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- UID
- 1029342
- 性别
- 男
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1．2．2 总线控制
在数控单元硬件结构中，采用P0口提供数据总线和地址总线，当ALE输出信号为高电平时，P0口，输出数据锁存入总线驱动器中地址的低8位，同时和P2口送出的高8位地址组成完整的16位地址，寻址到外部的256 KB地址空间，由A／D转换器把采集到的数据存入静态RAM中。由于P0口是数据与地址分时复用口，因此引进74HC573作为地址锁存器。同时，使用 RD作为读取外部数据内存的控制线；WR作为写入数据到外部内存的控制线；PSEN作为存取外部程序存储器的读取控制线。
1．2．3 电机控制电路
天线驱动控制部分通过上位机发送电机启动命令，单片机从串口接收到启动命令后，向电机驱动器AKS230发出节拍脉冲，以带动天线匀速转动；通过编程控制P1．0口输出节拍脉冲速率，即可控制天线转速。当上位机发出停止命令时，通过单片机程序提取天线状态，保证天线启停处于同一位置。考虑到单片机输出电流与电机驱动电流的匹配问题Ⅲ，这里使用总线驱动器74LS245与单片机相连，输出电流可达20 mA，满足电机驱动要求。
1．2．4 串口通信电路
串口通信部分通过AT89C51内部的全双工串行通信接口RXD和TXD进行发送和接收。AT89C51串行接口有四种工作模式，本设计中，串口工作于方式1，波特率可变，通过定时器T1进行溢出率控制，令T1工作于方式2，由于波特率为(2SMOD／32)·(fOSC／12)· [1／(28- TH1)]，则通过计算可得T1装载值为0xFA，波特率为9 600 b／s。这里选用MAX232完成TTL到EIA的电平转换。
2 软件设计
单片机软件部分采用了模块化的设计方法，按照功能分为数据采集及存储、电机运行控制及状态提取、串口发送与接收几部分，各个模块之间通过中断或子程序调用等进行连接，有机地成为一体，整个系统已经使用Medwin 3.0调试并能够成功运行。
数据采集部分包括初始化、信号采集及存储，采集速率通过编程进行控制，实现每10 ms采样一个电压值，并存人0100H～01C8H的地址空间中，采集100个数据后调用中断通过串口传给上位机进行后续处理。每次系统上电时，采集部分复位并从头运行，数据采集部分程序流程图如图3所示。
电机运行控制部分通过中断接收串口命令，以实现电机的精确启动和停止，从而控制天线的扫描状态，当串口发送5500h时电机停止；当发送 55ffh时电机启动。其重点在于精确读取天线的转角状态，保证电机启动和停止处于同一位置。主要通过软件计数来实现，由于电机步进角为1．8°且采用 32细分，则每转一圈步数为：360°／(1．8°／32)=*00步，通过读取计数值，实现对电机启动停止位置的控制。电机控制部分程序流程图如图4所示。
串口通信部分采用中断方式，包括串口初始化和串口传输两部分，通过发送标志TI和接收标志RI判断中断类型，若为接收中断，则接收上位机命令，控制电机启动和停止；若为发送中断，则实现每次间隔1 s向上位机发送100个电压值，即200个字节。其中，串口通信部分流程图如图5所示。
3 上位机软件设计
上位机软件主要通过C#实现，通过调用串口实现对下位机的控制及数据的后续处理，并能够实时显示采集数据波形并保存。界面如图6所示。
4 结 语
单片机控制简便，接口方便，实时性强。基于这些优势，该文设计的微波辐射计数控单元不仅能够精确控制天线转动状态，控制天线启、停，而且能够在天线接收外界信号的同时，对信号进行转换、采集、通信并显示输出，实时地反映信号的变化和被观测目标的特性，通过使用低功耗的16位A／D提高了转换精度，且速度可调，完全满足微波辐射计的系统要求，在实时观测方面具有广泛应用。 |
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