復位電路。單片機在啟動運行時，都需要先復位，它的作用是使CPU和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。MCS-51系列單片機本身，一般不能自動進行復位，必須配合相應的外部電路才能實現(xiàn)。復位電路的作用就是使單片機在上電時能夠復位或運行出錯時進行復位狀態(tài)。
3 結(jié)論
本次設計雖然沒有特別的復雜，但是由于初次涉及這樣的設計，沒有任何的經(jīng)驗，過程還是倍感吃力的。首先就是LCD的選擇，因為之前沒有學習過這樣的器件，算是一個新的概念，所以認識不全，有些不知所措。其次就是軟件的編寫，要得到正確的漢字以及圖片的地址信息，花費了較長時間才找到相匹配的取模軟件。然后研究如何獲取正確的參數(shù)，其中圖片的取模就很令我苦惱，最后在老師的輔導下才得以提取正確。程序有了之后，再進行相關(guān)的變換，最終得到新穎的效果。
參考文獻
[1] 俞錫存. 單片機原理及接口技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學出版社， 2004.
[2] 張志良. 《單片機原理及控制技術(shù)》（第2版）.北京：機械工業(yè)出版社， 2005.
[3] 余永權(quán). MCS-51系列單片機實用接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學出版， 1993.
[4] 王守中. 51單片機開發(fā)入門與典型實例[M].北京：人民郵電出版社， 2007.
[5] 薛小鈴. 單片機接口模塊應用與開發(fā)實例詳解[M].北京：北京航空航天大學出版社， 2010.
[6] 李光飛. 單片機C程序設計實例指導[M].北京：北京航空航天大學出版社， 2005.
[7] 樓然苗. 51系列單片機設計實例[M].北京：北京航空航天大學出版社， 2003.
[8] 李光飛. 單片機課程設計實例指導[M].北京：北京航空航天大學出版社， 2004.
作者簡介
湯文洪，邵陽學院信息工程系電子科學與技術(shù)專業(yè)學生。
