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1、. . . . 使用串行接口的数据采集系 统的设计与实现一：设计任务与要求1. 连接单片机基本电路，检查电路，直到测量出晶振有振荡波形。2. 连接串口芯片MAX232C,使用STC编程软件，可以测量到芯片存在。3. 编写基本的串口测试实验，可以将串口数据传输到PC机。4. 连接TL431，用电压表测量输出电压为2.5V，给单片机芯片作为参考电压。5. 编写AD读取程序，将AD读取的测量值通过串口传输到PC机，验证其正确性。在输入端加入不同的直流电压，调节程序在屏幕上显示的正确的直流电压值。6. 在AD端加入低频正弦/脉冲/三角信号，在屏幕上正确的波形。7. 采用合适的方法，能够准确测量输入信号
2、的时间参数。二：系统设计单片机采用串口编程的STC5616AD单片机，根据其技术文档，做出单片机最小系统。同时焊接TL431使其输出电压为2.5V作为基准电压。再把采样的数据发送给PC。其系统框图为： 单 片 机PC信号TL431Max2322.5V基准电压三：数据采集具体原理图： 此程序由RS232串口发送程序和AD采样程序组成。AD采样采用查询方式，为了提高采样的进度，我们应用的2.5V的参考电压，但是由于此单片机没有直接的参考电压输入端，不能直接输入参考电压。所以每次测量时，先测量2.5V参考电压，得到10位参考AD值ref，再采集需要测量的通道的电压值，得到另一个10位AD值Vad，那
3、么所测电压的计算公式就是：V=2.5*(Vad/ref)。具体AD，串口发送 程序：#includetypedef unsigned char INT8U;typedef unsigned int INT16U;#define AD_SPEED 0x00/最低采样速率void delay(INT8U delay_time) / 延时函数 INT16U n; while(delay_time-) n = 6000; while(-n); INT16U get_AD_result(INT8U channel) ADC_DATA = 0; channel &= 0x07; /0000,0111 清0
4、高5位 ADC_CONTR = AD_SPEED; ADC_CONTR = 0xE0; /1110,0000 清 ADC_FLAG, ADC_START 位和低 3 位 ADC_CONTR |= channel; /选择 A/D 当前通道 delay(1); /使输入电压达到稳定 ADC_CONTR |= 0x08; /0000,1000 令 ADCS = 1, 启动A/D转换kaishizhuanhuan, while (1) /等待A/D转换结束 if (ADC_CONTR & 0x10) /0001,0000 测试A/D转flag=1 zhuanhuanwancheng 换结束否 bre
5、ak; ADC_CONTR &= 0xe7; /1110,0111 清 ADC_FLAG 位, 关闭A/D转换, qingchu FLAG return (ADC_DATA8);Send_Byte(ADC_REF8);Send_Byte(ADC_10bitpvData+12)=0;for(i=0;ipvData+i,2);if(head=0xffff)memcpy(char*)&AD_ref+1,(char*)vRecv.parray-pvData+i+2,1);memcpy(&AD_ref,(char*)vRecv.parray-pvData+i+3,1);memcpy(char*)&AD_
6、dest+1,(char*)vRecv.parray-pvData+i+4,1);memcpy(&AD_dest,(char*)vRecv.parray-pvData+i+5,1);vol=2.5*(double)AD_dest/AD_ref);cs.Format(%1.2fV,vol);m_Vol=vol;SetDlgItemText(IDC_STATIC_RECV,cs);break;bool CADCommDlg:MSCommInit()m_cMSComm.SetCommPort(m_CBN_PORT.GetCurSel()+1); /选择COMif(m_cMSComm.GetPortO
7、pen() /假如串口是打开的，则强行关闭串口 m_cMSComm.SetPortOpen(FALSE); m_cMSComm.SetInBufferSize(1024); /接收缓冲区 m_cMSComm.SetOutBufferSize(1024);/发送缓冲区 m_cMSComm.SetInputLen(0);/设置当前接收区数据长度为0,表示全部读取 m_cMSComm.SetInputMode(1);/以二进制方式读写数据 m_cMSComm.SetRThreshold(12);/接收缓冲区有1个与1个以上字符时，将引发接收数据的OnComm事件 m_cMSComm.SetSetti
8、ngs(57600,n,8,1);/波特率9600无检验位，8个数据位，1个停止位 if(!m_cMSComm.GetPortOpen()/假如串口没有打开则打开 m_cMSComm.SetPortOpen(TRUE);/打开串口 else m_cMSComm.SetOutBufferCount(0);return true;void CADCommDlg:OnBtnOpenCom() / TODO: Add your control notification handler code hereif (!MSCommInit()AfxMessageBox(Init Failed!);elsem
9、_timer=SetTimer(1,100,0);void CADCommDlg:OnBtnCloseCom() / TODO: Add your control notification handler code hereif(m_cMSComm.GetPortOpen()m_cMSComm.SetPortOpen(0);else AfxMessageBox(串口未开);KillTimer(m_timer);void CADCommDlg:OnOK() / TODO: Add extra validation hereif(m_cMSComm.GetPortOpen()m_cMSComm.S
10、etPortOpen(0);KillTimer(m_timer);CDialog:OnOK();void CADCommDlg:DrawDiagram(CPaintDC *pDC)CRect rect;int W,H,x,y;float xinterval,yinterval;CPen curpen,*oldpen;CBrush newbrush,*oldbrush;m_btnView.GetWindowRect(rect);ScreenToClient(rect);rect.top+=15;W=rect.Width();H=rect.Height();xinterval=(float)W/9
11、9;yinterval=(float)H/100;newbrush.CreateSolidBrush(RGB(0,0,0);oldbrush=pDC-SelectObject(&newbrush);pDC-Rectangle(rect);newbrush.DeleteObject();pDC-SelectObject(oldbrush);curpen.CreatePen(PS_SOLID,2,RGB(0,255,0);oldpen=pDC-SelectObject(&curpen);pDC-MoveTo(rect.left,rect.bottom);for(int i=0;iLineTo(x,
12、y);pDC-SelectObject(oldpen);curpen.DeleteObject();void CADCommDlg:OnDestroy() CDialog:OnDestroy();/ TODO: Add your message handler code hereKillTimer(m_timer);void CADCommDlg:OnTimer(UINT nIDEvent) / TODO: Add your message handler code here and/or call defaultdouble per;per=m_Vol;for(int i=0;i99;i+)
13、m_VolHistoryi=m_VolHistoryi+1;m_VolHistoryi=per;UpdateData(FALSE);Invalidate();CDialog:OnTimer(nIDEvent);CDialog:OnTimer(nIDEvent);四：测试结果 基准电压2.5V显示电源电压显示接地电压显示五：实验小结本次课程设计，我们做的是基于单片机的AD串口采集，并由VC面向对象界面进行电压输出，并显示电压波形。VC与C语言有很大的区别，VC主要是面向对象，基于C，而又不同于C。刚开始的时候编程有一定的难度，在看了一段时间VC+方面的书籍以后，对VC有了一定的了解，开始编程。本次设计的难点就是采样的精度与频率。采样频率不够，在采样高频电压的时候，波形会有明显的失真，精度不够，则会有明显的误差。六：参考书籍C程序设计. 清华大学Visual C+从入门到精通. 清华大学网上资料16 / 16
使用串行接口的数据采集系统的设计与实现
