基于PIC單片機(jī)的便攜式測試記錄儀設(shè)計(jì)

時(shí)間：2023-05-01 08:35:00 計(jì)算機(jī)論文我要投稿

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基于ＰＩＣ單片機(jī)的便攜式測試記錄儀（以下簡稱記錄儀）既有一般數(shù)據(jù)采集裝置的實(shí)時(shí)采集與保存功能，同時(shí)又能夠?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理、顯示和打印。適用于對采集速度要求不高、交流供電比較困難以及無須長期留人值班的場合。

以追求高可靠、低功耗、小體積設(shè)計(jì)思想的本記錄儀具有如下功能：對現(xiàn)場物理量進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、保存、處理與顯示；自動識別現(xiàn)場安裝的傳感器數(shù)量、傳感器號和量程；自動和手動兩種采集方式，自動采集適用于長期無人值班的固定場合，手動采集便于對分布在不同區(qū)域的物理量進(jìn)行測試；與ＰＣ機(jī)通訊，可根據(jù)需要將采集數(shù)據(jù)下載至ＰＣ數(shù)據(jù)庫；實(shí)時(shí)打印；自檢功能，避免了系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能遇到本身無法容錯(cuò)處理的異常事件而導(dǎo)致的死機(jī)現(xiàn)象。

１硬件設(shè)計(jì)

１．１總體設(shè)計(jì)原則

根據(jù)高可靠、低功耗、小體積的設(shè)計(jì)思想及應(yīng)用對象幾乎對采集速度無要求（此處指系統(tǒng)本身的采集速度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過實(shí)際應(yīng)用要求）的特性，總體設(shè)計(jì)原則是：元器件采用低功耗、寬范圍工作電源的ＣＭＯＳ集成電路；總線采用口線少的串行總線；允許情況下，盡量用軟件實(shí)現(xiàn)硬件功能，用中斷代替查詢工作方式；一旦系統(tǒng)空閑則立即使其進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，當(dāng)需要時(shí)再用外部中斷予以喚醒。

１．２硬件組成

根據(jù)總體設(shè)計(jì)原則，硬件組成如圖１所示。其中：單片機(jī)為美國ＭｉｃｒｏＣｈｉｐ公司的中檔產(chǎn)品ＰＩＣ１６Ｃ７４，＋５Ｖ供電、４ＭＨｚ主頻時(shí)功耗低于２ｍＡ；Ｅ２ＰＲＯＭ存儲陣列由超低工作電壓（＋２．５Ｖ～＋５．５Ｖ）、具有可編程選擇多種特性的８ＫＢ智能化電可擦除存貯器２４ＬＣ６５芯片組成。其中，０＃為傳感器識別片（以下簡稱識別片），保存現(xiàn)場實(shí)際安裝的傳感器數(shù)量、傳感器號及量程。該芯片被設(shè)計(jì)在放大器板上，永久安裝于現(xiàn)場。傳感器號由４位數(shù)字組成，前２位表示組號，后２位表示傳感器組內(nèi)號。１＃為字典片，分為三個(gè)存儲區(qū)：第一存儲區(qū)被設(shè)置成高壽命寫入?yún)^(qū)，保存表頭參數(shù)，如疵點(diǎn)單元計(jì)數(shù)器、記錄計(jì)數(shù)器、記錄指針、自動采集時(shí)間等；第二存貯區(qū)為字典區(qū)，保存?zhèn)鞲衅餍拚禂?shù)、實(shí)時(shí)打印所涉及的漢字國標(biāo)碼等，查找時(shí)以傳感器號為關(guān)鍵字進(jìn)行指針定位；第三存儲區(qū)被定義為疵點(diǎn)單元地址隊(duì)列，保存在寫過程中遇到的疵點(diǎn)單元地址。２＃～７＃為數(shù)據(jù)片，保存實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)。ＲＳ２３２口為最簡單的零調(diào)制３線經(jīng)濟(jì)型，具有雙重功能，接上ＴＰμＰ＿Ｔ微型打印機(jī)，則進(jìn)行實(shí)時(shí)打印；接上ＰＣ機(jī)，則與ＰＣ進(jìn)行全雙工通訊。Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器ＭＡＸ１８９為串行、１２位逐次逼近型，功耗７５ｍＷ，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間８．５μｓ。實(shí)時(shí)時(shí)鐘ＤＳ１３０２具有可編程涓流充電功能，能夠提供秒、分、時(shí)、日、月、星期、年至２１００年，并且對閏年和小于３１天的月份進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。鍵盤由手動、自動、通訊、打印、清零等五個(gè)觸摸按鍵組成，通過按鍵產(chǎn)生外部中斷喚醒單片機(jī)完成相應(yīng)功能。液晶顯示器（ＬＣＤ）采用４位半靜態(tài)方式驅(qū)動，用來顯示處理后的結(jié)果以及系統(tǒng)運(yùn)行過程中檢錯(cuò)的代碼。３２．７６８ｋＨｚ晶振用于自動采集時(shí)產(chǎn)生定時(shí)中斷。

圖1 基于PIC單片機(jī)的便攜式測試記錄儀組成

１．３工作原理

本記錄儀基本工作原理是：一旦系統(tǒng)完成某項(xiàng)工作后，立即進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，當(dāng)需要時(shí)再由外部中斷予以喚醒。

１．３．１加電初始化

[1] [2] [3] [4]

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