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1．3 USB模块
采用CP2101实现USB-UART转换。CP2101内置有与计算机通信的USB协议，工作时在计算机上产生一个虚拟COM端口，用户就可以按照通用串行口的控制方式使用该COM端口。通过CP210l可以简单实现UART到USB间的桥接，从而为系统增加USB通信接口，而原来开发的串口应用程序则无需大改动。CP2l01的外围电路非常简单，只要接2只去耦电容即可。只需将其引脚TXD和RXD分别连接至MSP430F148的P3．5和P3．4即可实现与单片机的连接，如图3所示。
2 系统软件设计
软件设计由上位机(地面监控和数据处理系统)和下位机(井下数据采集系统)2部分组成。上位机软件主要和下位机通信，方便实现数据传输、处理、计算和打印等功能。下位机软件用于配合数据的采集、存储和传输。
2．1 下位机软件设计
下位机主要完成对被测孔的即时采集和定时采集2种功能。通过定时采集某个时间段内某些时刻该孔的数据，很方便了解被测孔的土体垂直位移趋势，为判断建筑物的倾斜程度提供重要的参考依据。对于某些敏感区域，为了更好的了解该区域实时的垂直位移状态，可对其进行测斜数据的实时采集。
下位机软件主要包括传感器采集、串口通信和主处理等模块。其中，传感器采集模块主要完成对被测孔倾斜数据的采集。由单片机通过自带的A／D采集模块对传感器的信号进行采集，可以同时采集8路模拟信号，并通过定时器B控制采集的频率。也直接将A／D数据寄存器的值赋给全局变量，通过全局变量实现与主程序进行数据的交互。模拟量采集功能主要采用定时器中断服务子程序实现，采样频率由定时器控制。在定时器中断中通过设置A／D的控制寄存器启动A／D转换。串口通信模块完成与上位机的通信功能，从而将采集到的数据传送到上位机进行处理。当接收到上位机发送的命令数据时，通过中断标志位的置位，进入中断服务子程序中完成对命令数据的接收。当进行采集数据的发送时，通过不断地查询发送标志位的状态来判断本次字节的发送是否成功，只有当标志位改变时，再将下一个字节的数据送入发送缓冲区，从而最大程度避免发送时的数据堵塞或错误。主处理模块主要完成系统的初始化和各子程序的循环协调工作。系统在初始化后进入循环处理过程，在循环过程中主处理程序通过模拟量采集模块获得被测孔的倾斜数据，并根据所接收到的上位机命令，在设定的时间段内或实时的将采集的某几个孔或某几个传感器的数据通过串口通信模块发送至上位机。 |
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