采用SPCE061A單片機的髖作用力測試儀設計

3.3 功率的測量

　　測得作用力和速度之后，功率可由二者乘積算得。即功率：

　　P=Fv (5)

　　但考慮到單片機在計算實(shí)數乘法的效率和精度上的劣勢,單片機只負責將采集到的作用力和速度通過(guò)RS232上傳到上位機，實(shí)際運算則由上位機完成。此方法能滿(mǎn)足測試儀的實(shí)時(shí)性和精度要求。

4 系統軟件設計

　　SPCE061A內置在線(xiàn)仿真電路ICE (In-CircuitEmulator)接口和在線(xiàn)串行編程技術(shù)，使程序開(kāi)發(fā)、調試和下載等均在可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境中通過(guò)在線(xiàn)調試器PROBE實(shí)現，省去了傳統單片機開(kāi)發(fā)中必需的硬件在線(xiàn)實(shí)時(shí)仿真器(ICE)和程序燒寫(xiě)器。具體軟件設計中，充分利用SPCE061A豐富的時(shí)基中斷，在IRQ4、IRQ5中斷子程序中完成鍵盤(pán)掃描和A/D轉換等工作。與上位機的串行通信則采用SPCE061A自帶的UART硬件傳輸中斷，以滿(mǎn)足數據雙向傳輸的異步性和實(shí)時(shí)性。

　　系統程序由主程序、力采集子程序、速度計算子程序、串行通信子程序、外擴存儲器子程序和中斷子程序等部分組成。各部分嚴格按照模塊化原則編寫(xiě)，易于日后系統升級和維護。其中，主程序主要完成測試儀各部件的初始化和自檢，以及實(shí)際測量中各個(gè)功能模塊的協(xié)調。

　　力采集子程序和速度計算子程序流程圖如圖5所示。

　　測試儀的上位機監控程序基于Visual C++6.0平臺開(kāi)發(fā)。使用微軟公司提供的MSComm控件，極大程度上避免了直接調用Win32API造成的編程繁瑣等弊端，以較少代碼量實(shí)現本系統要求的通信功能。上位機程序具備作用力計時(shí)、平均功率計算、正反轉選擇顯示、測量數據保存和復現等功能。程序運行界面如圖6所示。

5 結束語(yǔ)

　　該測試儀以凌陽(yáng)16位單片機SPCE061A為控制核心，充分發(fā)揮其片內資源豐富和運算速度快的優(yōu)點(diǎn)，硬件電路結構簡(jiǎn)潔，穩定性高。上位機監控程序界面友好，操控方便。測試數據的保存和復現功能便于運動(dòng)訓練方案的離線(xiàn)分析和制定。整個(gè)測試儀具備較強的可擴展性。該測試儀已經(jīng)開(kāi)始在中國海洋大學(xué)運動(dòng)體能實(shí)驗室試用，并取得了良好的測試效果。