智能化仪器课程规划总结陈述 测控 071 0730221124 方晶晶 1．课程规划的意图和使命 本次课程规划是以 AT89C51 单片机为中心，规划一个具有实时时钟功用和直流电压丈量功用的智能化丈量 仪器。要求具有实时时钟显现和校时功用，电压丈量显现功用等。可作为通用的二次外表运用，依据电压与被测 物理量的联系显现被测物理量，使用于多种丈量场合。经过课程规划进一步了解并把握单片机的编程，对智能化 仪器的规划思路和进程等有必定的了解。并为将来的毕业规划打下厚实的根底。 硬件部分首要包含 DS12887 实时时钟电路、AD 转化器 ICL7135、8 只共阴 LED 数码管及相应的显现操控和 驱动电路、键盘电路等。要求把握电路的原理和各部分功用的完结进程，重点是与单片机的衔接上。 软件部分要求编写相关汇编程序，完结对 ICL7135 的操控和读数，经运算后得到丈量电压值；编程并操控 DS12887 芯片，取得日期和时刻值；使用按键可完结日期和时刻初值的设置，以及时刻、日期和丈量值的显现切 换功用；依据输入电压与被测物理量的联系显现被测物理量。并完结软硬件的联机调试。 图 1 体系规划结构图 2．体系规划的基本原理结构 整个体系以 AT89C51 单片机为中心，完结一个能显现和设置时刻日期值，丈量电压值的小型体系。整个系 统的规划结构如图 1 所示。 3．硬件电路规划及组成 该体系的硬件电路首要包含了 89C51 单片机、ICL7135 四位半 A/D 转化器、DS12887 实时时钟芯片、8 个共 阴 LED 数码管显现器和按键等。其硬件组成框图如图 2。 图 2 硬件组成框图 在现在的大多数智能仪器规划中，往往需求记载丈量的日期和时刻信息，以及主动完结设定时刻的主动丈量 和操控等，这就要求在仪器中带有实时时钟。因为使用单片机直接编程完结实时时钟，编程杂乱并且还要考虑后 备电源供电等问题，因而，选用自带后备电池的实时时钟芯片，使用它，能够主动完结时刻和日期的处理，单片 机只需使用 DS12887 的秒更新，每秒读一次时钟数据即可。 为了完结电压丈量功用，选用了 A/D 转化器 ICL7135，该芯片集成了一个四位半的双斜积分式 A/D 转化器，精 度高、抗干扰才能强，能满意一般丈量的精度要求。器材在双极性输入的情况下，丈量速度可达 3 次/S 以上，在 单极性输入的情况下，丈量速度可达 25 次/S 左右，适用于一般的直流信号和慢速改变信号的丈量。依据 ICL7135 的积分特性及其与 BUSY 信号之间的时序联系，使用 89C51 单片机的计数器，经过对 BUSY 信号高电平期间的 时钟脉冲进行计数的办法完结电压丈量，以简化电路衔接。时序联系图如图 3。 积分器输出 主动校零 信号积分 10001计数值 10000计数值 反向积分 最大计数值20001 满度丈量计数值40002 BUSY信号 图 3 ICL7135 积分输出与 BUSY 信号的 联系图 规划中使用了 8 个 LED 共阴数码管作为输出成果的显现，使用 2 个扩展 I/O 口、操控段码和位码输出，实 现动态扫描显现。设置了 4 个按键，用于时刻显现、日期显现和丈量值显现的切换，时刻和日期的设置等。 4．软件规划 4．1 软件的整体规划思路办法和流程图 图 4 程序的整体流程图 该仪器的首要功用是完结电压丈量和时刻日期的显现。结合硬件电路规划，软件完结的首要使命是：操控 A/D 转化器 ICL7135 并读取转化成果，经运算处理后，显现电压值，设置和读取实时时钟芯片 DS12887 中的时 间和日期信息并输出显现等。 体系软件首要由 1 个主程序和 3 个中止服务子程序及若干辅佐功用子程序组成。程序的整体流程图如图 4。 主程序完结对 DS12887 芯片的初始设置，定时器 T0、T1 的初始化，中止体系的初始化设置等功用。 4．2 各首要功用模块的规划办法和流程图 1）时钟芯片 DS12887 的规划 因为时钟芯片 DS12887 的中止请求信号与 89C51 的 INT0 相连，在主程序中对 DS12887 进行初始化设置， 写入初始状况的时刻和日期值，再设置秒更新中止答应，CPU 每秒呼应一次中止，读取当时的时钟和日期信息， 经拆字处理后放入缓存地址中，再依据切换状况要求显现的内容，在显现中止中可直接调用相关的处理函数输出 时刻或日期显现。时钟流程图如图 5 所示。 图 5 时钟流程图 2）ICL7135 的规划 将 ICL7135 的 BUSY 信号口与 89C51 的 INT1 相连，依据 ICL7135 的积分特性及其与 BUSY 信号之间的时 序联系，使用 89C51 单片机的计数器 T1 计数，记载 BUSY 信号高电平期间 ICL7135 的时钟脉冲个数 N，将 N 减去 10000 后即可取得丈量电压值。因为取得的电压值是十六进制方法的，在这进程中有必要转化成十进制，所以 调用一个十六进制转十进制的函数，将得到的值转化成五位的十进制，在万位加小数点后经拆字处理后放入缓存 地址等候显现。终究得到的成果是-1.9999 到 1.9999 的电压值。A/D 流程图如图 6 所示。 图 6 A/D 流程图 3）显现的规划 8 个 LED 数码管显现器选用动态扫描显现方法，段码和位码分别由一个扩展的输出口操控，其中段码口地 址为 0BFFFH，位码口地址为 0DFFFH。因为在显现中要切换显现的内容，在程序中选用定时器 T0 进行定时中 断，每隔一段时刻中止一次更新显现的内容。在中止的最开端判别显现的内容，再依据要求调用不同的显现内容， 读取缓存地址用于显现。另外在显现程序中加了一个闪耀位的判别，在键盘设置中需求在设置的位上进行闪耀方 便于观看，原理是针对要求闪耀的方位削减动态显现的次数，以差异于其它位。显现流程图如图 7 所示。 图 7 显现流程图 4）按键的规划 4 个按键直接连到 P1 口的低 4 位，功用如下： S1——显现切换键，用于切换当时显现的内容为丈量值或日期或时刻； S2——设置键，用于进入/退出日期设置、时刻设置或外表常数等的设置状况； S3——右移键，用于右移挑选当时设置数据的方位； S4——加 1 键，用于当时设置内容加 1； 在详细的规划中，先判别是否有键按下，延时去颤动，再进行一次判别，假如的确有键按下，判别键是否弹 起，在键弹起之后履行相应的键功用。切换键是一切中最简略的一个键，树立一个显现标志符就行，依据标志符 判别要显现的内容。设置键按下之后中止时钟芯片作业，进入设置状况，使当时显现内容的第一个低位闪耀。右 移键使闪耀位右移三位，使当时显现内容的第二个低位闪耀。加 1 键是最烦琐的键，首先要判别当时显现内容为 时刻仍是日期，再判别闪耀位的方位，读取闪耀位进行相应内容加 1 处理，将加 1 后的内容从头保存届时刻日期 的显现缓存区。特别注意的是日的设置中大小月的处理，在加 1 的进程中，大月能够加到 31 日，而小月仅仅 30 日，所以在这进程中，对日的加 1 处理我对十二个月分隔进行判别处理。关于闰年，我这儿就没再考虑。 5．个人总结 经过两个多星期的学习，并学到了许多实际操作的常识，提高了着手才能，并在教师的协助下顺利完结了整 个课程规划的使命。在功用模块中我完结了时刻日期值的显现和设置、电压量的丈量，并能切换三者的显现，基 本上达到了课程的要求。 此次规划性试验，将汇编及单片机等已学课程进行一次在学习的杰出时机。经过这次再学习，无疑进一步提 高了自己的专业技能，为往后踏足社会，在该范畴上发挥自己的专长，以及工作打下了坚实的根底。 在上个学期单片机课程的根底上，依据体系功用目标的要求拟定整体的规划方案。在这期间，我大致了解硬 件电路的原理和组成,经过查相关材料把握各相关芯片的用法，在这根底上用汇编语言完结对芯片的读写操作， 完结相应的功用。单片机使用体系的许多性能目标和操作功用的完结则是取决于软件的规划，在软件编写进程中 呈现了许多问题及过错，经过向教师及师兄们的讨教，解决问题和剖析问题，，终究基本上完结了要求的功用。