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基于PIC單片機(jī)的便攜式測(cè)試記錄儀設(shè)計(jì)
基于ＰＩＣ單片機(jī)的便攜式測(cè)試記錄儀（以下簡(jiǎn)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(duì)采集速度要求不高、交流供電比較困難以及無(wú)須長(zhǎng)期留人值班的場(chǎng)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)物理量進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、保存、處理與顯示；自動(dòng)識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)安裝的傳感器數(shù)量、傳感器號(hào)和量程；自動(dòng)和手動(dòng)兩種采集方式，自動(dòng)采集適用于長(zhǎng)期無(wú)人值班的固定場(chǎng)合，手動(dòng)采集便于對(duì)分布在不同區(qū)域的物理量進(jìn)行測(cè)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(kù)；實(shí)時(shí)打�。蛔詸z功能，避免了系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可能遇到本身無(wú)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(duì)象幾乎對(duì)采集速度無(wú)要求（此處指系統(tǒng)本身的采集速度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)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：?jiǎn)纹瑱C(jī)為美國(guó)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(chǔ)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(shí)別片（以下簡(jiǎn)稱識(shí)別片），保存現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝的傳感器數(shù)量、傳感器號(hào)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(chǎng)。傳感器號(hào)由４位數(shù)字組成，前２位表示組號(hào)，后２位表示傳感器組內(nèi)號(hào)。１＃ 為字典片，分為三個(gè)存儲(chǔ)區(qū)：第一存儲(chǔ)區(qū)被設(shè)置成高壽命寫(xiě)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(dòng)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(guó)標(biāo)碼等，查找時(shí)以傳感器號(hào)為關(guān)鍵字進(jìn)行指針定位；第三存儲(chǔ)區(qū)被定義為疵點(diǎn)單元地址隊(duì)列，保存在寫(xiě)過(guò)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(jiǎn)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�。唤由希校脵C(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(duì)閏年和小于３１天的月份進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。鍵盤(pán)由手動(dòng)、自動(dòng)、通訊、打印、清零等五個(gè)觸摸按鍵組成，通過(guò)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(dòng)，用來(lái)顯示處理后的結(jié)果以及系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中檢錯(cuò)的代碼。３２．７６８ｋＨｚ晶振用于自動(dòng)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(cè)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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