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一種新穎的簡(jiǎn)易多通道虛擬示波器的技術(shù)研究
作者：
時(shí)間：2011-01-10
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1．2 串口通信接口電路
本系統設計中通過(guò)Max232連接單片機和PC機。ATmegal6具有異步串行通訊接口(UART)，UART是為能與計算機通訊的全雙工異步系統。本系統采用RS232接口方式，由于RS232信號電平與AVR單片機信號電平(TTL電平)不一致，因此在采用RS232標準時(shí)必須進(jìn)行信號電平轉換。在串行通信的接口電路中選用MAX232芯片作為信號電平轉換芯片，實(shí)現TTL電平和RS232接口電平之間的轉換。從而把 ATmegal6內部需要傳送的數字信號準確無(wú)誤地傳輸給PC機，供上位機軟件讀取并進(jìn)行信號處理。
串行接口電路原理圖如圖3所示，TTL電平引腳輸入引腳9、10，連接ATmegal6的串行發(fā)送接口TXD和串行接收接口RXD，通過(guò)電平轉換為 RS232電平，通過(guò)7腳和8腳連接串行接口的2腳和3腳，串行接口通過(guò)串行通信線(xiàn)連接采樣模塊的串行接口和PC機的串行接口。ATmegal6通過(guò)內部編程很方便地把數據傳送給PC機。
1．3 多通道采樣原理
由于A(yíng)Tmegal6內部ADC為8選1數據通道，在具體實(shí)現某路數據采集時(shí)就必須更改多工選擇寄存器ADMUX的數值。為能隨時(shí)更改通道，本設計采用主從方式，通過(guò)上位機發(fā)送給ATmegal6的數值來(lái)改變通道。在A(yíng)Tmegal6的串行中斷的接收中斷中，通過(guò)判斷接收的數值更改 ADMUX的數值。同時(shí)，在串行接口接收中斷中，通過(guò)接收的數值的編碼也可用來(lái)改變ADC相鄰兩次轉換之間的延時(shí)值，從而達到改變轉換速率的效果。
當需要采集雙通道數值時(shí)，單片機內部ADC可采用分時(shí)復用的原則，同時(shí)將獲得的八位數據加一個(gè)最高標志位，擴展為九位數據位。上位機通過(guò)對數據的最高位的校驗，可以很方便地區分數據，在顯示界面上將雙通道波形實(shí)時(shí)顯示更新。
2 系統軟件設計
2．1 下位機軟件設計
下位機軟件設計的關(guān)鍵是能使程序正確響應中斷服務(wù)程序，從而準確地完成ADC的轉換和數據的準確傳送。圖4即為下位機程序的程序流程圖。主函數運行隨即進(jìn)行串口和ADC寄存器的初始化，然后啟動(dòng)ADC的第一次轉換，隨即進(jìn)入等待中斷狀態(tài)，若接收到停止信號，系統馬上停止。在串口接收中斷中，進(jìn)入中斷隨即讀取中斷接收值，通過(guò)判斷接收值的大小，改變系統采樣通道值和ADC轉換速率值。改變完成后中斷返回。此時(shí)，系統根據新的參數值運行。ADC轉換完成中斷產(chǎn)生后，讀取當前轉換值，讀取完成后進(jìn)行數字均值濾波，降低輸入信號的干擾。濾波完成后將結果通過(guò)串行通信傳送給PC機。然后進(jìn)行延時(shí)后啟動(dòng)下一次的轉換后中斷返回。整個(gè)過(guò)程中，系統通過(guò)中斷方式完成，具有響應及時(shí)、提高單片機處理內部和外部事件能力的特點(diǎn)。
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