基于RTOS和ISP功能的数字仪表系统设计与实现

3.1 数模转换子程序

数据采集与A／D转换子程序主要对配电箱传来的模拟信号进行采样、量化及返回值处理。软件编程时的电气时序及相关技术要求如图4所示。



在时序图中，上升沿清空量化结果寄存器内的值，下降沿启动，A／D转换；采样启动脉冲的高电平状态至少应维持100μs；EOC变为低电平表示转换过程正在进行，且启动信号的硬件迟滞效应时间至少应为10μs；MSB对应AT89S52并口的：P0.7，LSB对应P0.0。

关键部分的程序源代码及注释如下：

unsigned int AI)C0809(void)

{

unsigned int wait="3"；

ChannelChooseA=1；

ChannelChooseB=0；

ChannelChooseC=0；

ADStartPulse=0；

ADStartPulse=1；//产生A/D转换的启动脉冲

(上升沿部分)

delay()；／／保证启动脉冲的高电平宽度

至少大于100μs

ADStartPulse=0；／／产生A／D转换的启动脉冲

(下降沿部分)

wait--；

wait--； ／／指令延时以保证达到：EOC

变为低电平所需的硬件迟滞要求。

‘whilefADConvertEOC==0)：

return(Result)；／将A／[)转换后的量化值返

回到主函数中。

}

3.2 液晶显示模块

MSl2232B型图形点阵液晶显示(LCM)模块左右分为Master和Slave控制器，上下共分4页，左边列地址为0-61，右边列地址为0-61，对该器件的操作关键是按时序图正确配置好主、辅控制器的工作状态。利用AT89S52访问LCM时有二种常用的方法，即存储器映射寄存器寻址和模拟接口时序，本系统采用后一种方法。主要函数模块源代码分析：

void MasterWriteD(unsigned char Ramdata)

//向Master控制器写数据

{

ReadOrWrite=0；

InstructionOrData=1；

MasterEl=1；

P0=Ramdata；

MasterEl：0；

}

void MasterWriteI(unsigned char Ramdata)

//向Master控制器写指令

{

ReadOrWrite=0；

InstructionOrData=0；

MasterEl=1；

P0=Ramdata；

MasterE1=O;

}

void ReadState(void) //检测主、辅控制器工作状态

{

ReadOrWrite=1；

InstructionOrData=0；

MasterEl=1：

SlaveE2=1；

PO=0xff；

while(BusStateBusy==1)；

}

void SetPage(unsigned char page0，unsigned char pagel)

{

MasterWriteI(0xb8 | pagel)；

SlaveWriteI(0xb8 | page0)；

}

void SetColumn(unsigned char address0，unsigned char addressl)

{

MasterWriteI(0x3f & addressl)；

SlaveWfiteI(0x3f & address0)；

}

／／在主控制器操作的左边LCM屏上显示一列信息(由8个像素点构成)

void MasterPutChar(unsigned char masterchar)

{

ReadState()；

MasterWriteD(masterchar)；

}

一般说来。AT89S52的RAM存储空间是有限的，而图形或字符的点阵代码(可以下载相关的应用插件，由．bmp文件或字符自动生成)如果太大，放置到RAM区会出现内存不足的告警提示，为此可按如下方式处理：

unsigned char code Dotn[]=lOxOO，Ox00，0x30，

0x00，0x30，Ox00，Ox00，0x00}；

即将点阵代码通过code关键字限定后放于ROM区域内。



3.3 DS18820的1-Wire子程序

DS18820的突出优点是将现场采集的环境温度直接以数字形式输出，这样可以省去后续的信号放大及模／数转换部分，构建外围电路的元件少且相对简单，系统成本低廉；1-Wire接口与AT89S52通信，其结构便于多点测量且易于扩展；测温范围宽(-550℃～1250℃)且精度高。

对l-Wire的操作关键是软件时序的处理，对于不同的晶体振荡器其延时参数是不同的，本系统以12MHz为例给出如下主要程序代码：

bit DallassReset(void)

{

unsigned char presence="0"；

DallassDataout=1; ／／发出复位脉冲前先释

放总线

delay(10)；

DallassDataout=0；

delay(240)；／／保证延时在4801μs～9601μs之间

DaUassDataout=1；

delay(35)；

Dresence=DallassDataout；

delay(60)；

return(presence)；

}

//写时序从主控制器把总线拉低时开始

void writeCommand(unsigned char command)

{

unsigned char count；

for(count=O；count＜8；count++)

{

DallassDataout=0；

if(command&0x01==1)

{

DallassDataout=1；

／／写“1”时序在将总线拉低后，AT89S52主控制器必须在15μs内释放总线，所以此语句之前不能有较长时间的延时语句

}

delay(35)；／／无论写“1”还是写“0”时序都必须有至少601as的低电平 DallassDataout="1"；//总线恢复的过程

command=command＞＞1；

}

}

//读时序从主控制器将总线拉低至少1μs后释放总线的时刻开始

unsigned char readdata(void)

{

unsigned char value；

unsigned char midtemp="0"；

for(value=0；value＜8；Value++)

{

I DallassDataout="0"；

midtemp=midtemp＞＞1；

-nop_O；

_nop_O；

DallassDataout=1；

//读时序时，控制器必须在15μs内释放总线，然后采样总线状态，所以此语句之前不能延时太长的时间的延时语句

if(DallassDataout==1)

{

midtemp=midtemp | 0x80；

／／因为midtemp初始被赋值为0，所以如果采样总线状态为0则不必处理，0会自动被返回

}

delay(35)；

//延时70μs完成此次Bit

位读时序过程，为下一次读作准备

}

return(midtemp)；

}

void delay(unsigned char out)

{

unsigned char in；

for(in=out；in＞O；in--)；

}