基于MXT8051單片機的電磁波測試儀的研制

　　軟硬件設計

　　硬件設計

　　如圖1所示，整個(gè)系統由單片機、信號采集、輸入輸出、電源、通訊接口五部分組成。系統工作流程如下：無(wú)線(xiàn)電波經(jīng)天線(xiàn)耦合成電信號，再經(jīng)過(guò)高頻二極管檢波送到放大單元，放大單元由一個(gè)運放和一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)組成可變增益放大器，根據用戶(hù)選擇對信號放大并送入單片機第一路ADC，轉換成數字信號。

　　程序對該數字信號進(jìn)行處理，記錄單位時(shí)間內的最大值或平均值，送到顯示器上，如果超過(guò)安全值，通過(guò)發(fā)光二極管和蜂鳴器報警。顯示部分為段碼LCD。另外系統還通過(guò)串口把檢測到的實(shí)時(shí)數據上傳，以便電腦進(jìn)行更復雜的分析。

　　電源部分采用兩節7號電池供電，為了保證電池電壓低的時(shí)候系統正常工作，用一顆升壓芯片L6920把電壓升到3.3V，同時(shí)用單片機的第二路ADC監視電池電壓，如果電量過(guò)低，同樣報警。

　　本次設計選用了市面上一款現有產(chǎn)品的外殼，殼子上未留按鍵的位置，但是有一個(gè)帶開(kāi)關(guān)的電位器的位置，在此做了一個(gè)變通設計，即把它設計成一個(gè)單向飛梭，即用電位器不同的電阻值代替不同的按鍵，通過(guò)單片機的第三路ADC采集電位器分壓值，然后程序換算成不同的按鍵值，這樣剛好滿(mǎn)足本機的簡(jiǎn)單輸入要求，實(shí)現系統的不同模式設置。該機設置了4種采集模式，如表1所列。

　　軟件設計

　　本項目代碼采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，分為三部分模塊，分別為主程序、定時(shí)器中斷程序和ADC中斷程序。其中定時(shí)器中斷程序用來(lái)產(chǎn)生ADC采樣的時(shí)基，ADC中斷程序用于轉存采樣結果和切換采集通道，這兩部分比較簡(jiǎn)單，下面重點(diǎn)介紹一下主程序的執行過(guò)程。

　　如圖2所示，為系統主程序流程圖。首先系統上電后單片機進(jìn)行各個(gè)模塊初始化。設置ADC進(jìn)行3個(gè)通道的順序轉換，點(diǎn)亮綠色發(fā)光管表示系統正常運行，初始化串口，初始化PWM以驅動(dòng)蜂鳴器。

　　然后開(kāi)始系統的大循環(huán)操作。先是不停判斷轉換完成標志位，如果轉換完成，則分別對三個(gè)通道的數據進(jìn)行處理，包括去掉較大或較小的偽值，對數據取平均值。接下來(lái)先判斷電池電量是否低于預設值，如果是，則驅動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲，同時(shí)在LCD上顯示電池欠壓符號。下面判斷電位器分壓值是否變化，如果變化范圍超過(guò)預設值，說(shuō)明用戶(hù)進(jìn)行了操作，則根據轉換結果設置對應的工作模式，改變增益，同時(shí)LCD上顯示切換到顯示對應的模式代碼4秒鐘，在4秒內如再無(wú)操作則LCD繼續顯示轉切換前的內容。下一個(gè)運算是根據前面得到的電磁波信號強度計算其具體示值，如果計算完成則顯示出來(lái)并通過(guò)串口發(fā)出去，同時(shí)判斷示值是否超出預設值，如超出，則驅動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲，并點(diǎn)亮紅色發(fā)光二極管，進(jìn)行聲光報警。到此整個(gè)大循環(huán)執行了一遍，然后繼續從判斷轉換完成標志位開(kāi)始執行下一次循環(huán)。