城市供水管网压力监测系统 99页

'福建农业大学硕士学位论文城市供水管网压力监测系统姓名：陈挺立申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：吴锤红2003.4.1 荫建农林虫学硕士学位协文摘要本论文介缁了城市供永管褥压力益涮系统软硬件设计韵主要内容。课题中。在硬件的通用性和可扩展性、软件的算法设计靼代码忱化上做了大量的研究和探讨。特稍在软件设计研究中，提出了邋用于数据采集系统豹数据藤缩算法——基予字典模型的自邋应压缩冀法；提出了类漩二叉撑序树的定义；捷密了基予类满二义撵序稀盼党序遍历待缝酶最优纯快速鸯我算法，它充分利用7折半查找和顺序查找各自的忧点：提出了浮点运算柬法的改进算法并程MCS．51汇编语言鬣次上对所有酶算法加虢实现。系统还乖j用由MODEM和公用电话交换网(PS．IN)组成的通讯线路进行邀程数据传输。最后，透过实验和实际应糟验证了本系统软硬件设计豹可行毪。筵链词：通用住、扩展往、自邋应数据压缩算法、类满二叉j{}枣树、快速聋 辅建瘕林虫学磺士学位论文Ab曝tractThispaperpresentsmainpaaofthehardwareandsoftwaredesignoftheMonitorandCollectionSystemforWaterPressureofPipeNetworkinCities．Inthispaper,alotofresearchesandexplorationareappliedtostudyingtheuniversalityandexpansibilityofhardwareandthearithmeticdesignandcodeoptimizationofsoRware．Especially,allofthefollowingarithmeticsorcortcel3tionsareworkedoutintheresearchofsotb。varedesign：self-adaptablecompressionarithmeticbasedondictionarymodelfordatacollectionsystem,similarityf-nilbinarysorttree。aoptimizedquicksearcharithmeticand张improvedarithmeticofmultiplicationinthefloating-pointoperation．Andallofthem"ithmedcarcdesignedwithMCS·51assemblylanguage．Thequicksearcharithmetic,inwhichmeritsofbothbinarysearchandsequencesearchareusedfully,躺basedOnthespecialtyofpreordertraversalinsimilarityfullbinarysorttree。Andthat,teledatalransferarerealizedthroughLinesofCommunication(LOC)whichisbuild-upbyMODEMandPublicSwitchedTelephoneNetwork(PSTN)。Intheend,ilisverifiedbyexperimentsandapplicationthat妇designofhardwareandsof瓠val"eisfeasibleintheMonitorandCollectionSystemforWaterPressureofPipeNetworkinCities．Keywords：universality,expansibility,self-adaptabledatacompressionarithmetic，similarity如Ⅱbinarysort订∞，quicksearcharithmetic,MODEMcommunication2 福建农棹土学磺士学幢论文1．前言城市供水管鼹的照务压力是搓建户水表游(敲邈嚣棼起)警遴孛静承篷，窀应傈j芷用户随时能从水嘴取刭水。控制点的压力则是哭毒代表牲瓣关键部位的管道中的水压(以地面冀起)，与城市管网鲍服务匿力鸯{疑好蛉提美性。只要控制点的压力符合要求，全管网的水压就能得到一窆蛇僳迁fJl。随着人口增长、经济发展及城市化的如快，供水管网的服务颈越来越广，情况越来趣复杂。为了更加科学台理地保证供水羝统安全、掌握供水动态，瓒代供水技术要求在供水管网的特定位甓设立供水管网测压点，就显得更加韵重娶。1．1本课题研究的意义及其现状设立供水管嬲测驱点，述蟹繁薅蓬力动态采集与监测，势对瘩资滚遴嚣合理的调度与控制，具膏霉大舱意义f“鼻7一一一3’14,15,16J：(1)管网水压力是烘水系统的重要参数中华人民共和国建设部发行的行业括准中有谗多与自来水管鼹的水压力相关，甚至做了严格的规定。这里列举‘建筑绘承j睾承设计规范》(OBJl5．88(公告6))中与水压力相关的部分条倒，如下：第2，1．4条生活用水定额、水压殷用水务件，应按工艺簧求确定。生活用水定额、水压及用水条件，应按工艺要求确定。第2．2．4条生活饮用水瞥遥不得与非饮用水管道连接。在特殊情况下，必须以饮用水作为工照备掰永源时，两种管道的连接处，应采取防止永质污染的措施。在连接处，生活饮用水的水压必须经常夫予其镌永管静永骶。第2．3．3条生活、生产、清静给永系统中钓管道、配件和附律所承受韵承疆，辫苓褥失予产菇标熊巍宠静充诲工作压力。第2。3．4条甍层建筑生滔绘求系统懿爨囱分酝，斑校据使用妥求、材料设罄煌能、缨嫠管理、建筑物层数等条传，缝合耧壤室羚给求罄艇的承压念理臻是。势区最低逻生器具醚拳点楚豹静瘩压，住宅、旅镶、医绽寰为300～350kPa：办公接寂秀358～450妊’囊。 福建堆林太学硕士学位论文篇2．3．4A条建筑物内的生活给水系统，当卫生器具给水配l牛处的静承压超过本规范第2．3．4条规定时，宣采取减压限流措施。由龅可觅，供水管嘲压力是自来水传输的一个极为莛要的基本参数。供求益力太低，将使菜些管段得不到充足的用水供应：供水压力过高，爆管机率增加，漏尔羹越大，永资源浪费越严萋。《2)簸铡供求服务质受的好环监测所渊煮豹承压怒否满楚簧求静自琵务征力，两时根据永压又研戳判断零量是否港怒嚣赛，霞为管瓣辛豹承压燕获瘸予承薰丽存在豹．管潮中翦永援裁舞台要求，说明瘩耋选爨褥剿满足懿，掰戳蕴潮警潮串豹隶莲作为考棱期调度豹葳爨是最正确瑟筠矮懿办法。(3)检验瘩l广运撂是嚣经济套理管网输水运挂的基零原则是：默攥持营阙彝应鸯懿难力，黪低辊泵扬程与提高运行效率以节咆，达到牲套效益秘经济效益鲍统一。管赠压力著不是黻大越好，必须念理调度、加强管理，使服务压办达裂橼准，毽又苓过裹蜷超过标准。处理好水眶、水量、电量这几个方厦灼关系，争凝数副降低承量单耗，提高设备运行效率：霸此从管网压力情况珂以看出一个自来水公弼经济调度工作的好坏。(毒)数铡地下管嘲的工作状况搬据揎壹的服务压力，分析繁罔运行有光异常。从管阿压力的突变判断停水事件、壤管事件簿突发摹故。现有剩于及时采取应惫措施予以解决。{辩为供永管阏豹规划设计提供可行住依据茯永管掰不霞建设投资i崮，而且耗用太纛能源。因此对她下管耐进行统一窥翔、台毽布简、裔理选择警径、设置泵鲼戳期达到节约能源、僳证安全供求粪有羹要豹蠢义。辩辩，检蠢多余服务整力，寻找低压力，分析管璃运露有羌异常，豁橙确髭警秘改造的矮翔方案。隧对+毽爨{墼歪蘸瞧着承蜜滚危梳，匿在提稻节窳工程．这时利用新技拳，爨立宪善熬供本繁羁莲力垂动采集控制系统搽将起舞积校圭动鞠作搿。基兹，重内辨类似产燕主要思手繁本灌溅控制，少数趣予萃独毽宅或工厂牧区屠民生涯甩拳控制。这些或用鸯令麸爨教特点：擞寒送域夺，彗鼹压力舞求单一，簧理慧攀，设备抗予扰能力差。嚣本项基研究恚在解决整个供水系统的镣凰压力采集。这个供水系统泛指莱皂采隶|厂熬烘求区域，其中鸯4 辅建袁林太学硕士学位论文工业、农业和城镇尉民用水等。1．2本课题的研究内容设立供水管网测压点，一方嚣悬为了袋集_摹n监测控划点戆农压力，鞋了解与该控制点棚关的供水区域豹管劂服务压力；另一方睡是为了进一步实现自动控僚4和更合理地调发整个供水系统。本课题意在研究测愿点压力的采集，为自动控制_和调度撮供科学依据。本谍题研究的主要内容是：在供水管网测压点处，水压力的自动采集与监测系统的软硬件设计岛实现。硬件部分主要研究：供电系统模块、管网水压采集模块、历史数据存储模块、人机交互模块、通讯接口模块、系统时间模块和系统监撩模块的设计与实现。软件部分研究裔哿主簧内容琶括上下彼机的鞔件开发。其中．下位机实现：数据鑫哿采集、数据嚣缩存储、A辘交互井面设计、系统监控、软件抗干扰设计帮浮煮运算软件毽设计；t位鞔实现；系统界褥设计、数据静存储静管理、数据分析报襄赴理、语鬻报警；勇外还商主下位橇逶信协议设计和算法优纯处理。1．3本课题的研究茸标本谦题研究要求达到以下目标：(1)实现对尽可能宽范匿压力的检测{<2)可预设磁常压力值范围，实现报警功能；(3)根据需要，可查诲铡压点实时压力值；《∞能进行参数糙置；(5)能永久存储设定参数值；{6)舞嚣上下位梳数据静安奎传输；(7)簧求整测系统能长赣可持续Z榫。· 箍建袁林土哮硕士学谯论文2。管网水压监测系统的硬件设计本系统的硬{睾系统黪总体结构摇图2。t掰示。圈2。1管网拳援监溅系统豹硬件蒜体结掏槿图2．1系统监控模块单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)简称单片机。它悬把组成徽型计算机的各功能部件t中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I／O接口电路、寇对器，计数器醵及串行通讯接口等部件制作在一浃集成芯片中，构成～个完熬的微型计算杌。l”l萃笄梳其有“奢、轻、廉、省”等特点。它适用于备种溯控系统、智能仪器仪表、税窀一律耗产晶、智驻接霜、功能案板系统、并行多辊控翻系统帮禺帮网络系统等舞会。它不寝熊完蔽基本测量、处理运算，雨置麓遥过较磺搏功能实瑰数据粟褰雾预楚理(魏数字滤渡、线性纯楚理、误差惨芷等)、蓉绕炊态技测襄接剃莓。【J“1q本系统监控模块瞧原理图妇附录A墅A。2瘊示，其浆控芯片采熙Atmel公司的89C52单冀飒，与5l系列兼容，宅主要出九个郡傅缀成，遮九个部{牛是I"1：1个8接的中央处理爨CPU：片内8Kbyte的电可攘黢绽程程序掌馕器E2PROM；片内256Byte的数据存储器RAM；32条I／O口线(4个8位口P0、P1、P2、P3)；3个16位定时器，计数器；1个具有6个中断源、2个中断优先级的中断嵌套结构；1个用予多处理机通讯、I／O翻扩展或全双工UART(通用异步收发器)的串杼日；特殊功能寄存器(SFR)：以及一个片 藕建痕林支学镬士学位话文内振荡器和时钟电路。这九个部件都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依然是通用CPU加上外围芯片的结构模式。另外，该系列单片机还县有良下功§＆特征卧18’21j：(i)革--+5V电源供电．方使应掰系统设计：(2)低功耗CHMOS制作工艺，允许电源激动范围较太，为5V-)-20％，并存三耱功耗控靠《方式；(3)辨窘§程序存储器和数据存簇器霹扩震，遴常蜀分掰扩震至64KByte：(《)沲鬟毒尔处璎器，考竞蕃鹣梭处疆指令，方馕了汗关决策、逻辑窀路按真相实时测控莓方疆懿应翔；(5)扩展性强：片内舆毒计算规纛常运霉爱磐矮豹郄传，砖癸毒诲多供扩展用三总线及著褥、凄行攮入／输出管脚，缀察易构成各耪援模骢计冀枧应是系统。2．2系统供电模块在许多王鼗控稿、滚铡鬣许蠢等智魏仪器彼袭中．MCS-51系判单辟机被广泛静采用，它常鬻在恶劣瓣条件下和无入值守的情况下王箨，邵使电源瓣阔蹬臻教障，簧求系统瞧靛正常工作。据统计表翡，来自予电源霹态欠压、瞬阂辣肆干扰戮致电源捧奄掰造残懿误动捧，数据丢失，占备种平撬豹警。鳍以上。基灶，怎榉傻攀片辊系绫携霹靠热工佟，是诲多设计者关注静海照。II乳20l王业生产中鹊于拢一般郝是以脉{申的形式进入擞规，干捷窜入系统的渠道主要有兰条：空间平拨(燧于扰)、过程透道予扰魏供瞧蒸缀予扰。l嘲任l可电源及输电线路都豢在内阻，正是这些汽阻才弓}起?电滚毂噪声干扰。如果没有内腿存在，无论何种噪声都会被电源短路吸收，在线路中水会建立起任何干扰电压。Os]在微机系统中。溉重舞、并且危害最严重的干扰来潦于电源的污染。随着大工业迅速发展，电源污染问题日趋严重。1974年美国电气正程师协会(IEEE)年会上，IBM公司的论文中论述了他们对美国各地电网监测中发现的问题。其中加利福腿亚洲平均每月有计算机故障130次，其中90％以上是由于哦源噪声弓I越的。邴l两样，在我国，电源干扰问麓也愈来愈∥重。例如，菜轧诵厂有一套计 福建袁林史学硕士学怔论文算机控制的轧钢机经常控制失灵，后经对电源检测发现，电嗣中50周正弦波电压上，几乎每一周都在404及140。左右出现两个400～500伏的尖锋，这整尖峰电压来源于事L钢梳，干扰了微机系统的正常工作；同样，在某些大功率耗电设备叠每电黼中，缎常可菇检涮到在50周难弦波上叠加有很多1000多茯豹炎峰电箍。Its]扶上蟊豹分析剪躲，设计好系统静供电模块，怒单片杭系统可靠工作的一个关键阚题。因此，本系统采用圭鼓电源供电模式，戮保证系统豹可靠、可持继工作。2。2．1生从电源王作原理主电源由市电接入，从电源由蓄电浊提供。主从电源供电电路的电原理胬觅衙录A图A．1所示，工作原理如下：220V裔奇交流市电经交舔器降压至+15V，经二磁管全桥整流为稼动的直流电压，电隘傈持在183／左右，荐鬣电解电容EC5滤波，电容C3滤去高频潲辩，再觚稳莲嚣MC7815T豹vi端输入，蓟MC7815T瀚v溆lt端输出+15V蠹孽壹流电莲。+15v静壹潍电题率按一个：稷管Dl眷与扶窀源醋蓄奄渣泡潦攀接瓣二援警D2并联。并联君，一方瑟经稳篷嚣MC7805T穗蓬输高+5V窀攫，供绘攀片规系统王捧电基；另一方垂经稳莲嚣MC78L05CP稳压输出+5V的电压供给A／D转换芯片，提供A／D转换熬汪掺遣燕寒参考迄毯，茭譬的将在数据采集模块公缨。+上厦说到主从电源经串接二极管DI、D眩后并联，这是利用二援警蚊单向导遇特性，提供主从电源切换粒系统连续工作的一个手段。因为，当市电工作时，二极管D1导通。D2截止，整个系统由市电即主电源供电；当市电意外断电或欠压时，=极管D1截止，D2导邋，整个系统由蓑电池即从电源供电。这也是供电系统电源抗干扰的一个方面。另外，主电源经变压、整流、滤波、消抖和稳压也可防止市电不稳定带来的干扰。2。2。2从电源充电电路及电源监控．铁电源(郄备雳瞧嚣)囟蓄魄洼供盛，嚣誊瞧漶鹣容量鸯聚，不能长鬻遂续羔{乍，这裁必爨采取措藏麴以骑菠，以操涯系统豹长按麓特续i撂。考虑其羹要性，本系统农硬娉秘款传上酆采取了臻范攫嬷：8 ．福建摩秣土劈碛舟学位静文在硬件上加设蓄电池电压检测电路和蓄电池充电电路，其电原理图如附录A图A．1左上部所示。电压检测电路由分压电阻R1l、R12对蓄电池电压升压，测得分压点的电压以确定蓄电池的当前电压。充电电路的工作原淫：充电电路由单片机的BatCharge端控制，当Bat_Charge端为低电平时，发光二极管LED4导通．鼠丽引起三极管Q1导通，N+15V的壹流毫压经大功率电阻R8、三裰篱Q1和二极管D3对蓄电池进行大蠢流充窀；当BatCharge瑞为商奄平时，发辩二极管LED4截止，飘箍亏|起三极警Ql截瞧，N+ISV靛蠢漉电嚣是辘经太臻率亳阻Rg、鞭流电瓣R13纛二摄管丑13对蓄电滟避行奎宅滚充逛。这榉，姿擎片撬默不露豹颓搴控剿BatCharge童!；l露，蓄瞧邀豹充毫魄溅瞧发生稳应麴交纯。在软饽上，一方惩遘过检测鬻电浊黪电援，控卷《Bat=Charge鬻黠蓄魄漶充电；另一方霆如果警患涎电压长时阋不正攀，这可照是充电电鼹数臻或蓄电池已损坏，应敷蹲投送监控中心，逯知负责人昃检查瑷搏电路或更换鬻电波。另外，零系统还对主电源电压、数据采集电路传感嚣工棒电压进行监控，以保证系统的正常工作。2．3人机交互模块入极交誊({煞"豁入檄对话)模块，楚在筚舞枫盛鬻系统与入之溺韵傣惑接递溪道。窀包括夫对黢惩裘绫的状态予颈岛数据赣入戳及瘟震系统淘入报搬运行状态号运嚣结果秀巾方覆。∞强捌在智戆能技爨搜褒、数攒采集系统等应耀中，对该模块瓣设计，在一定程度上影媲罄整个应耀系统蛇智缝位程度耘擞髂她直观健。键盘、曼示嚣是究成人执交奠功能蛇常用外部设备。本系统采用避拉键擞和波晶显承嚣(LcD)实现人机交点功能，其接口电原理圈见附录A熙A。2所示，2。3，l遥控键盘接口．键盘是革片梳应糟系统韵一个关键部件，能实现两革菏械痘用系统输入数据、传送命令等功能，是入工午覆筚芹枫痰用系统豹奎要筝鬏。疆q箍着萃片梳瘫用秘深入，泛，在各种警靛仪器仪表中，酱避使用奉撬键豢(麴独_蹙式按键、矩阵式羲盘)。这羚键盘嚣其抗予扰能力差，一黢安装在9 ．拍建农林土学碱击学健语文仪器仪表的控制面板上，不能实现远距离操作。但是，在许多成用场合中，由予工作环境的特殊往如距离较远、无法进入或危险性太等，不适合使用本杌键盘操作·霹前，彩电遥控按术发展已趋成熟，许多红外遥掇集成电路价格低廉、往裙优良、抗千抗能力强，而飘与雄片机按口简单，秘单片机应用系统中褥到了广泛豹应灞牡屯25,25’2’’28,29‘翊。图2。2遥控键盘键布局圈本水压监铡系统使用遥控键盘作为输入设备。使用的遥挖键盘是用商蘧上很容易哭到的Panasonic彩电用遥控器改造1面成的。改造后的键盘面板犍布局如图2．2所示，共16个按键，分为敷字键(0至9共10个)和功能键(6个)。有关遥控键盘的使用方法详见附录B中供水管网压力jl盏滔系统使用说明书。2．3，1．1遥控键盘与单片机的接口对遥控信号豹烬码可以骞薅耪方式：靼鹱搏瓣玛襄款搏瓣玛。采援磺静瓣玛时，霭要外接遥控信号解码蕊片；恧采用簸转姆妈苓爨乡}接任羁芯只。软馋艇码相对硬馋解弼接口较为越单，但要编写较多购解妈瑕序。奉课题采用软件解码方式。遥控键盘与单片机之间的接口原理豌图如图2。3所示，其10 福建藏揣太学v礓士学姨论文电源壤闺觅附录A舀A．2所豕。求击妄鼙盖3避控键蠹毒擎鹭椒静羧勰簿蕊2。3．1．2遥控键盘王撵舔壤魏图2．3魇承，巍羽户按下遥控器按键时，遥控器发射的瓤外信号经红=争}接牧头接投，撼缡弼信考送蠢阵符梳系统。单盼机系统对壤辩信号进行软簿鹳蜃，褥爨用产按键信意．黯遂掇链箍的糖礴辩构疑软解码方法将在软件浚诗孛臻洋缨奔缨。2．3．2液晶显示器接口残蛰缝仪爨仪表设诗孛，避鬻都鬟要对测控信崽避蜉最承。受仪器骢糕、体粳及其它蒸传的照剃，一般CRT显暴嚣(腰授射线繁显示嚣)缝牲不太遴疆。箍目前广泛采用的拳静体教鹳管及液晶数码撼示嚣，最髓适用乎对数码凝务数字母的箍示，蠲无法荑活意示番种文字、躜形、表格簿。有麓较大的麓藩程。近馨来，髓着液晶鬣示技术豹飞速发展，图形式液晶显幂器豳予体积夺、耗电省、显示蒲意纛夫(可涩勇鼍各种汉字圈形)、与徽机接口简单等恍纛，被广泛堍溺予各种智能仪器仅表中。脚，赫33’抖’蹶零农援燕溺幕统采焉深雾#先大警产酶ACM．12832液晶最示器。它主要窿蛭驱韵、戮驱动嚣藏129X32愈熹簿液螽纛示嚣缰编，可完成潮形簸示．{熊蜀瑷显豢2X8令(16Xls淼箨)汉字。箕囊要技术参数和缝麓如下：湖《l；攀一慧潦：渤：÷癸；(2)受忝内饔：128≤麓≥X勰《蠢)煮；瀚全器蒸轰簿；貘)专耱撰令；。(§》与e跚接搿采耀8整数据戆线劳器辏入壤滋煮5条控铙线；．(s)占定泼1／32；(7)王撂滠发；-10℃～+SS℃，枣镶湛度：一20℃～+6e℃ll 该液晶驻豕器匈单片枫系统的接口电蹶理阁见附敢A图A．2掰示。一一——————————————¨_——__-___’H_¨___—_—_—，—_—_H№_m一2。4数据采集模块在鼙鸶撬灏控系统孛，鼗箍采篾接强燕棱溅售号翘浚入逶遂，燕苇背撬瘫蹋系统鹣裁怒逶遴。数攥采嶷搂浚懿设诗每被溅对象鹣状态、将铥、耩楚舔辘密甥榛关。密谈壤块豹设谨孛簧考纛到传感嚣或敏戆嚣母孛秘逡撵、遘遴旗擒、继母键繁、怒源鬻燮、抗母拢设诗等。∞l戢2．采l转臻器逡撵缀撂盛羯幕统囊拳溅藤薄疆、精瘴癸求、Z俸环境替阂素，本系统选用囊教穗感嚣蔡繇涎渡侮感嚣蠢聚公霹设圣}静N$-F匿力传虢器。谣传藩嚣盼援零搔爨磐下；潲《1)囊疆：O～艇融国密瀑氇毯：魏y<始～3髂)国竣鑫淹邀藤纛；O～SVl瀵蠢疆辕逝：鞭；零煮赣爨；≤l∞蝌{{)综会糟震；0，05"-,0。5％FSf辩涤凌瓣移；＆25％憨／℃渤过羧娩麦；2僚{7)羔搏穷式：憋蹑、表援、蓑嚣(8)王捧滋度；一40～120℃渤测量夯质：对琴锈镪硪痿蚀驰气、渡体∞蝶纹接日：凇O×I．52。4。2抟感器墩源配警镑感嚣鸯澈鬈鼍蔻数攘采褰曩琏蔚耋鋈嚣肇。。数攘采纂模块燕子摅镘袭瓣蔗簧渠邋，麓奄滚熬鼍簧兖分考虑戮予揽药隔鬟与牺裁。箕鬯潦配鬟一般婺臻其骞凌攀夺、寰穗定褒、蹇缝净发、巍苄撬骚离岛捧剃攒撼等特群啪。嚣瓷终感嚣要求翁撰蜒鸯捱失24V，褥单片嘏建嬲系统王俸魄压一黢为+SV，海了统一供魄系统，本累绫选熙Ⅸ卜De燮挟嚣MAX629鼹压蕊片失终感嚣提供工嬷电源。D◇固C变换器黪辘入涩黠与输出凰鼹是骥离趵，这样就切羝了系绫的圭魄淫与数据袋嶷邋遵阉的平找渠道，起到电灏氍离的柞建，提高了数据袋集鬟统构抗千扰能力。该电源配置电原理豳如附录A图 福建斌秣虫学埙士学位论文．A．3骈萄毒。MAX629燕MAXIM公司擞产的DC—翻C变换器檠成蕊片。宅可以实观羝电毽输入嚣输出薅嘏涯渤髓，谣艇稚裕嚣簧设计应用电路可醣提供不同自勺奄懋输爨。箕童要技拳参数稻谯畿如下；l瑚《i≥输入奄瘫：2．7～#．5V《2)捩毫舔淡：獒麓馥炎80uA。蘩夫蘧隽120uA(3)输邂彀撬#-28￥～÷2器￥∞最犬输蠢壤流：20mA《sj覆大转羧频率}300KHz(8)疼繁28V，多逶遴转羧弹美(勺蠼大关凝电溅：luAMAX629转按辕墩+24、『典型应用邀路如隧2。4辑暴p蛆。溅2．4MAX629转擐辘／整+24V典穗或糟电蟊鲁13 祷建穰林文学碛士学位论文‘在上面的典型应用中，Rl、R2可以由下式来调整：，一．、Rt：R2×}婴一ll(1)Lvrq／其中：Vref=1．25V2．4+3A／D转换器及电源懿置～般请况下，健惑器拾取谈溺信号并输涪横熬信号，蟊O～5V静电征量、0～10mA或4～20mA瞧流量。该模攒信号盛籁经模揆／数字转换成数字塞嚣才能失诗撵撬系统接受，毽姥，熬譬A／D转按接口是数豢采集模块的蘩溪殍繁。选择A／D转挠芯冀熬原矍l痰鼹转换鞲凄、转换逮度j搂缀信号输入通道数以及成本、拱赞来源等垒甏考虑【嘲。本系统选用TLC549繁事行控制8位模数转换爨，其与单建虮系统的接口电器理嬲翔黠录A鬻A。2掰暴。2。4．3。lTLC549芯片箍介H￡549是班3往开关电容逐次遁近A／D转换器为基础而构造的CMOS模数转换嚣。它通过3态数据输出和模摈输入与微巯理器或外隧设备串行连接，饺瘸输入／输出辩钟(润ICL0隘)帮菘片选择(醑>输入作数据撩制。TLC549凝考||墓下特煮哟l：￡1)8篷分辨率A／D转换嚣(黔徽处理器终浚或独妻工佟(3)蕤分基壤辏入毫压(4)最大转抉时期：lTus(5>每次总存取与转换周期数：40000(6，烤内软传可控采样——慑持(7)总不可调整误差(TotalUnadjustedError)：±0。5燃Max(8)4删z典型内部系统时钟(9)宽电源范围{3V～6V0毋低功耗：15啪M黼OD能理想地用于包括电池供电便携式仪表的低成本、离性能应用∞cMOS工艺从上面分析知道，TLC549转换速度快、接口简单、功耗低，在精度要 福建囊林k-,学磺士学位论文求不高的场合，是模数转换器的理想选择。如果要提高转换精度，可换用TLCl549，它为12位A／D转换器，且引脚定义与TLC549完全兼容。2．4．3．2A／D转换器电源配置在供电系统模块中己经穷绍过，A／D转按器工作电源妇稳压嚣MC78L05CP稳压输出+5V单独供绘，其电原理图见魁录A图A。l所零。A／D转换器单独供电的鲤的是为了防止应用系统的电源波动对数据采集造戏干扰，影响采集的结果謦Ⅱ精度。2．4．4多遥遵参数检测在本应翔系统串，系统逶簧对备工作攀元韵供泡电压状况进行j|蓉襁。这些jl薹视对骞寇戆主奄添电压、备震魄源港毯濯传感器工作毫嚣。这些对象参数均海魄压囊，覆且都丈于5V。戈7逸A／D转换器煞够溯量这些毫嚣量，霹以先对这蝗电压量遴杼势压，控割在§～5V爱再送给A／D转按器。羧戴，系统要对四个参数量进卷检测。为了实现剥瘸攀一豹A／D转换器瓣这四令参数进纷检测，这舅选用多踌援拟群关芯片来解决这一闯慰。CIM051是一种单刀8掷模拟开关，它包括8个输入端、1个输出端积3个开关选择控制端。利用单片机控制开荚选择控制端，即可使怒一个输入端与输出端接遁。这样，如果把CD4051的输出作为A／D转抉器模拟信号输入，即可同时对八路参数进行循环检测。由8掷模拟开关CIM051和A／D转换器TLC549构成的多通道模数转换器接口原理简豳如图2．5所示，其具体应用电原理阕如附录A陶A．2所示。CM051nC54989C52XOCSP0．0婺x^瓠X3CLXPO．1飘D0utPO．2X5芏63X7^BCP1．0⋯2，图2。5多遘遒模数转换接口简图由上分析知道，在多参数检测蛹台中，这种应用电路具有接口简单、扩展性能好等特点．例如。若这里还要检测水的浊度。则只要把浊度传感器的输出信号接刻CD4051的一个输入端即可。15 福建意林太学碱士学证论文2．5记录数据存储、保护及系统黢控模块数据存糖技术程故障诊羝及工渡监控系统中起着重要韵律耀f‘”。在工鼗环境下，微机测控系统紫霉受至q干扰，其中没餐鳇瘀谬、强继电器豹逶断、电源波形畸变及步}器环蟪等因素会造成选源电匿的波动，瞬润的匿泽缝经造成系统死机、数据丢失和误操作，使系绞无法藏常运行，甚至出现事故，鼷以对系统电源电压的监测、控制和羹要数据的育效保护是十分重要姻。美嚣Xicor公司生产的可编程看门狗监控E2PROM芯片X25045具有低电压梭测、可编程着门狗定时嚣等功能和数据保存、使用期限长和功耗低等优点。且掰有这些功能都集成在单个8引脚封装的CMOS器件内，从而很大程度上降低了系统成本时电路税窨的要求。因此，X25045用于微机测控系统十分方便142_弦瓴部j。X25045与单片机的应用接口电原理图如附录A图A．2所示。2．5．1记录数据存储与保护作为水压监涮系统鲍重纂约缀成熟分，存德与保护记录下来鹳爨雯数撂为后期的数据处理和供水系缝的工程决策提供了骞力的救援。X25045的存储嚣为cM0s的4096位串行E2P疑0M，在蠹郯按512X8来组织，遵循三线总线工作的串行外设接口SPI(SerialPerphcralInterface)和软件协议；它剃用了XJcor公觏的D面ectWriteTM专利搜沭，提供不少于10万次的使用次数和最小100年的数据保存期。【4】142’o’劓一5’盹叫X25045内部存储器胃通过编程建立块锁定(BlockLock)，以保护指定的1／4、I／2或所有E2PROM眸判中的内容：内建异常事件写保护功能，提供上电／掉电保护电路、写锁存l；王及胥保护引脚等。143．‘sI而且，X25045的同一系列产晶管辩一致，辩缀饭为方便；价格低廉。i稚j另外，串行外设接ElSPI总线与12c窜行慧线不两，它静数据输入与输出统是分开的，因而报大提高了数据传送速率。靖锌速率裔达lM}b≯懿。因诧，X25045苍衍非常适合于各类仅器仪表帮控糕系统静参数和数据保存。’2．5．2系统监控X25045内置的肴门狗定时器为单片机应用系统的独立运行提供了安全傈护。该定时器提供丁三种定时时间，可用编程选择200ms、600ms和1．4s，在设定的时间内如果没有对X25045进行访问，则看门狗定时器以RESET信16 祷婕蠡枯文学碱士学啦姆文弩敲辘爨浆疲，棼交麓凑曦睾，筵髓麴200ms疆莲RESET盘嵩毫警变冀稳魄平。牲o“瓤嚣此一一雎系统出碱琵祝葳稷廖蹦飞，谯蕊迮蔺期浚程访旃X25045辩，X25045瓣糟门狻蹙辩嚣将戳追ePU羹凝艨翡。l{礞X25045采掰舔穑糕CMOSz熬。舆襻tOuA簿符嘏流释3rnAi律壤瀛：芏佟奄瓣藏黧鞍宽，为2。?V～5+5V。X25045内镲鑫带魄聪辍裰器。上电辩，髓褫器簸穗掰壤灞亳燕戳麓过4．5V薏，缀遴瓣200ms秘穗宠辩篱惹淞ET靛母囊翁彀孚燮海低电警，罴筑燮辍：撼嘏漪，～墓麓貔嚣燕测戮亳瓣亳惑VCC簿褥2．7V弑-F簿，RESET穰弩建瓣黛烫悫逛擎舞～囊簇黪麓鸯潦袋鬟粼稳定势斑，系缝褥复毯。1426醇+嘲蠢就，一羹羝统邀滁簸鬻或整甏终雾予拣嚣誉稳定簿，Y泣．5045瓣宅藤黢耩器将糖裁戳湖露蠊；篷篌蓑辘冀证，竣游@U溪臻律，超赘毫澡簸控熬藉靛。壤主掰述，烩045游赛遮、三绫、游器夹谯襻穗嚣海簸搂襻臻鬟髅节霹嚣静套璞；嚣冀鬻f毒猕滗l}重器鞘毂潦鼗键器必袋缝辩稔憋、安黛提供了学力翁爨簿。菠魏，X25045疑萁嚣慕魏产藏校袭了辚一钱攀嚣F．,2PROM懿笈麓趋势，避霹缭耧嚣f3狗嫩齄器、擞缝壤瓣鹱控嗽潞秘号#嚣失性枣好F．2PROM憋宠美缀会，絮魏逶爆檄文蟪繁誉了蘩绫懿空鹚秘獒浮*霹蛙髓豫了瓷路竣待，缭燧产黯搿茨霹勰，程使携战仪器设袭帮骶穗麓器谗孛霄嘏广泛盼成用豁爨。r慧．6遴禳按疆摸块京零冀撬鼗游系凌掌，疆攀碧襞秀蔽惑戆鬻撩笈器获表逶攀箨舞褒越溪璐熬数撰凝嶷释辩象嫂粼熬设鬻。在巍耀淫矮串，它攀鬻簧将激祭戮黥溅壤数爨蜒慕鞍装溅瓣蘩熬Z终状森撩递裂遥骞抟攘耱誊◇。懿巢黉辕囊囊技迓，粼～般繁爨涟激RS232弗捏搿藏RS485鼹热馘疑如上线壤驱穗器等寒爨现{爨懿豢壤疆蹩褰较远翳，遽耱方法菰蠢浚灌足簧蕊。￡静，50l懿零豢蠛燕整测莱爨求零，整令供承嚣壤鹣警鹣墩疆状况+羚糍露乏广霹憋瓣熟．骧蛰磐裁较袅蘩蠢话鳇飞滚笈袋；嚣瓣公磺魄诿交糗鼹(PSTN)避卷餮感簧簸熟鼓零避瀑遮割戚熟羚教。霞瓣魏瞧话嬲终棱输瓣是模擞稿号，褥诗嚣瓠所=鲶灌瓣黎弩熬散搴蕊弩。蟹鬃发送蠢器巍壤落瓣土簧辕皴豢，簸磐震恕数字傣号转换成邀话嘲嚣悖输靛模拟穰跨，这个避稔称之兔谰磷(Modulate)；弼接唆寅簧获电键鼹上接收数獭，戴赫甓惩穗爱鹣蠢式穗电谗 耩建农赫太学糠士学俄协文阐上的模拟信蟹交换娥教字信号，这～过稷髂之为孵调(Demodulate)。㈣”。列灏而，调制解调器(简称MODEM)在现代通信领域中得到了广泛的庭黼和发袋a例辩程Imemet簿网貉上，有了MODEM数摆于舄以准确、快捷秘传邀。在擎片橇陂鞠系统中．符蒯怒在健输数攒量不是很大、通讯数撼不是攘频繁鑫哿嚣雩镞，篌掰MODEM，并莆j孀公用电话交挽两谶行数据传输不失鸯～黏霹辑靛穷法。2．6+1避讯系统结构本系统童攘应髑橼礁的乡}置式调制瓣调器，誉投接髓蕊单，褥显扩震蠼能好。如粱采用专用调制解调器芯嚣，囊已设计外豳电鼯、电诺接嬲邂路，不仅费时赞为、成奉赢、弹靛周期长，髓盟通用性麓。利用MODEM、公用电话交羧潮和计髯枫系统组威豹应用系统结构如图2。6所示。在这种终构中，出予MODEM自努舞有挺挂钒、主动呼州、自动戚替等功能，一方蕊，测控萃片梳系统胃疆童动群硐澈控中心计算枫实现数据上传：另～方瑟，控铷中心诗髯飘蠢掰释辫瓣簦攀菏辊系统蜜时查询现场工俸状况i丽且番溯控单片撬系统之溺京胃器襁簿穰实税逶讯，完成菱杂的任务。挽黼中，酾}搠I唪缝煳一两l4凋■“取烬r■幸申⋯申l曩艘摹蛉机，l《蟪ll翱撩簟片虮靖婕l···l测控革恃机jli缱l爆2。6谤舞挑累缝、MODEM耱公爆电诺交换鼹缎残媳瑾掰系缝结幸奄2．羲：蕈冀概毒MODEM斡接弱MODEM瓣逶添接蠢采蒂豹燕RS-232C标准。RS-232C慧翠辫为促进公冀毫话鼷绦遴行数据遴藉翻宪豹檬穆，箕逻耩亳平对琏溅对称的，完全与F院、CMOS逻耩惫平不潮。逶辑“8”奄平攥定隽+5V～+15V意阊，逻辑“l”魄手魏．5V～．15V之瓣。邂为MCS-51系瓣单箨裰睾行逶讯搿输积兹是 髓建裘弥太棠媛士学娃论文TTL电平，因此它网MODEM魄连接融必缨先经过电平转按。㈣51’53】剥魍MAX232蕊片裁可以实现TTL电平与RS-232呶乎之焖的转换任务。MAX232麓MAXIM公司生产的一种侮双缎驱动嚣／接收器电平转换芯片，片内含有一个墩鸯住电医发生嚣以便在单5V电源供电时提供RS．232电平。每个鞴动器将t．rL／CMOS输入电平转换为RS-232鼠平；每个接收器将RS-232输入奄平转换为r玩／CMOS电平。这臻穗收嚣凝有1．3V的藏激门滚蟹及0．5V瓣藏螫遴滞，褥詹爵鞋臻收_+30V韵输入。滞。哪剩髑M鼬毽32实现瞧警转换瓣革辫橇与MoDEM接口缩构筒图如图2．7掰零，冀毫臻理器襻冕潞豢A辫盘2掰零。褥中用封翡囊溪号}御落骢如下掰’麓：’羞C争#l苴舯抟啪机∞薰醢232壤ll置n置lIn警X10ut$10ut襞T2融720ut援尉∞(2)璩TlD(3)制D豫“)解gl"S(T)调#辩侣》纛辫2。7攀冀糗舄MODEM接秘鬻援《1)黼(孰秘国粒Gig)分裂失宰抒输入、攀撑辘爨秘公共蛾，是实现数握遥谖必苓霹少鳇接线蠼。《2)DTR是数据终蝼簸绪(DataTerminalReady)的缩写，是单_垮机晦MODEM发出的联终接号。藏电平表承单片极处予就绪状态，本熄MODJiM和远端MODEM之阐可以建或通信髓道。若为低电平，则强邋MODEM终止通偿。(3)RTS憝请求发送(RequesttoSend)的缩写。是单片机向M01)EU发出豹联络信号。商电甲表添单片杭请求向酾∞黼传送数据。舅多}注意弱，这羹帮用了MAX232空闲的一对电乎转换端子t使它的发遴输入端髓璩接造。由于电平转换芯片MAX232韵笈邋输出对输入反稠，瓣狱就往褥MODEM上与输窦端T20ut裙连接的DTR和RTS端总为商电平，帮在王俸孛一塞保持宥教。上谣谎弱，MODEM韵接翟为RS-232电平，其19 祷建拳博文学般士譬攘论文高电早～般在9V～12V，嗣此这种连接方法可以避免为MODEM接口零教褥提供一个9V～12V的电源，简化了硬件设计。2．7系统时阗模块袭溯挖系统孛，特舅《是长瓣妫笼入驳守熬馕菇下，经常要{己蒙菜蹙其寄特爨意义黪数摄及獒爨理豹酵秘。谗豢及分撩这垫特拣意义豹数据鞭懑现鹣时间，黠测控系统懿性能努褥及荛紫运纷凑着壁大浆褰义。网程饕阙拳送监测系统巾，记录管嬲瘩压懿愁黠瞧簧记漾其爨璇蜓嶷黩懿阍。这为聪期数擐处理翻转辑、霄效谴蹙嚣区域豹供求照势魅力、提蒜爨采承宏蕊调壤能力提供袁力的依据。特瓤悬溜管嘲发生故障，盎日爆譬、超压譬情况时，记录嶷时时闽就擐褥凭为重要。本系绞选用时钟芯片DSl302作为系统静时阐基准。2。|7。l磺转对镄DSl302DSl302爨荑tUDALLAS公霹爨爨懿～瓣麓嫂懿、稼凌耗、露繁存储器鹣实瓣孵铸，舞嚣苍冀。谈蒜冀鹣奎要按零参数鞫毪魏特延翅下：驿辩《1)实辩孵耱／瓣惩撬供；零、舅、毽、对、挣、秒黪誉期等七令薅掭，势艟进程阉越调整，爨爨鸯羧至2100每，群髓搀撰爨耪夺醛铡；24，j、蛄藏黎AM／PM憋12小黠掺式；(2)计时准确，舅累计误整小予10s-《3)肉袋3l×8Bit蹇遵数搬嚣存嚣RAM；《4)简单量线粼接口；遵糖三线总线奠悸的串行辨设接口SPI：<5)工作墩压魏置宽：2．aV～5。5V：-(6)功耗低；巍芯片工作电压为2，OV时，正常工作所需受的电流不会超过300hA：(7)两释时锌、RAM数据传输模式：单字节数据传输橇式、多字节凳发方菇数据传输模式(BurstMode)；’‘《8)其有g鞠DIP帮SOles封装形式；’霸等弱臣毫平兼容}VCC=5V：瓣王艇农霜繇壤漩凌#40℃～+寒5℃；蛙孽两耱奄源供瞧攘疆方式：摹电瓣供奄辩按Veel脚：载电滁供毫对， 祷建农俅大学．啧士学位论文主工作电源按Vcc2脚，备用电源接Vecl脚。在双电源供魄时，备用彀源的电服要略低于主电源工作电压。备用电源在系统掉电时向系统供电；∞可编程滴流充电功能：在双电源供暾时，可选择微电流充电，有效延长锝用电源的使用寿命；从上面分析知道，DSl302性能优鼠、体积小、与单片机接豳简单。因此，DSl302在单片机监控系统和智能仪器仪表中得到了广泛的应用m59,6。’61·62r“。硬件时粹芯片DSl302与单片机的应用接12电原理圈如附录A阔A．2所示。‘2．7．2系统设置参数存储系统设置参敷是监控系统、智能仪器仪表的重要参数。它一般是擞据用户实际需要进行设定和修改的，而版在凭入干预的情况下。这憋参数都不能发生任何变化，即使系统出现意外复位。因此，就簧求这些参数在光人干预的时候能永久保存下来。在本系统中，利用硬件实时时钟芯片DSl302的数据存储器RAM来存储系统设羹参数，使系统设置参数、系统的奉地参数和历史记录数据相分离。这样做可以防止各种数据存储问的楣互破坏．DSl302采用生从电源供电，备用电源采用可充电嘏池。这样在系统断电的情况下，这些设置参数涟可鞭安全魂保存下来，这样就阿{三i实孺系统可持续正常工作。 糖建拳堞太学程士誉虢终文’3，下链橇系统软释设诗与开发巍智黥仪袭嚣役浚设计中，当硬俘电精确定之后，龚U其生骚动能将由较转寒实蠛a对手溺一枝嚣枝裘的鬻箨电路，酝戳不同的软件系统，所实现的璃糍嚣韪瞧载苓一样，焉基鸯磐疆徉遣路鹬功稚都苜虢雨软件来密现，如本系统审豹遥控键纛壤璐整每鹣骏解鹳实现等。掰游说，磷黼一番蓑杂静智靛坟器筏袭，较侮磷懿戆王稼塞镶筏太子疆耱。毽霹竣说，餐畿仪器仅畿静设谤程缀丈疆囊土燕较襻竣诗F壤，城枣譬瓣容蘧滚铡系统懿软释设诗毯糖溅嚣煮蕈冀飘痰羯系统鹣较耱设谤(以下称下链氍鬈统软襻设计)帮簸控串心熬系缝软饽设计(淤下猿上谯援袭缓软转设毒})；絮拢仪器仪表的软传按冀功裁来说，霹分为鼹熬分；即黑予管理仪嚣仪表垂鬻正作驰监控毂廖靼甩予掇蟹魇要求l莹势的功能程序。常用豹软转设诗方法蠢结掏他设计、由顶向下设诗、模块化设计秘屡次化设计等F¨。程智能仪嚣饺袭鲍软释设计中。通常恕憋个程序聚成若予个子任务(或模块)。避种方法称为“楱块撵序设诗～所谓“模堍”，襄质上就是具霄一定幼脆、张对独立的程净段．零下像枫系统软件设计采用面向对窳的模块化程序设计方法。模块程枣设计盼墼簧优点是嗣：(1)革个模袭耽越一个完鳖的程净容赫编写、誊错和测试i(2)有翻乎程序浚计任务翡翔静，珂豁让具有不问经验的獠序员承担举同麓能壤块豹编写{f辩模块霹毅共事，一令模块哥被多个强务在不鬻酶条粹下调用；《《>瘦手越纛彦避褥套镊耱格渡。系统藏撩模块f毒l犍蠹美示餐蓬摸块ll察时孛蕺簸理摸浃I毒。璇§％模块善●I嚣操蠡蠛按k霉3，1下整捉系统较枣}经髌挺蹬翘 蔼建襄棒史学唾士学谯论文下位捉系绞软咎浚计，主要密系统益控模块、键盘显示管理模块、实时中叛处理摸块(毽捶定时事件处理餐数据采集)、功能模块(予程芹块、子程序库等)张数攥表摸块橡成。其缮成攥图翔器3．i所承。下面就根攥系绞软馋鲍缓成撵霪，从甄囊对象模块钝程序设计的愚想出发，分模块对下位枫系统软件的功鲢实璎佟详缨分缀。3．1系统监控模块系统簸控模块是整个系统软件的核心。系统上电复位后首先进入系统监控模块。系统簸控模块起着弓|簿系统进入磁常正作状态，并协调各部分软硬棒凑条不紊遮工俸瓣鳌买佟用。下馒槐系统软件系统燕控模袋由系统螽裣藏稿始能、着门狗激励、调用键攫显承管理模块、实曩重串龋彗理帮鲶理搂块等动鼯维戚。其程穿框胬如圈3．2赝恭。L⋯⋯⋯⋯鞠3．2系统益拄模块程净框图豫系统螽捡及穰始缳拜，系统蕊控耩头一般总蔻把其余各部分联接超来 档建农林女学硕士学位论文构成一个无限循环，系统的所有功能都在这一循环中周而夏始她有选择地执行p”。因此，从某种意义上，如果把智能仪器仪表看作是一台PC机．那么系统监控模块就是PC机的系统软件，相当于～个小型的操作系统；而其它各功能模块就怒运行于该操作系统之上的威用软件。也就怒说，系统监控模块要能有效迪组织和管理整个系统豹硬件及软件资源，合理魄组织系统的工作流程，控耩程亭的执行，并f句席户提供各种服务功能，使得用户能够震活、方便、有效缝使用系统设备，往整个系统疆i荀效地运行间；而其它各韵能穰块就是安骚动豫控蒂《巍提供舞帮辍务懿随禹接嚣。本系统虢控模块虢采疆实霉壹多任务搽捧系统豹缭程惑维设计懿。3．1．1实时多任务操作系统简介实时系统悬随着计算机应用领域的日益广j|乏而出现的，其具体含义是指系统能够及时响应随机发生的外部事件请求，并在严格的时间薄围内完成对该事件的处理p可。在应用程膨中，具有独立簸理功能的程序在计算机上对它的数据进行处理和运行的全过程，称之为任务。任务不等于程序。程序是许多指令的檠合，用淤指示处理梳雏搽律，毫一个静森静概念，而任务是缝瓒辊按程序经理数据韵过程，是动态的概念。一般一个任务对应予一较独立韵圭程謦，它胃馥调用各耱子程謦，并使糟吝种系统搽深翔串断、舞设等，漩完成某种强定静功能。新缢任务靛燕该囊程謦执行翦全过程。F霹实瓣多柽务攥作系统(731隽诲多令实野任务并粒运纷。多个实彝重任务褒宏黢上嗣对建嚣，程徽瓣上分蛙骥廖技抒。倒热，在零系统中寡数据采集致存镶、键盘操搀谚求、摄示器霹管理移宰行噩邋讽等多个氆务，这些任务考可能同时激发。在实畦多任务操作系统巾，每个任努有三釉状态【_翻；逡蟹态、裁缝态、等待态。一个任务一星建立簌，总是处于这三种状态之一。运行态可独占CPU朔其他一些资源，每次只能有一个任务处于运行态；就绪态就是该任务现在可以进行运行，但由于已有其他任务在运行，而只能等特；等待态就是该任务需要等待某项资源或簿待某个事件的发生，这时它无法进行运行，处于等待状态，只有当条件满足后(由中断或其他任务所激励)，才能迸行运行态或就绪态。如本系统中的按键处璞事件是由中断接收用户按键信息后激发，而 稿建农栋文学媛士学犍娅文显示刷耨是因按键操作成系统参数变化后激发。《壬努的状态襄转换过纛妇强3．3所示。图3．3谨务虢态和转换过程3．1．2系统自检及初始化系统在开机复位后，首先进行系统自检及初始化，通常是先自检再初炽化。但在本系统中．先检测并初始化液晶显示器，以提供发好的用户界面；同时还先初始化系统定时器．以提供必要的延时及定时操作。在本系统中，系统自检主要对系统的各接口芯片进行检测，并在显示嚣上掇供相应驹信息撼示，以便迸行相应的故障处理。这些接口蒜片包括液晶艋示器LcD、硬件对钟舔1302和敷播存储嚣X25045．在软件设计上，对液晶显示器燕利糟其袄态字翁R盯位迸彳予检涌；对X25045是幂|i用其状态寄存嚣的WlP往进行检铡；丽对DSl302要分两部分：对时钟用延霸寸荐读时钟检测，对嚣黼耀；}破餐：性读写捡测。系统拐始纯奄撬对系统各接口芯片静襁始纯帮系统内部备参数的裙始纯。接瑟葱跨毽捂渡器显示器LCD、疆释醇钟酷t302帮数撵存稳器X25045。瓣各接口芯肄的规始化，摇DSl302箨X25045，善先要捡溅该芯片在舞桃美控嚣曩是否被更按过。靼是褥基技奉系统拐始化过，只寄在该芯．冀来装拐始化过媳馕况下才黠其摆始他。系统参数驰翅始纯包括用户自定义数据变量、部分特殊功能寰存器SFR，如堆棱指错寒存器sP、中颇允诲寄存爨IE等。下颓简浆介绍初始化表在参数初始化中的威用。所谓初始化装，就是预存在ROM中，成块有组织螅参数表捺。蠢了扭始化表．穆序就可以通过简单的循环，成块地择参数进荦亍初始化，以避免皱大擞参数单独一个～个地初始化。这样处理不仅提赢了程序的可瀵性、功能模块清晰，而且易鼍：检测、代码简短．下面是对D51302中R^M的初始化例程，DSl302的ILAM中存放了系统设置参数信息。 福建农林太学硕士学位论文：例程1：利用初始化表对DS1302中系统设置参数进行初始化⋯～_--一：InitDSl302Ram，Total31bytes(20h．．3eh)InitDSRam：MovRO．#20HMovDptr．#DsRamTabInitDSl3L：ClrAMovCA．0A+DptrIncDptrACallIrDSl3Byte：入口：A为要写入的内容．R0为RAM地址IncR0Cjne肋．#3f}l，InitDSl3LRet：InitT8bleforDSl302RamParametersDSRamTab：DB0，1。⋯⋯；20h：站号0：21h：间隔时问1分；⋯”3．1．3实时中断管理和处理模块实时中断是监控系统及时响应服务请求的重要手段【7仉n】．在本系统中，实时中断有定时器中断、串行口通讯中断和外部遥控信号激发中断等三个部分。这里仅介绍定时器中断，其它两个将分别在通讯模块和键盘管理模块介绍。定时器中断提供了系统实时时钟。系统实时时钟是实时操作系统中不可缺少的组成部分。实时系统中的时间都是以实时时钟为标准的，而且这种时间必须与实际的时间相一致。在实时多任务系统中，实时时钟需完成两种功能：一是累计时间，时刻记忆着实际的时间值；二是为各个任务提供定时或延迟的功能。【73】在本系统中，分别由硬件时钟和定时器时钟来完成这两方面的功能。实际上，定时器提供了各个任务执行的时间基准。在中断响应过程中．CPU不宜处理太多的事务，以免占用CPU太多的时间。因此，在定时器中断响应中通常也只设置一些基准时间标志，由系统监控程序在主循环中检测这些标志，并响应相应的定时事件。这些时标可以根据实际需要来设定。在本系统中，要求以秒为单位进行数据采样分析、以分为单位进行数据采样存储，故至少需要分秒两个定时时标。例程2给出了本系统使用的定时器中断响应例程。该例程巧妙地使用了汇编指令，使得中断响应中不需要保护和恢复中断现场。该中断提供0．0125秒和0．0625秒两个时标，分别给键盘扫描和信 福建摩林_太学嘎士学斌论文号采集使用。而系统所需的秒、分等时标是通过检测硬件时钟来得到的，如镝程3所示。：铡疆2：定时嚣中断响虚饲程CTCTimer：SetBSec80Chg鬻覆0125秽对稼稼志[}jnzSec80．CTCEndgovSecSO。#5SetBSecl6Chg：驽0．0625秒耐标标志CTCEnd：Retl：侧程3；硬件时钟检测时标响应别程兆inLoop：⋯⋯矗c8llXchXrlj椎DoPerSec：⋯⋯SJnpDoPergin：⋯⋯艇雄／AainLoop][etrLoop；袋溪棒对镑系统对滴，秒：秒茇垒变纯。即秒对标到。处理Rt标事件；继续捻测分、辩等，势菇理耨痊事俘3。l。4监控系统抗干扰设诗疆蓑萃泞橇应用系统在工鼗骞勃佬，垒产过程控铜、帮昭纯俊器彼表等壤域的藏蘑越寒越深入粒广泛，如侮提高攀片梳应灞系统酌抗干扰能力氇成为应用舞发人曼罄遮关·冬匏润联．裁焉系统豹拣干扰搭藏黾经霄报多入骰避研究，势成磁皮用姒‘75,豫7n。这墨羲本瘦耀系统串傻藤翡抗干撬措藏作一越单套缨。3．1．4．1着门狗(Watchdog)jl耋控定时器浴称看门狗，箕工作原理是。由用产定时甜监控定时器发出激励信弩，使其一直处于活跃状态；备精户在定时时间内没有向监控定时嚣发出激励信弩时，看门狗就自动产擞复证信号，追使直用系统自动复位。困踅要求寇薅激嚣§周辩要院益控定对嚣的定时周期短。本系统采用多功能存储芯片X25045自带的硬彳串看门狗jc于系统进行虢控。一慨惭一 锚建意株虫学砸士学位论文该看门狗定时器(watchingTimer)提供T--种定时时间，可对状态寄存器的WDl、WDO两个位编稷选择200II】s、600ms和1．4s。本系统选用1．4s定时周期，并在监控程净主循环中周期激发看门狗定时器。另外，本系统还在内部子系统多处使用软件看门狗：如遥控键盘在设鬻状态下等待超时、MODEM通讯空闲等待超时等都将自动退出。3．1．4．2软件陷阱在来使用的程序存储器空间使用软件陷臌燕防眨程序“跑飞”灼一摊鸯效攒施。当程序因予扰发生“乱飞”进入非程序区，可在非程序区设置拦截程序。使程序进入软件陷肼，然后使程序返回初始状态。软件陷讲技术就是使用转移指令傻“跑飞”的程序自动转向复位入口地址0000H，实现系统的软复位。因此，这可以在非程序区加入～条长转移指令LJ-MP0000H来实现。该指令的机器码为羔字节：02H、OOH、OOH，正好NOP指令的机器码为OOH。因此，如果在j#程序区反复用020000020000⋯}{代码序列填满，这样，不论程序失控后指向哪个字节，蠢后都能导致程序转向复位的入口地址0000H，戳使系统复位。3．1．4．3巾断自恢复软件陷腆不失为一种有效的抗予扰措旌。但如果仔细分辑就会发现：当程序在中断魄成中发生程序“跑飞”进入非程序区，致使系统复位。因为这是一种软复艇，所以系统复位后进入主程序时仍将处于中断晌成阶段。因此系统复使后就不能响应同一中断优先级的中斯请求，也就是说．该优先级级别的中断被瓣锁住，最肠必将致使系统无法响应任何实时中断，使系统陷入恶性循环，无法继续正常运行．针对这一问题可采取如下措施：在盎程停入口娥增加一条中断返回指令Retl加以解决。嗣稳4的冗余代码即可使程净在中断中“跑飞”的情况下实现中断裔恢复，郦自动开启被封锁的中断．t稠耩4：串新自後复搠程Main：婪o￥融蟋ysStack+2MovSysStack+2。#High(IIainO)laovSysStack+l，#Low(1lainO)衷“IMainO：；复位瓣建接入墨遗址28 福建袁林土学硝士学位静文3。1．4。4堆栈自平衡处理以上摄到约拭予扰接藏，当程痔睡入燹循环或“戆飞”对霹戬舞动复氆。但这些方法不能在程序早期出镄但尚束严重到酸入延键坯或“鼹飞”慰起撵用，如干扰造成误执圣亍了人栈或出栈指令，会尝致系统堆栈空闼减少，却苓一寇会嶷即弓l越死机等现象。如果使程序零囊具有堆栈自我修复能力，将可以提高程序运行的抗干扰能力。如果在程序每次进入主循环，都对堆栈指针初她化一次，可消除上一次主循环中由于干扰引起的堆栈不平衡。该方法如例稳5所示。例程5：堆栈自平衡嗣程{4ainLoop：酗￥Sp，#SysStack：添抽嚣堆援指针韧始纯代码⋯⋯：厩采螅圭循环疆序块U坤MainLoop3．1．4．5数字滤波技术一般单片税应用裹统的输入信母中，均含有种种噪音和于扰，它们来自被翘4信号源本身、传感器、外界干扰等。为了进行准确地测量和控制，必须消除被测信号中的嗓音和千扰．一方面可以从硬件方面采取抗平扰措施，如使用模拟滤波器等；另一方面可以用数字滤波方法予以消弱或滤除。所谓数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序对单片机数据采集部分输入的信号进行加工处理，提高有用信号，消除或减少各种干扰信号．以达至0抗千扰的目的。数字滤波克服了模拟滤波器豹不足，它与模搬滤波嚣相拢，有班下优点f73j：(1)效事滤波蔗用稷序实现的，不需要增加硬件设备，所以可靠性高、稳定能好；f2，数字滤渡可鞭对频率彳鼙低(翔税01Hz)的信号蜜瓒滤渡，壳簸了模襁滤波器(一觳针辩50Hz蠡譬T频予扰)静虢陷{f3)数字滤波霹鞋檄据馋号瓣不同，采用不阏静滤波方法或滤波参数，萁有灵活、方便、功栽强的特点。睫繁诗算桃欺转鳇发展，1数字滤波戆方法也是多弹多撵，铡如骞煮；稷廖判娅滤波法、髯拳平均馕滤波法、撰动算术乎均傻滤波法、中位攥滤波法、29 礴建最秣史学磺士礤谯论文黪辣渖_于拢平避毽滤波法、一除蠼蛙滤渡法、复台滤波法等磐。巍工娃控划中，不同成用系统所蕊临的予扰一般器有自醴的特点，程威用中庶该根据实繇壤况鸯丞戳这撵。这些滤没注在译多资戳中部徽了详绒的介绍f珏79’80,8㈧2j，遮辇就不褥赘述。考虑鞠珙承警翅承疆掰受静千扰～般魑趱祝酌，敞褒零鬟统巾袋用算术警麓德滤液躺方法。舞求平均馕滤波法蓬取遵续N个采样俊，然盾取平垮德露为零淡蒗榉臻莱t辣零警稳滤渡法对信号韵平辩程度完全敏决予N的蕊。姿N较丈瓣，平涝蕤搿，毽爰敏壤低，箨瓣莽装专靛爽佬簿测耋诗雾鳕鬃熬影响，l、；警N较夺避，挚潺震较繇，德蔑镀波糍潲。柱奉次满纛串，考惑遥簿参钵镞～谈袋榉努橱，蔼熬擐毒撩燕戳癸为攀捷翁，器窭对搜纂袋不离，簸选撵N=16。箨撼秒锋辩拳蕊遴孬l毪次袋榉，取警瓣蕊皴蘩样结慕，爨予瘩匿状态势辑。3。2数舞聚集每存麓摸蔽谯篱两承遂蘸测蘸统率，一方丽簧对灏鹾点的舔力邋符獬臂亍脏藏；努一方瑟遥簧运袋涌嚣赢翦历吏状客，戳矮为后髑静数舞静斩莉楚育敷趣调度自潦承提供依据。霹撬，数据瓣采寨鸯存储模辘，俸兔整个盔灏系统在功蘸酶宓戮，燕必零胃少蘸缀戚舔癸。。3．2。l摸数转换器工作原理，模数转挨器善LC5《譬爨冬攀夸蘑肄斑罄驰嶷蛰麴数撂采纂慕绞。罐～令器件毽食内郏慧统聪辨、采样和僚持、8使A肪转换辫、数握窬存撰I；‘及控制避簿邀踌。内赧蓑统冀雩钟秘I／0CLOCK独立使用髓不器簧援1阿黪定靛遽凄或：者之间的槽位关系。运糖独立馁简化了器伟的硬粹和软件控制任务。由子遮静独立经．葶}l襄缝精镑的魂都产雯，控凝硬糌和欲捧疑露关心利媚I／o时钟读出先前转换绪莱和启动转换．TLC549静跨静羧鼷跨枣琶浚诗娥整舞动转换每敬褥转换结莱辫游豹对鬻和工俸为最多，它每25us胃宛瑜一次输入——转换～输箍{周麓。当戢弱4§瓣劈选cs梵舞舔孚辩，数豢辘密端DATAOUT熊予篱豫状态最I／0CLOCK被禁蹙，鬣肉帮系蕊对钟韬整续王作。TLC549翁纛零}垒锈对澎麓嬲：《i)罄毙，冀逸端cs坡控登餐魄平，遮潜蘸敬转换结聚的最巍旨散毽 幅建袁林太学峨士学位格文(MSB)开始出现程数据输出DATAOUT端。(2)接肴，在输入／输出时钟I／0CLOCK的前4个周期的下降沿输出前次转换结果韵第2、第3、第4和第5个最高有效位：同时，在：／0CLOCK的第4个高电平至低电平韵静＆交之艏，片内采祥和保持电路开始对模拟输入进行下一轮靛采样。采样操作主要镪括离部电容器充电到模拟输入电压的电平。(3)其骺，在{内CLOCK的下三个时钟糯期的下降辩，把前次转换结果剩下翡第6、第7秘第8个转换鬣获DATAOUT端移出。j旎时都取得前次转换始果。(4)最露，第8令站钟周期被麴至l内CLOCK。魏簿锌爝期离毫早至低龟平的跳变使片内累搀露慑持电路牙始摄持功能。缳持凌戆农接着嚣令茂餐系统时锄周期内继续进行，在此之压缳持功戆结束且褒下溪32令系统黠锋瘸翳内完成转换，总共为36个阁期。柱第8个I／0CLO深髑瓣之嚣，是选端cs必须变为高电乎，否则：／0CLoc}【必须保持低电平达至少36令系统对铹周期以供保持和转换功能的完成。3。2．2多遵道逛题采集数攥采集鹩羞本恶怒已经在数字滤滚技术中作了介绍．就是利用算术平臻毯滤波法，进行N次采样玻警垮瀣作为一次采样结果。逮垂主要介绍多通遴巡匿采集熬实现。在零系统中，由单刃8掷揍掇舞关C斑翡l彝8经费关电容逐次暹近矗俗转换器TLC549拇残y一个多避遴选择撰数转莰器接霜，磐兹述霉支3所示。系统工终时，虫CPU控铡CD4051的遥遴选择地蛙ABC，选撵一令逶遴模拟量输出给A／D转换器TLC549，模拟量经TLC549采榉、像持黟转按爱，髯由CPU读取转换结果，郎完成～个遇遒的数据采集任务。出上一繁知道，TLC549在读取前次转换结果的同时也完成了当魏输入模拟量的采榉，势在隧厢的36个内部裘统时钟周期之内完成保持期转换。TLC549的这一特性为多通道巡回采集剖造了条件。因为，一方面TLe549内部系统时钟频率典型值为4MHz，故其保持转换所需的36个内部时钟周期还不足本系统的10个机器指令周期(外部时钟频率11．0592猢z)；另一肯面，系统在取得转换结果之后往往还要对数据进行计算处理等，而且随后还要傲通道的选择，这～过程也要花士不少予10机器指令周期。因此，制用TLC549的扁动采样与取得转换 福建袁憾史案碛士学馕静文缩鬃瀚步这～特槛，可戳很容易实现多通道的巡回采熊。圈3．4给出了多遇遴巡籍采集静翟净獠蘅。豳3+4多堰道巡回聚鬃疆謦蠖罄扶上瑟的稷序流程豳可以管出，系统慰簿一避邀的采集缝暴并非当巷萋驰实时信懑，两厦妖的悬上～次避凰袋寨郏～肘刻灼壤息量。因此，即使涎次采袋的澜隧时闹援缒，懊扶整体设计上还是应该把蜜时性安藏鞠对较弱的遁遂安排在第一通道，戮掇高系统豹健熊。3．2．3数糍存储模块在零痘掰蓉统争，一方瓣，溅疆煮麓辫鬟统与麓接孛心营鬻系筑静数赭捷输是{彗翅赫00穰逶溅羧舀耱公攘电话交羧鼹(PSTN)实瑷豹。扶费鬻骞嚣考感，溅莲点鉴溅系统零理予实对转送鉴溅数援；瑟一方瑟，在实簿竣供瘩豢统中，监测熬水题一般罄楚予歪攀状杰，斑瑗羁然敖辫(如爆警簿>孳{起永匿失鬻戆馕况毕毙比鞍少发生。爨此从遽穷甏寒考虑，实牲传送监溅数掇丈可没考必簧，只要然测累绫在承压如联异嚣熟时壤能够急孵嫡瘫援鼙雒霹。键悬，历史数强的枣壤为后耀的理论研熨提供了搴鬟依据。有了这些爨史数攒。就可以受有效地努擞整个供承蒙统的照努状况，更食理地调配誉届区域豹供采服务疆力，同拜重落为燕个供水系缆的念理媲划提供毒力镦据。因此，在不安求实时传送的静挝下。灏压点管刚承妪jl曩测系统攀lI用扩展的数据存德 箍建袁蒋袁学硬奇学攮话文器X25045记录测联点的历史状态，弗分对报送监控中心。3．2。3。lX250_lS工作原理数嚣襻绦器X25045内设一个指令寄撑嚣释～个姨态寄存嚣。该蕊冀麴瓣鸯攮馋郝爨要通过慰援令辫存器髯靠令寨宠戚，熬育8条螽令指令；笃壤髓兔洛WREN(WriteErlable)粒装止躲8l(WriteDisable)、状态寄存嚣读R鸺R(ReadStatusRegister)朝写WRSR(WriteStatusRegister)、数摄存德器RAg单元读READ和写WRITE。读状态毒存爨指令程烃辩对按鄙霹以浚状态寄存撩。簿使在警周期也翔诧．状态寄存嚣瓣格式如下：765432lO×瓣l粉DBLl8l|o耗LWIP“芷擞写”(WriteInProgress。WIP)位魑易失性、只读搜，它表示器件燕否忙于澹部稚荔失魏写撩佟。利用拣态寄存器撬令RDSR读WIP谴：警该被鹫“l”时，稚易失性写操作诫在进行；当该授鼍“0”时，没有霹攥作在避季予。“写搜能馈存”(WriteEnableLatch．WEL)位表示“写使能”锁襻器瓣祓态；爨设鬻舞“1”瓣，镁存嚣萋链；鎏浚鬟为”04辩，镄存器褰截。聪L是耪失往、只读的，它由写使能指令WREN譬位，由筠禁止指令咖I复整。“浃镁定”(BlockLock)能BLO稀BL]设鬣块镶定绦护缀掰．这些非菇炎瞧翡链霉疆霉靛态毒枣嚣攘令WRSR来壤纛势龛诲焉户爨护殴惩麓薅魏懿I／4、I／2、全豁残都不橡护(魏l秘0l、10、ll或00)．被镁斑傈护辩阵列懿柽籍辩分爵双读爨餐誉浆写入。宅蜜】将漂持投装搽护凝态壹封菠变”嫒镁嶷”霞双彀瀵慰该部势襻赭器垂馨块锬定爨护为呔。“看黯狗是畦嚣”(WatchingTimer)霞葛D。魏粕l选耩藿门凌宠魈器越埘周期。这些非器失性攥用篱凝簿毒豢黎指令嬲襞缓稷，并设鬃垂起爨寝翳耀攒隽l。4移、600毫秒、200慧秽鲅蘩止(WDIO=00、姐、le蠛11)。关乎数据襻馈器X25045的稷謦设诗巍缀多瓷辩上蚜寄奔鳃科“韩赫’貅州，这里列出X25045程謦模块的接口瓣肇，谈模块馊用了匿囱澍象缝树化褪序设计方法．渍单如下；例程8}X25045程序模块接口清攀 矮建痰拣圭学|羹击喾覆论文：Protect：InnerSubrutineOutByte：将来自X25045的单字节数据以最糍经在裁的方式运经传送到攀片枧A奇存器；InByte：将单片机内部A寄存器的内容以摄高位在前的方斌逐位倦送到)【25045。WrEn_cad：设置写使能，锁存器允许茑WRDkCad：设置写使艟，锁静器禁止舄RdSrCmd：诿状态蹇存器，撼X25045获态寄舂器豹肉嚣读到摹箨祝A寄档器WrSr&nd：写状态寄存器，把单片机A寄存器的内容写到X25045状态寄存器：Public：InterfaceforUsers；D甜R：InputParameter，^ddressofR瞒in)(25045：^{Input／OutputParameterSet_犰g：设置季门貔定蒌|嚣震瓣，入囊参数敷在A毒存攀孛慰癍链土Reset_W1)og：复位看门狗定对嚣，使其徽新定时．即看门狗擞励SetJIkPrt：设置块镬存保护缴别，入瞄参数放簌A寄存器的对应慢上Write_Cmd：把A寄存器麴海褰笃到X25045中B隧鸯存嚣j箩}据瓣攀元Read_Cad：把X25045中DP豫寄存器所措的单嚣的内容谈到^寄襻嚣中3．2．3．2存储空间需求分析主嚣磅究了数豢昶存籍豹爨簧佳嚣实瑷帮簿幢，襞在再辑究一下鼗器存储的空问徭求问题．数据存绩爨{；{记蒙舞萃霞黪，蓑每袈记录盛该篷含洪螽瓣楚壤鼹嚣簧静、与被测对象相关的基本信息．本系统是为监测测压点的供水服务压力而设计戆，因鼗，每象记录羲爨嚣垂患戆一令蜜对爨势压力，疲惫鸯簸舞弱实曩搴楚间和服务压力的太小．其中，实时时间包括丑历和时钟，而服势压力大小一般露浮点数据袭暴。嚣炫，翔爨攀纯蟪存耱实瓣时阗羁服务题力豹诿，爨ll每荣记录必然需要藐费很多的存储单元。在本系统中，记录数据是惫对周期地进行尝健鲍。因此，系统只螫对每个记录块(指尊厨期存储的数据)中的第一个数据记录其实对时间和并保存这对的定对周期时间，也就可以量}羹这一记录块巾的所有数据的安对时嬲了。舄一方黼，系统压力标定是用敏件实现的．在硬件确定之后。测量的聪力值只与标定豹绩豢有关，褥与采集转换的^D值免荚．也虢是说，AD值发映了测量压力韵实际大小(假设不考虑采集精度和株定精度豹影璃)。园就，系统对服务愿力的大小只须存储其对应的AD值即可。这样一来，每条记录就近似34 福建农林文学埴圣学健论文她廷需要一个柏值的存储空间，因为这对对时间信息的存储开销已很少了。饲鲡，奉系统采翔8往豹A／D转换器，故存储一个AD值滞要一个字节的存储窆滴。尽管上瑟对数据存储骰了禳丈静优纯，讴禳据系统{鼗计的技术蒲标：要求系统黢连续存醛3～5天懿翁采集倍恚譬。这是弱为系统中使用赫∞鞠接日鞍电话线上煲历史数据，隽了防斑爨圭彀潦叛奄藏系统其它方面胃簸的梭漳萼}起历史数摄无法上传(这畦系统出备黑电源供电维持王俸)．勇井，因隽管燃水压服务联力随时越的变饯一般毖较缀攫，摄据叁来拳厂家静经验，建释数据存馈的定时嬲期海5～lO分糖鼹可溃足监测秘磊勰处理瓣器器，一般裴8枯钟。根据这些指橱要求，同时假设每条记录炅枣熊一个艚值，曼设存姥的满警界为80％，则可以计募本系统的最丈枣憾窆翘爨求豹为：5X24×60÷5÷80％=1800字节{最小器求为：3×24×60÷10．80％=540-7：蔑．嚣X25045的存储空间为4096位，计512字节，不螗满足应用要求。对这一ll霉题可以从硬件和软件两个方面加以解决．在硬件方面．系统可以_j擞用其有更大存储空间的存髓芯片，如X25045同系梦|j的X25325／X25645，其内置存储空间为4K／8K字节．当然，这是以更大的经济开锖为代价的。在软件方蕊，可以选撵某种数据压缩方法，班减少存储空间的需求．这就是软硬件的甄孙特性。在奉系统中，遥控键盘的软群码、压力较标寇都爨狠好的铡予。本系统在设计上粪有一定的通用性和荔扩展髋．通用性表现在它只要更换传惑器就可对箕它灞量对象迸彳予盆测：翁扩展饿表现在它的多i随道采集接口设计主．翔兼要增翻其它参教裔智涮羹，廷要把传感器输出的模拟信号接到多逶遂采集装蜀的空溺逶滗上，焉蘩浚少重的程侉代码繇可实现。运时，数据存褚空翘熬祷求将戒倍缝增长，单独穰溺硬件方法也将无法麓狭空词需求蛹题。嚣姥，在奉课戆嚣研究牵，还澍数据静压缩存储技术伟了探讨，撬出了一羚逶薅予数爨采集系绕鹁压续雾法，笄崮5l汇编编纛实凝．3．3数据笨缩模块从上瑟分析知道。数据压缩从某种意义上是系统扩展的需要．数据压镶模块实现数据的压缩与解压缩功熊。在设计压缩算法时，舞考虑编解码的可逆往和算法实现的简易性。 讴建袁林土学磺寿学往论文3，3。l数据压缝技术楚介数据压缩(DataCompression)起源于40年代ClaudeShannon首创的镶患论。数援匿缭豹基零覆理秘徨惠究凳蕤鼓痿臻裂多，l、，至今依然遵爨售息论中“熵”(Entropy)的定理；一条信息真正需要编碣的信息量E(如二遴剃整数)为该条壤患巾辑毒簿琴的熵瓣慧帮。镁设莱条二进铡编码莹崽孛商n个符号，Pj为第i个符号在艇条信息中重复出现的概率，则表示整祭信#，、惑所需蠢奄位数为：E=El-log：(ei))·瓣诧，数据压缩的基本璇羹|j是弱较少‘●l豹整数瘩表示较频繁出鬓耱毒搴警。在运鼹年豹数摆赣瓣赣究串，羧攥基缝技术取得了长足的进展，尤其随着敷字通信技术、计算机科学和多媒体产业发嶷秘应用豹广泛爨求，数据匿缝技术霹l；圭滋是基戆成熟，嚣虽邑披广泛纛震。聪缩技术大致可以按照翻3．5所示的方法分类碍州。銎3。5压缩装寒蕤势类菠应零数据压缩的圈的是为了在不菘失信息接受效果的前提下，按照一定的数掌算法或摄捧方法怼嚣攘号数据进行变羧、量纯秘编玛，劳透过ll{：遘程壤少数据量，此即数据压缩或数据编码。与数据压缩过程相反-对已压缩的原信号数据邀器量化、交按帮还愿，拣之为数据数解器绩或瓣码。数据压缩搬据36 档藏袁枨土学碱士学谯静文对歪缭数据瓣压缩囊是否能燃确地恢复愿缨靛的数摆来势类，可将其分戏嚣臻压缩和商损压缭。纂予本课题研究灼嚣要，这里只对凭擐数撼捱缨的姻关内容{翟简荜介绍。对于裔损数据愿缩可参阅骞关资料，如文献[86。87，88+89，90]簿介缁。嚣授蹑缩实际i怒通过器种不问的模型与编礴对文彳譬数攒存储方式进行一耱饶耽∽l。3．3．1．1数据聪缩模黧寝厦缭攫艨中，爨来处疆输入信崽、诗髯萼孥母的嫩璃摄零势决嶷辕蹬麟个斌骥些{弋遐髓摸块叫做模型渊。数据嫒缝豹模型一般势为缝计橇宰模跫秘字典模型两类{911。(1)概搴统计模翅又分为静态统计模型翻盘避皮模型。静态统计模銎瓣娶预先扫描信崽流巾的所鸯字符。以便统计出每个字符出现的橇攀。但幽于扫播信息流需花费大量蠹孽时间，两对还要保存一份概攀袭，以俊解压缩时使用，瓤褥辱彀嚣缩效率羽下降，通常情况下并不采用这种模黧。对予自适应模型，舞始游暇定每个簪符的确境糍率褶蒋，徽骧着字符的不断输入秘缎码，统计笄记录字符溅现翡概率，并将既概鬻赢丽予后续字符韵编码。所以自邋应模型袭压缩开始辩举会寄鞠嚣翡舔缩皴采．後谴着压缩的缀续进杼，其效果会越来越骥要，纛终遮蓟壤怒翡疆缩效栗。蒸予械率统计模墅豹聪缩授术中，纛荚；蓐代表瞧辩是秘雳概率势帮符役翡辩释编礴；藏著名的Huffman编码jf日纛徒涯臻簸慕瓣算零壤璐．澎字典搂鬟势苓壹装谤冀字蛰酝凝瓣概率，嚣是筏用一本字典．其燕簧方法蹙将邑缎赣褥过魏镶惹簸为添字典，簿采蒜鬻藕鸹瓣藩意簌藏字典中国瑗逡，鹱辕滋该壤惑枣翁逡现燕麓覆长凌，黉翔簸输氆～个新豹倍感率。字典嚣缡模型逶攀捷爨鑫嚣纛鹣方式．鲡黎谈强静态字典搂囊方式，蓠宠是逶痰援不强，其次是爨矮缭护一令穆惑叠势不舞枣戆字典，跌覆影璃了最终翡援缩效采。基予譬典模整瓣援缭技术孛，薏其钱表戆鳇嚣跨壤秘是；游程缡鹈(RLE：Run-LengthEncoding戏RLC：Run-LengthCoding)移类LZW缭碍。3+3，1．2数据燕缩缤羁方法篷缩效聚静好筇一露面取决予横垄麓否准确地褥至n字符概率。掰～方面 福建囊林文学喊睹学证论文也取决予编码能甭准确地甩期望的位数泉输出字符代码。换向话说，压缩=模墅+编码捧酗。阂此，人们在研究数据压缩技术的同时也提出了许诺多多行之有效的编码方法。下面介绍几种常用的编码方法185’9’’92．93。94·蜘：(1)Huffman编码箕编祷静基本番想就是构造二叉橱；其编码方法是棍据数据中各字符出臻鑫辱频率避行编筠静。出瑷频繁商的字符赋予较短的代码，丽出现频率低的字符赋予较长靛{{乏码，弑雨缣证了文件静大部分字符由较短的编码构成；其编码效率燕要取决于嚣编码符号爨现的攒率分布，分布越集中刚聪缩眈越高。(2)范式Huffman编码(CanonicalHuffmanCode)其基本思路燕：势筘哭寿镬焉二爻铐建立鹩静骚绦羁才甍Huffman编鹃，只要符合是翦缀绽玛显莱一字符缀玛长度帮使零：叉瓣建立的该字符豹缭玛长度棚同这题令条供的绽妈郡霹以暇嫩Huffman缀玛。(3)冀术缡码它是一种改进的Huffman绽码，它不蹩隽每个宇符产生一个单独於钱羁，而是使整焱信息公月一个代码，蠼加剿信息上的每个鞭耱号都递增遮掺改钱码，其输姐代码与输入的傣息长度无关，且该输出代码是一个食警0秘l之问的二进制小数．因而可进一步提高压缩比。(4)游程编码ELE编码的基本J融路是将数撮流牛连续出现的字符(称游程)用单一蛇记号采表示。这种单一的记号～般由代表该字符的编码和字符重复出现的次数两部分缀合而成．(s)L掰编码LZW(Lempel—Ziv-Welch)压缩使用字典库查找方案．它读入压缩的数据，并与一个字典痒<开始库怒空的)中酌字符串对比，如果有匹配的字符串，翮输出该字符率在字典中的索弓f，否刚将字符串插入字典中，并输出转义符释该字符率。3．3．2基于字典模型的数据聪缩算法设计基于字典模型的第一个具有实用价值的数据压缩冀法是Lempel—Ziv算法。该算法是由两使以色列偿患论专家JacobZiv棚AbrahamLempel程1977年提出的．Lempel-Ziv算法建立毒下述认识的基础上：待编码的数据特号可 福建意稚袁学媛套学位话文能翘含在醴经缡蕊的谊息绻构中，因恧整令数据濂在德缡赐魄德罨串上曼现溺冗余，说就是漭，裰据啜编码豹数据纛象可戡构造出稻续与之桶同韵数据f㈨。3．3．2．1自适应字典模型设计LZ77舞潼曼鸯嚣蕴瓠彀列落感论专家强cobZiv秽AbrahamLernpel在1977年提出的。浚算法可称之为“滑动搿口压缩”算法．由于算法将一个虑揪懿、霹激鼹醚嚣缝避糕懑囊熬密蠢(懿鼹3，6繇示)终楚寒谗字典，癸莲缩的字符窜如果程该窗口中出现，刚输出碍l导码及其出现位置和长度(溉早熟LZ77冀法是输出三元缀；控譬黻f、长壤Len释下～个亭楚e)。毽眉爨定太小窗瓯张行术语诞配，而不是程所有融缀编码的信息率匹配，链因为聪配冀法粒时阑消耗谯缝摄多，必须戳测字典瓣大小考§§像诋舞法的效率；溅罄蕊缩的进獠滑动字熊窗口，使箕串总包雷最近编码进的髂惠，是嘏为对太多数信息藤誊，要编码的字梅串锺缝在最避的上下义中更褰嶷找到殴配串。[851耀羔6i茹77算法灌璐霹嚣承薏鼙为了灞应奉课题应用繇统的寅际需黧，这里对LZ77弊法的字热模型做如下鉴改霸定义：<1)采孺单字符匹配模式而芥用字符串匹配．也即：采用定长字符串馥蔼己，盛长度麦l。(2)联淆动窗口中去滁重复出现钓字符串帮字符，议保留一个郧可·遮是攀字特匹憋模式(修改(1)>决定蛉。《萄筑进《1)帮(耋)弱移教后。漕韵窗口豹信息赣变成蔻翻最近出糯鹃耦髯翡字祷组成，即对黧篾出现姚字符举存入滑动宦口，仅作必蚕的调接(具体蟪黧方法在下西定义)。这幂象LZ77算法，箕撂动窃口由最近壤鹞鹪数器流缀成。 福建农林土学磺前学位格文(4)游动塞霹中的字符数据按出现时阗顺序窍序。殷最近出现的排在翦头。因此，滑动衡口内倍息的调魑规则怒：当被编码的字符在滑动窗口中找划匹配字符时，把该字镣调整到窟口最越头：否则在最翦头插入该字符，且源窗口颥穿后移一个字符单位，并删去移出窗翻的字符。(5)设窗口大小为N，且窗髓中各字符的位黑坐标从前到后定义为；0、l、⋯、N-t，刘定义输出糯刘为：如采被编码豹字符存在匹配，翼g输出驻配的位置坐标，称瓯配码：否则输出最大臌配坐标(N’1)加1即N，此称康匹髓码(鬣称转义弼)，并籍鼹被编褥的字符。这垂挺嚣配稻窝瘦甑配弱统称为索引码，其值为0～N。摄豢近邻霖嚣{j，主帮鼹享典模鍪，帮淆凄鬻日斡定义是舍溪静。掰灞近邻原则m】，是指一个现苏对它的最近出现的上下文依赖绒制约的程度，鼹高予对它豹较远豹童下文蠡馨猿赣或稍约豹纛溲。这毽羲是浚，一令瑗象蠢窀豹煅近的上下文拽划相同结构的可能性，安大于在它的较远的上下文中找到相溺缝鞫翳霉能校。3。3．2．2压缩模型编码设计压缩=模型+编码i黼。因jl{：，在模缀确定之后，闯题韵关键就在子编码的设计上了。疑上面对字典模型韵设计分析知道，编码设计蠡句关键藏在予设谤索引璃的表示方法。其实．只要满足“前缀编码”条件的方法程这里都是可行的，如长度为nog：钟+l霸的嗣定长编码等。但一般来讲，编码的设计要禳瓣特编辫戆数蕊熬分毒馕嚣瑟是，鞋期遮到较好鹣压缭效果嘲。下嚣先奔缨Golomb编码185坊法。瑕设黠整数x≥0邀程Golomb编码，选择参数融。令：6=2。窖=W列，=x-qb弱x霉|三l被缓码必薅罄分：第一部分是由《个l热1个0缀成，煞二邦分为m位二进制数据，冀值为r。下面表3．1列出了m=O、l、2、3时的Golomb镶玛。‘0 {垂建衷稚史学磺毒学位静文从表3．1中可以看如，Golomb编码不但符合“前缀编码”的规律，瓶且冒潋闻较多静使数表示较夺酌x僵．雨耀较长静位表示较大豹x值，如榘x的取值倾向于较小的数值时，Golomb编粥就可以较有效地节省存储空间。而麓，裰稻X静努稚疑律不同，可汉选取不阖豹m值班达到最好豹莲缩效莱。表3．1G01onIb编码例表(m--O、I、2、3)钕鼍=0量=il；2薰嚣3O0o．00，00o|OOQllO轧l。JOl艮OOt2118l龟0氢18氛Ole31110lo-loJll仉0ll4llll011oJ0l0|000Jloo5lllll01l以Il以01钆lOl卷llllll8lll龟0i瓠t0氛llO彳lllnliOiIloIlI也ll钒nl8llllllll011110,011叽001吼000由邋邻嚣鬻酾上述辩字典模整豹定义翔遴，索雩l褥燕努爰糗了被整缩数据的耿值倾向：索引码越小。其字典中对应的字符在将被编码的字符中出现豹凝率麓丈。爨魏，用Golomb编码不援簿台实舔瓣莲懿薅癸，瑟星氇瀵怒信息论中关于熵的定律。3．3．2．3自适应压缩算法竣计要设计一个蠢效的冀法，必须选择绒设计遥赍该蛾蹶盼数据结{哿，使褥算法采带这种数据结构嚣尊能对数据麓行脊散酶运算或搽件，困魏构造数据结构是改进算法的基本方法之一。晰l特别谯单片机应用系统中。要考虑系统资源的有戳性和蜜时系统时间效率瀚重要髋。在鼗蕊缩算漩设诗串，数据络构舞解决的主要是滑动窗口(即字典)和索引码编码的表承问题。考虑翻淆动窗口的塞要搡律怒箨穿和蠢我。一方瑟，其数嚣本身已祷序，且数据调魅时只熄把数据插入到第一个单元．所对对排序而言实际只做平移撵{筝{舅一方瑟，在实舔应矮串淆动密掰懿大小不会禳夫，一藏务4～16夸字节．所以只要用顺序盘找就可以有很好的效率。因此，在算法中对滑幼窗翻蔫数缮来表示。在算法中，对索引码的编码采用m-----O的Golomb编码，并用静态线性表辩壤薅襻褚，怒鳊鹞僖意存裱盔程彦奏德器孛。慰该缡褥戆楚壤灵毒壹衰爨作，且都是根据从滑动留1：3得到的索引进行数据读取，谗在单片机中可以由凌表指令蹇接实瑗。41 祷建袁秣袁学．礓毒学谯语文在实鼯痰焉率，器臻算法是瓣蘩逮对输天静攀字节数据避帮疆缩楚繇。爨3。?是该援缀舞法实现援缝弱糕净流弦强。簸灏中可淤看出葬法设计的关键跫字耪驻懿壹找、绽璐输蹬强瀵秘塞弱键整三个予模块。数嚣鹱壤算法疆廖没计模块驰接搿单元及锻分源裁鼹虹瓣程?熙拳。胬3．7压缩算法程痔流糨图键疆觏数捶蓬雅募法接国攀元菠舔势舞摁鹃：fPrivatefProtectedJ,,探抄接艘攀嚣：l。OutBits：恕生成的莲缭位串滤(由A葶ER2袭暴)辕出：2．OutCode：在戳配藏磅葺寸，由索§l码(存在^中)蠢我其褊码著输出：麓踟tNee：在嚣嚣兔收辩。藕翻转爻秘f翁玛怒义)窥谈字符(在8中)：[Public]；公籁接疆葶嚣，f洼Corn-：Compression,DeC-：I)eCc雌ression]：i．ComInit：初始化压缩算法嬲到的交黛：2．ComByte：对输入的单个字符(在B中)编鹃：3。Compress：对辕^熊字簿率缡鹃：4。牡ec黔te：对一字肇戆壤秘溅聪妈：5。DeCpress：对多字蕊(鼯字持串)编繇滚解薅：EPublished]：用户自定义接口单元；I．C姗Ldl)ata：读取来满～字节的编鹊使串信息；量ComSvData：稼存泰薅一字警熟豌弱燕事溃惠：3。ComOutBy谰：输出一宇节鲍煽玛位串攘患：4，oomInByte：在字将串编码中。读取下一个特螭鹦的字符：5．DeCLdBits：在当字节解礴对，读取来解鹤竞辩编玛戳审穗意 秣建表秣文学磋士譬俄论文；6。DeCSvBits：在当警带释玛彗孛，保存表解{驽完鲍缡玛位窜蓿惠：?。OeCOutByte：辘窭瓣鹂产生瀚字褥信意：8．DeCInByte：在对字符串编码流解码时，读取下～个待艇码的字符OutCode：婺。vR2。AIncR2：患索gl码提至《缀码般位串长发Mov秘tr，#CCodeLTab酌vCA，罨A+Dptr：煮表褥到索引硝的编码S西pOutBits：虢出编褥链串：赣基辫瓣：藕璐疑蠹褰燕=整赣出。运罄爱戮潜镄塞臻鹃穴枣N---4CC0deLTab：DB00000000b．10000000b．11000000b，11100000b。111]0000b：DBll】l1000b,11111100b：鬟虚索gl玛；囊编璐辏滋转冀蹲：也可赢接定义转义玛辅棚赣出新字符OutBits：kCall渤L榴ata；Co嘧ata：返秘采满一事爷躯骧璃截率蔼意OutBitsL：RioA：R2￡￡l。83XehA，Cord)ataRlcA蟊eOutBitCOutByt鞠K：^e懿lMovOutBitC：XchDjnzAJmpComO”tByte：【稿，Use：；ifonebyteOKthenOUtl§Ut|宅^．#COateInit矗，cc菲§a专嚣R2，OutBitLCor略vOataCompByte：l&ovRO。#comBuf1&or越BCompB抖eL：XchA．霉姻搿f辩^，8+渤潍ee0MovA。ROSubbA．#Co曲ufSj碲OutCode；Comer为滑动搬口缓冲隧：畿我捧锶鬟淆翡密籀匹配戚功。求褥索引鹤输出缡褥 祷建襄秣最学校士譬燕语文ComQByteO：IncROCjne鼹，数臻港#f《o§∞《掩CompByteLsJmpOutNew：躁配尖政，输出额字赘该算法鹣糕痔设诗宪叠采鬻了褥秘辩蒙懿结构悒糕骞谈诗方法，窀撵离了软件鹩搿糁橇毪。在接黼翠嚣孛涎供了鬻户自定义援搿，臻得嚣缩箨法翡痤霸裁克太丈燕强，簿只蘩蘩敬焉声禳瑟擎嚣鹣多霪拣羁裁莓瀵憩箕象应瓣邵境鬟求。京压爨霉法翟謦竣诗孛，溪麓密器享蛰蹼耗秘烫燕≤攒夭搀簿》矮爹避褥t天走麓纯了毳撵我玛*携寒7辫法静摭嚣靛攀，倏茭程攀冀戡滢攥蘩缝孛褥裂了缀好戆簌麓。上蘩魏窭豹蹩送缭臻蘧麓部分深我憋，其实，箕熬瓣也～榉地麓攀．特粼燕这爨缆壤了Golomb镰弱，搜褥解羁辩，只赘嶷缡羁靛流书读到“O誓藏谶骥已经撂剿一个爨整懿缓璐壤惑，熬魅对浚壤惠努辑麟码帮可。另羚，该辫法豹聪壤模型艇髑了囊逢斑横溅，馊褥宅在攀片规应耀中龅撬卡扰能宓毯太大趣强。恻絮，豢系缝受平就复傻<热凝恕萋嚣飒>，游动察日散撼缓掉嚣W以通避jc垂绽码滤的群聪德碧日恢复，番刚鬟统就耀黉璧新建巍滑动窿翌宰典媾。嗣l墩，这蠢剃子提嵩数据压炼的效鬈。3．3，3穰攀缝诗模型的癍耀醋巍蘩手蕺搴统嚣懿蠡逶菠禳踅，燕鑫篷雅避攘孛对蠢鬣瞧薅孳耪避露统诗，荠酶悉瓣字{譬譬豁糯鹩，戳褥嘉将矮辅羁麓字镣鲍疆筑效聚，瓣予滚模型，鞠荣懿入羔下支竣蓑鞭辩器避藩袋辩，昃jI圣蓑运爨耀戆骞袋譬簿避嚣撩辜统计，那么藕蜀驻杏凇多概举浸存储燮翔汗镳鹣基础士，褥粼较磐熬援缩效撩。纛±疆懿蓬装箨法竣毒专孛，溪凑鬟疆中黪每个掌狩箨襻褰一令豫簸爨参数，帮该黟捋勰瑗懿对越搂崽，势按出璎瓣科勰瑕痔逆垮撩捧。热聚辫滑渤密辩翁宇铃嚣豢堪嬷一令蒺攀睾}数器，记袋该字将在熬篷缭懿字搽枣孛出凝弱次数。粥么。懿霹；奠对滑动宠疆中熟字镣按其擞鼹的频鬻丈，j、米撼房。按照这势愚黠竣诗爨米戆笺法裁蹙蒸子爨遥感概率绞圣}搂燮瓣数据压缩冀法e上述，基于壤辫统计攘墅瓣疆缨冀法，在实现七更复凝。这题暇为，谯掌搀蚕匹懿壤潍下，算法爨考感蜜蜀的谖攘阏题(是恕缀攀最低的数握戤去还怒恕辩勰最早驰数搬测蒜)；同潍，即使程贩配驹悸况下-算法还蘩考虑颓率诗数鲍濮整翘题。贯掺，冀法中频寒袭黪誊在对资源熟鼹求也糍t强媳， 铺建豢林纛学埙素学谯格文在攀片撬嶷孀幕统串，峦予资渡斡瓣熬帮对蓠效率黥蒙求，蒜予字热模蝥翡蓬缭算法怒一个雯壤憋懿选择。3．3，4记渌裾关参数存储设计一条竞蹙的记聚，包捂采集的AD毽觏实时时阀。在上聪介绍过，本系统使用记录块的起始时闯和周期时间来计算实对对间。因此，在记潦存储时，还搿熊存储这些参数的修敬值。如谯运行黝过程中修敬了周期时间，剧这～变纯就对以后的数辩韬录产生影响。程奉系统申采孀阅隔对筒稻阍涡敲来袭示周辅对阍。西蛾，鸟记录稽奖鸹参数斑该包食：罄、胃、霸、对、势、瀚隔薅闻鞠麓蕊敲装7个参羧。程记漾滋程中，率系统不对这蹙参数进行压缩存储，灏使用】|：乏下筑荆：(1》对记漾褪关参数，袋耩蘸辍弓{罨碣嚣鼹参数静方法襻储蚕诞漾流书；《2)竣繁一个嵇菠状惑警泉记辩7令参数瓣修教状态．状态字黢耥翔下：}7嚣5垂善奎l§|嚣泼梅毒撼月丑对势阗编孵窝阉耩数黠凌态宰翡莓令霞；懿暴舞“0”表忝黎壤已经辩该参数俸了馨敷，越簌下～令记黎疆缨菇{i舞之翦，痘先把修敬缝聚记录下米，否鬟|l誉瘸谌最。具体记蒙方法囱下覆嚣蘩是爻。《3)薹凝骞熬参数酆拨悫上修潋炊态时，则把下瓤定义懿数据浚存蠖到记录漉警：号l导码十健“0”+年、月、星、时、分、阕黼对阍、脚丽数(毒>当哭饕熬分参数薮修投隧，雯|j譬状态孝最鸯键鸯“l”，并搬下覆定义的数撼流尝储到记最溅中：Sl导璃+竣恋字+襞蘩改瓣参数《参数矮謦瓣上)根据上璇的规则定义，在系统复能时欹态字为00000000B，袭示全部已磐羧；两程一次记袋寇或爨其蠖茏llllllllB，袭零都没骞惨改过。艟警系统的运行，可能修敬了参数。只要商一个秘数修魂时，都将状态宇的最高饿涛零，且对应鲍参数搜也漶零。嚣此，可{il掇据搜杰字静最簿位采判姆}是孬有参数被修改：如莱为“1”，说明没有任何修改。如果为“0”。W珏进一涉判瑟靛态字是否为霉，就知遵是垒部修改述是部分，并按上西觏藤Ⅱ输出参数数攒流。 诮建毫憾^骨嘎士昔铖论文3。4显汞管理模块糍艇搜嚣投袭酌键盘嬲鬟忝嚣，建久撬交互鲸墼要邋遵，搽侉鸯酶诲寥摄铭爨整舔愚逶蘧镳纛输入裂纹表串去瓣，瑟其爨鬻懿臻纛褥燕遗涟基暴嚣寒获取t联以建盘氅理程黟鞭显秀鼍管理程黪的好坏是赞羹程序饯暑I耋舱一个麓要辫素。瑚’弼照示管理氍钨擞管理瑕胯设计崧备融殿殿系统软牲髀缡制申，宗媳一般帮蠢藤较灾静Z露羹。这燕黧势它稍簧鼹黉麓产篱建翡搡稼方式鞍发舞匏箍示界顽。谯其体实现上一般截技为繁琐，懊谯技术上一般郝不难。因此，媳萋辩嚣暴繁瑾蠢整袭警瑾鹣嚣嚣实现魏不捺套锾。褥恕冀纛竣在耄孪论其嶷瓣模块的实现上．对键盘的其体使用和短示信息的具体意义可参阅附最B的使怒技术逶凌磐。3。4．1渡磊显承瓣工传原理俺介纛阵戴滚磊鬟暴箨Ae礞|嚣嚣}弹}羚熬挺撰S荣攘裁缝簿一拿客藏劳稽慧线(DB7·D130)，岛单片枫实现接蠲遣接i内部自帮搬令辩枣器激、数撼辩存疆DR、靛椽恚鹣F、最器攘裁触发纂OFF、X￥雉蘧嚣数嚣、Z蟪涎诗羧器、照示数据缓冲区DD黜气M，撼供了单片帆对该滚蹑显舔嚣的鼹示控镱l襁实现。液晶搬示箍5裘控制线羽外部接口信母与功能描避见袋3。2．表3。2ACM-12832攘裁线按瓣蓿孽与臻耱撩述名称标准功能描述!搜缒罄母t￡H／L彰w=‘L’，E薅号下簿瀣镶静DBT-DI§0R，W*‘H’．E----‘14’；DDKAM数据壤到DB?。DB0D／l=‘辩’：衰毒荤DBT-DB0舞曩承鼗箨溯彰LD／l=屯’：表示DB7．DB0为箍示指令数据Ⅺw=。H’，E一‘}差’：数握簸滚掰DB7．DBO删辑篷射辚=‘L’+E----‘酵一L’{DBT-DBO蕊羲羰骂舞羧璇DR片j嶷：CS=‘H’i造择ICI(左)64列CS}l／LCS=‘o{逡择l￡2≤塞)64列献L裹位控制宿号：RET-----0有散渡曩墓承嚣拣获鸯显黎控裁都是透过撩令寒寰残瓣．这些撵令姻袭3。3 稿建囊罅太母嘎士蠹俄语文质瑟。袋3．3液菇显示器ACM-12832措昏袭指令磷摧令RDD丑秘缒WI765432lO曩暴Oe垂il{l，控糕显示嚣兹嚣美。不影畴ON／OFFODDRAM串数据和内部状杏最示O0l曩番起嫉抒(O～31)措定箍示群腻DDRAM中哪。起娥纛一露舞始显器羲黎姐0eleltX；0～3设ItDDRAM中的炎地址(X-X地址燃址)设麓V燎蛙O1V地址(O一63)设置剿地址(Y地址)o读取技态；BN襄砌汁j1：掇位，O；正常U，ON／OFF：l：照示搿{读拨态leOEe8夺0So瓴显承关TYFBUSY；It斑部擞撑F秘攫冬就绪祷显示蒋数攒总线上的散赭D秘7一数据0l最示数据DBO葛入DDRAM瀵遂暴】l纛示数据跌DDRAM蒋数据读劐数据效据麒缝DBT--DB0根据号l嬲控割逻辑(袭3．2)秘指令表(袭3．3)不难缡制该渡晶姓示器的盟示控制程序，如例程8为该液晶显示嚣最底屠的控制横块。：铡程8}渡晶显示嚣显示控制驹底耀接口单元；Function：显露关LcdClose：MovA，#LcdOff：LcdOff=3EHS协LcdOnoffFunction：显承开LcdOpen：MovA，#LcdOnLcdonorf：$etB￡￡文：sACallLcdWrCmdClrLcd咚Sjt静LcdWrCIld：Function：写数据，Input：Le疆rDt：SetBLcdDILcdOr牛3鞭A抛数揍字警 福建袁悻太学嘎毒t谯论文SJmpLcdWrByte；&nction：写命令。In龃t：^舞螽令字LcdWr洳d：ClrkdDILcdWrByte：C1rLcdRWMovLcdPort．ASetBkdEnC1rLcdEn：下降沿锬存Ret：翔nction：读墩L∞DDPJ瞰巾的显示数据kd翮Dt：HerbkdDIS蜘LcdRd殴te：Function：读取LCI)的状态情息LcdRdsts：ClrLcdDIkd翮酝te：SetBk棵lMov^ILcdPortSetBLcdENC1rLcdEnRet3。4。2用户字模瘁的建立煮阵式液晶显示器能够在荦片祝藏甭系统中褥刮广泛地威用，筵掰为它不仅能够鬟示谣文、数字，而且还能嚣示汉字和简单的甏形。简革说，就是能最示各种字符和图形。溺魏，建翔系统能够提供用户嚣常壹蕊、友好静交互界瑟。纛阵式滚器显示嚣显示字符斡蒙壤和计算撬串字符显示斡覆璨一样，都是逶过字耱瓣纛瘁字模在嚣摹上曼暴实现的。骞些滚熬显暴饕有蠹萋字符发生器蓐壹撩生姨字符焦薛字攫，毽渡鼓显器器ACM．12832没有。因她，字穗蛇显示爨要用户自基建立曩户字模摩。一般说亲，字德字模蜷式寿横向型和纵自型裁釉唧l。横向接式裁是把字符点障按横向从左到卷再从上劐下蛇顺序以字节为单能进行捧列，其中左边的点为字节的糍位，右边的点为字节的低位。字节的集合就构成谈字符的点阵字模库。纵向格式就是把字符点阵按纵向从左至Ⅱ右辫从上到下的顺序以字节为单位进行排列，其中下边的点为字节的高位、上边的点为字节的低位，字节的集合就构成该字符的点阵字模霹．因此，16×8的ASCII字符艏要164慧 荫建囊秣兔露|羹士蠢蠛语文个字节。露16X16熬汉字字姆器娶32个字节。本系统使用的字符字模赢接从UCDOS褥供的譬库文件ASCl6、I-IZKl6中掇敷。但UCDOS字库中字符字模格式怒横向格戏，藤点阵式激最显示嚣ACMl2832需要豹怒缀f司格式字模。困魏，字符字模提取谶程串避蘩进行格式转换．在蕾午多资料上介绍磁C语富实现字符字模的提取和转换辫’嘲。-F磷铺程9是剽带Pascal语言稳漱字横糖窦铡(翡能实现，不考虑程净鞠藏行黻率瀚繇)。：耩程9；字簿字搂痒鬟崴帮转羲懿Pascal语富窭瑷TypeAscPatterrl^=rray；Array[0。，SO越ofByte：壳sc弧ttern缸?飘妒tplAscPatternArray：#zP鑫ttem融rre铲娃r甜￡0+．1l砖ofByte；BzPatternBArrayPtr=。HzPatternBArray：HzCharType=Array[0．．1]ofCh馘；HzCharPtr=’HzCharType：C溯stmsk：array[0。．7】ofbyte=《$80+$40。$20。$10，$08，$04，$02，$01)；{躲；譬：船≮；==2GetASCPatternModule*=；嚣==端==。#===#}{====#==∞甚===。GetHZPattern]40dule2渊黜=∞￡=端==。}ProcedureGetHzPatterDOtz：IIzCherType：BzPatternBPtr：Pointer)；BeginGetHzPatternWithlndex((Byte(H≈【O])一181)·94+Byte(Hz(1])一Sal，#zFBtternBP≮r)：End：ProcedureGet№P8tterngi蠊ln翻x(index：longint；HzPatternBPtr：孙inter》Var‘Bzk：戳】eofHgPatternBArray：BeginAssign(Hzk。’hzkl6’)：Reset(Hzk)；Seek(Bzk。index)：Read(Hzk。HzPetternBArray《HzPatternBPtr’))：{泼款汉字掌攘}Close(№妨；End；Procedurellz[娆V(HZPO．HZPI：HzPatternBArrayPtr)：{{斋式转抉}vat49 话建袁螺太学碱士蕾伍豫文i，j：byte；HZBit：array[0．．t5，0．．is]ofbyte：beginfori：：oto31doHZPl‘【i]：=O：fori：哪to15dobeginforj：=0to15dobeginifj<8thenHZBit[i][j]：=HZPO’[j}2+0】andmsk[jmod8]elseHZBit[i]fj】：=HZPO‘[i曩2+l】andmsk[jmod8】：end：end：，．，．fori：=0to15dobeginforj：=0to15dobeginif腿Bit[i][j]<>othenbeginHZPll(idiv8+jdiv8)峭+j】：=}lzPl‘【(idiv8+jdiv8)"8+j3or($lshl《imod8))；end：end；end：procedureRea姒nd鼢iteHzPat：{功能；《1)对文件LcdHz。Txt中豹汉字提取字模、转换莠鞴l趣翻支销：；(2)对i衷些汉字构造类满-叉捧序树(卜-狮定义)．使得对该类满-二义排序撵搜内中彦遣历褥到的结果为擎增有廖；(3)再埘该粪满-叉择净树采用烧痔遍历(下面定义)，并把漶历结袋撤据要求格式辅出剥文件中。这个漉历结粜供查找算法使用。}beginend：{一=。=⋯一一⋯一一一一==一一==⋯一：}利用自编程序提取字模，不仅大大降低了设计工作擞，而且还可以根据实嚣需要遴行薤疆。3。4．3字模库结构组织字模库结构组织的裔理与否将直接影响液龋显示器字符撼示效率的高{篾。本模块中，字模库结构按以下规则j靛行组织；(1)ASCII字符按ASCII码颥序捧放，如扶ChrO～Chrl27=50 福建囊悻上学嘎士学位论文(2)从前到后，屏蔽掉系统不需要使用的ASCII字符，并用汉字字符替换，一个汉字占用两个ASCII字符位置：(3)在上述替换过程中，如果中间只有一个ASCII字符时，则保留备用：可以用它来存放一些特殊符号(4)替换完成后，如果还有汉字字符，则全部放在ASCII字符之后：根据这些规则组织好的字模库结构如下；ChrO-Chr31：控制字符，with’管网水压监测系统日期时间正常记录’．1fittzChr32．chr33：空格totallchar．UseChr33：’!’totallchar．RemainChr34-Chr43：一#“。0料’with’状态上下限’．5HzChr44：’．’totallcharWithACPowerSignChr45-Chr46：’．。total2char。UseChr47：’／’totallcharWithDCPowerSi朗Chr48-Chr57：’0123456789’total10char．UseChr58：’：’totallchar．UseChr59-Chr62：’：<=)’With’标定’．total2HzChr63：’?’total1char．UseChr64：’e’WithBlinkingBlock．total1charChr65-ChrgO：’ABCDEFGHIJKLMNOPqRSTUWXYZ’，UseChrgl-Chr96：With’拨号站’，total3Hzchr97-Chrl22：’abcdefghijklmnopqrstuvwxyz’，UseChrl23一Chrl26：’⋯”_ith’报警’total2HzChrl27一c}Ir255：a11nouse。replacewithremainHZHZ47580：阴080h，068h．024h，0a3h，Oa6h．Oaah，Oa2h，Obah：’管HZ49852：加080h，080h．082h，092h．⋯⋯：’录’chr32：BB000h．000h，000h．000h．000h，000h．000h，000h：’空格_⋯一一一一一⋯⋯一⋯一一一⋯一一⋯⋯5l 蒜建拳悻史学碱士辱露论文3。4．4字模库的使用方法通过上妪的方漱组织起来的字模库，对字符显精、字模库的引用研采用以下几馨孛方法实现。(1)直接使用字符字模的标号来定义，这是精常用的方法。例如癸显西掣记录”，可以这样定义：LCallLcdStr；假设该糕序蜜现从标母显承字符潍HZ48327，HZ49852，0；鞯“0”作绪柬标态或错’2。徽桴327．HZ49852；翔字符数作萼i导码秘用遮秤穷法甜，鲡栗要丽时鬣承ASCII警符，辫必矮把淡字耘号拆努，颤藏示“记漾；”，粥簧蓉羧如下：K§llLcdStr：校谖浚稷痒寰凝扶标鸯显暴字耱DWHZ48327,HZ48327．}16，HZ49852，BZ49852+16，Chr58,0域游5。11248327。HZ48327+16,HZ49852，HZ49852+16，Chr58这释实瑗方法，鬟镶黧豹缺熹簸爨苓够罄溅．褥报，鼹蚕字符瓣要对照宰棱露蠢找标号，这缀容爨透嚣镄、警写蝼造戏显暴横误。特嬲是在最示汉字瓣。《2；妻接使熙要显涿的字譬誓来定义。这釉方法教渡酗显承嚣的应用文歙中警朱见有介绍。咧如同样照示“记渌”，它是这撑毙义的：LCallLcdStrEx：暇擞该糕序实现从字抟显承字符∞‘记象’，0或DB2，‘记最’利用遮种方法时，如果要嗣时箍豕ASCII字符，则鼠癸把簧藏示的字符直接书写上去即可．这是因为ASCII字符和汉字字符胃通过稷序泉识别。妇要驻示“记录：”，刚修改如下：]．CallLcdStrExDB‘记录：’，0畿豫3，。记录：‘督以看出，这种方法簸大靛德点簸楚编写醒蠢嚣臻了，戳箍迫零豢鬟造成错误。奉文就采耀这种方法实现。它静姣煮旗爨实蠛曼示辩簧笼求得字椿程宰模库巾静标弩。闲藏，逐器舂惩累统壤癸赞辩阉瓷源-掰淡t荤l熙这种52 箍囊蠢毽支孽暖壶学矗论文方法对，簧怒办法解决这一矛詹。一秘方法是；在潦程缪绽译懿，穰焉蓬缀语誊把源程序文徉中需要鬟示的字褥定义，转换或拣号。霹把第￡2)秘方法利用裹级语言程序鑫劫转纯恣第(1)秘方法：另一秘方法是；在汇编源程序中，耋接透过要显承敕譬拿睾雀找该字德魄字模标号。这转方法要解挟的蛔题是查找的效零闽题。从上瑟字援库结构组织可以簧堪，如果怒AscII字符，则可以利用字掰码(即ASCII码)作为相对予字模库表头的偏移基(x16)。直接得到字模的起她地址；但对于汉字字符就只有间接求得了。在汉字字{守数不多的情况(N≤16)下，直接利用顺序奁找的方法。可以牧到较好的效果I婀。本文采用下面将要介绍的快速查找算法来实现．3．4。s字模抉速查拽算法设计3．4．s．1类满二叉排序树什么艇类满=叉摔序树?蹙满二叉拌序树是在二叉捧序树闻(或称=叉擅索树f黼})的基础上定义的．二叉排窿树(BinarySortTree)或者是一棵空树：或者怒具有下歹jj性质的二叉树：(i)若它的左予树不空，刚左予拇上所有缩点的值均小予它的根结点的值；《2)若它的右子树不空，剃右子瓣上所有结煮的俊玛犬予它的穰缩煮的值；(3)它豹鸯右予树氇分稍为二叉捧穿搴尊。癸满二叉捧缪拇对二爻捧序树箨戳下修谔；(1)若宅豹左警辫不空，剿左子树为满二义撵净栲；(2)若它鹃寒子挺不空。剃左予辩也誉窆，星杏子楗豹深度或誊为l、或者等予左予撼(如爨3。8器倒c符会，D琴特舍)。《3)它豹发表子楗也分裂必类潍二叉撑彦挝。从上裁定义知遭，这釉二叉挝熬每操子树，如果褰在庄、袁子楗躲避，则左予树为满二叉排序撼，右子楗为：叉摊序撼，且卷子糖的深度要么为1、要么等于其左子树的深度，故称其为类类满二叉摊序楗。它不同予完全二叉树，也不同于平衡二叉树，如图3．8(B、E)所示。 祷建袁莓囊孽疆士謦羲静文羔／弋i。．-i8≥t2＼／、／＼，、；。／。、。‘鼬墨：／哇<_＼10／t＼，。／、／}／{，l3器节馨|l《C)聂。／t<≥：z／＼∥＼，＼；fB)豢：／《<-8＼10／t2＼，。／＼l3器7c垂》誉聂．／8＼彳4>弋／，／4l3S{10’瞧)琴燕鹫3。g类满二义捧摩樊示溅同时瓤证明以下缝论：(j)潦发特性；类蠛二义摊序树辨深度举越过其毒愆样熔点数的定垒=叉辩的漯度(1log：Ⅳ；÷1)；瓣且，慰一终点的杏予树熊深度军会超趱蒸是孑树熬深度{‘2)遣掰特性：类满=叉撵净辩秘中净游掰结莱是掰脊结赢静商黟浮判；嚣其竞净造历其煮缀鲟静蠢搜特性。先廖遮历瓣查找特性袭瑗在：龆粟鞋巾穿遴掰躲过程辩每令络焘避稽犏芎，瑟按绩点嚣素缀簌枣要#太瓣终点缡号，懿整3。8￡矗)，称该编号失辩盛结燕在类游二义捧垮楗孛辨序嚣≤锻设规您从l舞始缓号)，则使残先廖港历褥戮靛螭暴穿爨兔(8，龟2，】，3，6，5，7，12，l键9，ll，14，13，15)，势臻渡寄秘兔炎溅二叉撼膨瓣购快速燕找袭。如果以谈序列撵海类瀵二叉终廖挺麴数撰存鼹络搀，在类潢：叉搂膨树巾对某关键字Key避葶亍蠢搜。魁对乎经镑一个内酃络点(it意誉是时子鲢点)，设僮为Value，如果甄配，受I】查拽成功t翔累Key小苄Value，燹ll将攒针糁刘下一个攀元，继续查找暇配；如累Key丈予Value，则将指竹加上一个嵇援值慰继续查找嚣配。该值等于该嬉点程娃／＼鸵／＼{＼<㈡ 谖建襄豫点学疆奄棠攮豁文该结点失搬豹子瓣串耱序蟹的一举。这种褒拽特性鸯撼半蠢拣肄鬻强链，讴京察瓣数蹇缝梅瓣毒旗缝织旁全不同，叛举壹搜簧求教撂窿别毫缝骞侉，褥这量甏求数据滂捌是满最类满二叉摊枣楗瓣患枣遗历缝暴。露量程指赞移骢盼处理上邀完垒苓一样，不必要蒙辑半查羧那棒诗冀乎均德移彀整操佟。这些特摄使褥，鄹瓣类满=叉撵黪树浆焱序逡历痔列实现捷逮查撬算法设计，农单肄枫应用系统申懿够键劐稷好豹实现．文4。裘2抉蘧畿拽算法设计一一-本算法懿设计就楚戮凝满=毙徉痔糟作为数据缩构，弧箕先烨遍历岸剜掺舞褰穗翁鹞瓣．褒游辩冀法浚诗乏嚣，先褥群捷一令瓣透；魏莱巍瓒黼3．s(D)新永静惜凝，宅赞么也誉鲢缀纸娥一裸癸瀵二爻播謦挺，躲舞瓣决亨簌上嚣讲述蠢找旺醚熬过程躲遂，亘爨罴农莱令缝熹支芎装键字X黟，l、予该结熹鹣德确l辩时，攒赞姆接援是避静粳枣壹捷。露拢，糕魇这一特性，当扶接焱寒转戥其右予树避，如聚密子树麴存熊是邈壤撵謦ll童，则冀法辘霹凝糕零!l漾杼。这霹以从匿示慕理艇，先对该：叉摆摩姆作巾越零浆调整，调整鬟的：叉搏序楗如图3。8(E>贷示。则滚二叉播垮辩鲢走缪避弱黟列魏(8，4，2，l，3，6，5，?，14，12，10)，则利用上蕊蛉查揽溅程蛾可以正零王柞7。综士分析，本快速查找算法绪台了的辑半鹰拽算法秘曦謦查我雾法各自的优点t张数据量坡大时使用折半查找来加遽；耐在数据纛较少时使用顺序鸯找，可蕊避免指针不必袋豹踅复处璜，必大翱遮了蠢我遮凌。这是鬻为颟序瓷我在数据羹较小时(譬如小乎16)时能够很快地正律l刖。在奉镰透串荚使蔫汉字4l夸，分析胃选择浆两种较优鹣类满=叉终謦褥构造如图3．9所永，本谋瓶选择黼3．9中的(A)图．对平快速焱拽袭可以逶过离缀港害轰羧生或，褒锇疆9串已经说骥，毯霹塔手工麓终，嚣海攫一般的单芹枫应闲系统中用剿的汉字都心鞍疹．庭谈谎，这秘恢速奎羧表辖捻生戒麓攀，捶入亵瓣狳嚣素令数方蠖，霾势这胃{；i遴过势耩树韵结构来箍壤。两鱼糕实际斑用串可||；盂根据熟谇需簧最添淫薹。瓣程le徐逛滚算法戆兹壤实蕊溅筏璐。 糕建拳髂文参礓士毒穰论文<<丢：刁，1彳3、57，≤泌瓦2～乏<，裹，。&沁(B)从《l鬟∞强麓存瓣，发早错霜攒拳重攥寒早瓣瑚蠛殍熏我墨3．9本规汉字的类满二二芟_蹲|枣楗搀遗：铡程lO：快速撩找算法瓣汇蛾实现：Input：R6R7：汉字帆内码；Return：殛tr：字壤檬号qSeekHz：稻eekHzL。SeekHzN：QSeekI{zG：MovDptr,=l}HzPatLibMovR2．#00010000b；#20h12：警祷嚣配谴鬻12：ACaliGetRom2Bt；RetinR5AXchA，R5CjnejlII瞄。QSeekHzNXchA，R5CjneA，瓣，l；)SeekHzNIncDptrIncDptrACanGetRom2Bt：]letinRSANovDpl。^XovDph,晒RetMovA。#4：不匹配jncQSeekHzA：鬟ll先翔鞭蘑攀芷·捆莱夺耨移篝洲魏R2；R67>[Dptr]．蒲针鞭穿移动船个单檄强鼙姆、矛∞一。一＼。笊≤舷≤愈／、八”／^撼 谲建袁辣太季硅士季童语文MulABQSeekHzA：Add"^’DplMovDpI．A3ncOSeekHzSIncp抽QSeekHzS：MovA。P,2RrAMovR2。^$3mpOSeekl4zL：R67([Dptr]，指针顺序移动一个单位：修正地址指针：修正下一次指针偏移蠢惨芷当结点，在以该结点为摄的树巾的序号：inputDptr：notchangeDptr：returninAR5GetRom2Bt：MovR5，#lClrAMovC^。@MDptrXchA，R5Move^。@A+1)ptrRet3．§键盘管理模块如前所述，本系统采用遥控键盘作为人机交互接口的输入设备．要实现键盘的管理．首先簧对遥控器输入的红外信号进行识别，称软解码。在软件解鹨之前，先了解一下其编码缩构．3．5．1红外遥控信号的编码结构简介遥控键盘褒按键对会发射一串脉；申信号，我们可以通过示波器对脉冲绩 诺建袁蒜太学硬击季簸铬文号避嚣观祭分接，12￡确定爨控信母静编玛然{奄。嚣蔫，红岁}遥控榕号麓编码络橡并没蠢统一的檬准，懿文敲【10l、t02、t03、1041等分筑了凡耱喾惹耱编娼绪梅。这里对零系统中赝使用舱邋控器妁售母犏鹨结橡传令麓单奔缨。该遥控器采黑寓憋平的脒；中宽度(Tp0j箩}示豹顺净进行计算。在鬃加的过程中，淀种运算顺序可脆产生的进位使有c1、c2、C3和C4(按运算顺序)，如圈示。观察知邀，进像位c3在产生时，其寓像结粜并不存在．由上面的簧球，我们不能借用其它倥或存储单元．因此，耩芹瑟对c3单独处瑕，而且贝能由工作寄存器求暂存c3．这就必然增加指令数，降低箅法散率。IC4：：C3：R辱R7～弋、：：王粒魁(∞R7xR4：＼i茁lA馐)R6XR4：＼黪i!i事～～_rc-强@(1)舯R6×X弛R3：B＼《刿AF婪～一、、{商：、：’、’叶C2：黎。薏P蕊厂矿⋯‘(A)一般螫式叛i蕊R6辩一＼：：王糙墼琏)R7XR4；＼!莓!A国R6XR4；＼”IB—l工F～～-猫j@R6(蛰RT啪XR3。：B胄Bj甄A卜、丢》；i：、’jc3：箭。苠∥鬣产矿⋯’《B)改送竖式网3．14：字节乘i去运算竖战示意圈 蔫建袁秣女学峨毋学篮静文改选簿法韵落算釜式鲡萄3．14-(B)所示。它把原骚式的运簿顺序傲适当的调整，先计算第④步，后计辣第③步。这样一来．同样产生四个进位梗，整每个遂像位在产生霹都梭其高德结莱l羧牧了。下面是剃孺改进艏的算法编制的程序源代码．已经对代码作了优化处理。爨覆13：二字苇瓷逮兼法MCS-51汇编瓣裁玛伽ul：MovA．R4：(1。”：A=R4MovB"R?：(2，2)：B=K7MulAB：《1．{)：R4*R7：B-R47H，扣鹃7LXchA．R4；(1，1)：A=R4．R4IR47LMov勉，B：《2，2》：R2=R47BMovB，R6：(2．2)：B=硒WulAB：fl。4)：R4}髂：B=R4BH,A_黼LAddA。R2：(1，1)；A=R4瓿崤2-E{§》鹣7tt：一>CIXchA。R6：(1．1)：A-R6。R肛R46L+R47HXchA。B；(2，l》：A-R4酬。耻R6AddCA。|Io：f2，】)：A=R46嚣+c1MovR2．A：(1．1)；R2=R4删+c】勤vA，R3：(1，1)：A=R3‰l^B：(1，4)：R3*R6：胁R36H，舾R36LAddA．R2：(1，】)：^=船6L+R2=R36L+R拍H+cl：一)c2XchA，R3：(1。1)：A=R3。It3=R36pR46H+clXchA。B：(2．”：A=R36H，B=A=R3^d辩^，蝴；(2，1)：A=R36鞋+C2Xcb^lR7：{l，1)；A=R7，R7=R3醑+c2MulAB：(1。4)；R7啉3：B．R37儿A=R37LAddA，妫：舔，l，：矗IR37玲R6=I{37》R枣6p懿7B：一)懿XchA，R3：(1．1)：A=R3=R36L+Rq洲+c1，R3=R37L+R46L+R47HAddCA．B：(2，1)：A=R36L+R46H+cI+R37H+C3：一>C4Xch气R?：{l，1)：矗-R7蝾36H+c2，R7嗉36L+R4雒÷cI+R37tl+C3AddCA，#0：(2．1)：A=R36H+C2+C4MovR6。A：《l，1)：R6=鹃6H+C2+C4Ret：(1，2)：蛳lEND{‘一⋯一_H⋯⋯～⋯⋯。。⋯⋯_h_⋯⋯⋯⋯一羁塌敬逶算法设诗豹二字节俊邃乘法子程露潮ul，鸯其它瓷瓣辫，108,’09]上介绍的相比，具有使用汇编指令数最少(27条)、生成机器码最短(36字繁)、撬露速度最妖(43令捂令鼹期)等特蠢(懿客返碧潺訇)。 祷建拳罅史毒礓士毒基论文3．8系统标定模块在测量过程中，一般是把各种非电量信号先通过传感器变为电量的模拟信号，再模／数转换器把模拟信哥转换成撤字信母。通常我们希骢显示器直接显示出被对象的单位，如压力Mpa、流童m3m、温度℃等等．所以还要将A静转换精蠹鼋数码(它们一殷不等于琢有参数的羹纲俊，其表示掰相对的大，j、)交换残带有羹纲静值。这种转换镧标定或称为工程羹的转换。黟l标定可以采蒡l硬件和软件措施鸯鬟鞋实瑗，本系统使翔软捧标定法．软粹标定较之露疆}孛来瓣节器种糖密电锭嚣簧饕单、方便、灵活。一一一双1r家提供熟特感器溯试皴据资料鲫翅遂，本系统所使焉耱瘫力传感器鹊线性度裹，线性懂一般农0。0s～O。06％。霹l麸认失该黄感嚣是线性瓣。蠢她，投握线性值公式，本系统选用嚣．点法黠转感器压力进行竣标寇，称线姓上下艰标定法，其原理如熙5．1熙示。躅中，横坐撂为采梯船燕，数坐撂为测量的实麟压力傻(单位MPa)。}圈3．15线校主下獾称定法蘸囊示意圈擐据线性公式，莱检测点鹣垂力霹由下式计算：P：塑堕二墨塑i!迎=篓塑2+PMin(NMax—NMin)根据以上琢理，标定模块程枣的编制相对较挎简单，(4)最簧对上下标定点 福建袁稚土曹磺者昔截语文进行灞量，并记录标寇点的压力值和AD值砰可。但舞注意，标定上下限的选择敷霉胬能缝接近实际测量压力酌上下鞭值，逸样可鞋有效魄提高铡董精度。掾定的其体撵捧爵参溪辩录B靛使用接术说耨书。 薏建拳枨太季．硬毒葶难论文4．监控中心系统软件设计与开发蓝按中心系统软释竣诗，帮上位巍系统软襻设诗，海城市供承营潮援力j}氛铡系统的～个黛要组成部分，是实现系统远程监控的有效手段。4．1系统功麓设计监控中心系统软件设计的爨标不仅怒提供用户友好姻人机交互界嚣，恧棘还要实现以下功能；(1)对监测点历史数据的存储；{2)对j|蠹溺赢信意包括其设鬻参数的管理(3)对监测点历史数据进行有效的管理。如数据分析、打印报表等；哟瓣蓝潮纛进行蜜盼袄态豢诲．根据系统功能设计的目标，可以拟定系统的功能模块框图锚构如图4．1}箩}示。监控中心软件累统系统主控界面站点警理子系统记录警理子系统数据楚理子系统状态查询子系统强4。i监控中心系绣软件功能禳块霍銎4。2数据库结构设计数据库结构设计的成功与番将直接执定一个系统功能纳好坏{】J田。奉系统使用MicrosoftAccess殿爆敦转来设计数据库的结聿晕，势利用Access蛇“导出”功能将设计好的数据表导出，生成所需要格式的数据表．毒。2．1数据表结构设诗在本系统中设计T--个数据袭来存储有关的信息：簸控点熬本参数液、鹕 {蠡建袁端虫学礓士毒燕论文圈4．2各教据表结构定义及说明∞ 镊建患特大学咦素学往论文甑控点设置参数寝和历史数据记录表。备数据袭的结构定义及簋说明细图4．2所示，各表之间的关系如图4。3所示。圈4．3吾数琚裹之阏靛关系定义考虑至n本系统功能开发的需蒙，在数据表结构设计时预留了一些字段以方便系统扩展。瀚对考虑袄箨设计静方黉，蓥控杰豹穰怠溺爱数据袭来存镄，熙按参数性质分别用两个主从表米存放，I；l方便对监控点参数的管理；释监藏熹瓣爨史数据翻阉一个数据表寒存敷，荔方便瓣历史数据懿管疆、势耩和处理。数据表之漓关系戆建立爨逶了蒙提痒操器豹竞整懿；数据痒熬竞熬整(Integrity)IIlll是指数据库中数据应始终保持正确的状态，防止不符含语义豹镑谖瓣羲天粒输出，辩舞镶瓣“垃圾避垃圾臻”骶途残夔戈效操终释错谡结果。在数据裁定义时，每个袭都定义了关键字，称为志键(PrimaryKey)；焱关系定义簿，又定义7表蛇次关键字，称老终键(SecondaryKey)。如监控点历史记录表巾的“编号”字墩为主键，“站编号”为外键。作为主键的关系餐失“参照关攀”，作鸯乡}键瓣关系舔必“菝耧关系”。4．2．2动态创建数据库别名在数据库编猩串，常需要在程序串褥不是遴过s琵管理嚣米动态建立数据库别名。动态俐建别名使得应用软件对系统的依赖性降低，而可移植性大大增强。在本系统孛藏袋孺这秘方法来翅建数豢海裂名。例程14：动态创建数据库别名的简单例程7l 疆建拳拣太学硬出学覆论文procedureCreateDatabaseAtiasName(DatabasePath，A1iasName：String)：beginDatabasel．DatabaseName：=A1iasName：／／Setaliasn8＆eDatabasel．DriverName：=’Standard’：／／SetDatabasetypeDatabasel，Params，Clear：／／elrDatabase’aparametersDat曲asel．Params．Add国atabasePath)：／／SetDatabasepath⋯⋯／／CreateTableorQueryend；另外，本系统应用软l串还通过程序动态设置ODBC数据源。动态设置oDBc数据源建通过对系统注册表写入信息实现的。限于编幅，这里就不傲介绍。4。3系统主控界面设计界面设计过穰就是系统各功能模块实现其框架结构的过程。界面设计将蹇接关系列系统久糗交纛要覆豹茭鼹及冀操终秘方褒。4．3。1界面窗体设计图4．4系统主拉界面布局圈 霜建纛尊虫葶霞责毋燕静文系统童控界面生鬟提供给用户观察的留口和搽作的接口。本系统主控界蔼布璃结构翔谣毒．4所示。奎控界面窗口的最上酾为系统舶点菜荤。提供用户操作的接口；窗口中蓠憝城市供求警璃分舞秘蕊俸规翔霭，灏嚣患栏鐾撬鹾了簸控纛豹分帮霞嚣，观察密舀纛示了溢控煮静站名、站号和最船一次上传豹压力德；界面最下部是妆纛条，它提供了系统撵捧说臻或凝态淡蹬。考虑裁镶挎赛嚣麓捷美鼹狂搽裕静方偻饺捷，添统主莽瑟不浚鼍捷捷按镬，蓠用一个辨舔式捷撬菜举淑惹谯乏，撼一些霉餍瓣攮掺接口藏鬟囊该捷蹙褰攀孛，藤站熹警瑗，避最管理、虑羧墨枫等。毛3．：羲睬拖赫功缝黪窦瑰在实簖应用中，有时为了观察的方攫，可能攀调整观察譬口的位置．这潜，用户翻蔼鬟耪i直麓拖韵麓察鬻日怒摹巍蕊两铸捷貔摄诈．轰了实现这一功能．必须对控件的童个毓舔事粹(按下、移动和释放)徽出反成。在面向对教静程澎谩诗滔富串，这一臻靛楚禳容暴实鬟黧。瘫控静舜发瓣，奉入辘把鬣标拖韵功能傩为躐察窗口翡一个行为衙设计。：铡程l‰爨寨寥曩鬣臻拖羲砖藏鲢宴现VarFLeftDownPos：TPoint；procedureTTi蚺indow．MouseDo#n(Button：TMouseButton；Shift：TSbiftState：砥￥：Integer)：begininherited；ifta“)。thenEIcit：if(Button铷bLeft)thenbegintag：=1：／／设置黻标按下标志(秘羯菠静熬Tag瓣蛙》FLeftlk坩nPos。X：=X：FL席ftDownPos，￥：=￥：end：end；procedureTTi洲indow．MouseMove(Shift：TShiftState；X，Y：Integer)：begininherited：iftag<>Othen／／麴巢菰撂芒援’Fbegin73 娼建袁秫文学硬士孝挂论文Left：=Left+(x—FLeftDownPos．x)：／／调整窗口位置Top：：Top+(Y—FLeftDownPos．Y)：FLeftDownPos．Xl-X：FLeftDownPos．Y：=Y：end：DrocedureTTipWindow．MouseOp(Button：TMouseButton；Shift：TShiftState；X，￥：Integer)：begintag：=0ena：／／取消鼠标按下标志●一——一——⋯一⋯———一⋯一⋯一⋯⋯一⋯——⋯⋯在本塞统中，慰铡压感霞墨的调整也耀露样的方法实现e4．4站点管理模块靖熹警理模浚提供蔼产对蕴致点及冀参数豹耩关撵终。这些搽捧凄戆毽括以下几项：鹭4，5监控孛心菇点警疆器塞体毒是(1)浏览监控点的相关信息；弭 嫱建蠡棘点学暖毒学经论文(2)添加监控点；(3)删除监控患；(4)修改监控点的相关信息：站点瓣理模块的人机交互界颟如图4。5所示。该界藏与主控界面不同；主控界面主要是掇供用户观察的镶口，它使用菜单(下拙菜单和弹出菜荤)作为用户操作的接口；而该界面生要是提供用户融系统功能的实现，它使用靛旋按钮作为用户操作静接日。逮一区剐在其它模块豹界面设计中也褥戮缀好的体现。站点管理器的所有功能操作都可以在界面项部找到对应的快撬按锈，这嫠褥其功黥操作奁蕊雨方餐。4。5记录管理摸块记录管理模块(记录管理器)提供用户对记泵操作所需的所有功能。根攮实际应翔纛要，任何记渌操作都不改变记录数撰。历史记录管爨器螅设计界面如图4．6所泳。图4．6监控中心记录管理器窗体布局豢，s。l诧录浏燕功戆在记录管理器中，用户可以方便地编辑浏览条件，查看所需蒙的记泶敷75 镄建毫靠太毒礁士_蠹穰卺文据。剥月缝搀纯蠢淘溪言(StructuredQueryLanguage，SQL)可{；i方便蟪安瑗诞秉溅撼动缝。-F嚣是本系统中魂态生残S札豢海疆訇麓镌疆。；捌程16；动；蠡擞成SQL潺句实现多条转缀套套邂渊程qryHisData．SOL．Clear：证朔isDat氖SQkAdd(’SelectDistinctA。编姆，A．蛄盘，A。站号，&霸期，B。爵阔，#．承篷。+’FromWPStation。db气WPHisl)ata。dbB’+’Where丸犏号鸡．站编号’)：ifChkName。Checkedthen—ifCmbNases，Text<>’全懿’then／／ifC蜮mes。ItemI艨Ⅺ强赫鼬yHisDatLSOL。Add(’andA。站名=：Name")；ifChkTime．CheckedthenCaseRdTlIIe-ItemIndexof0：QryHisData．S毽．瓣tfand&毯鬟j=：Date’)：l：beginQryEisData．S瓤．AddfandB．筒期>=：DatelandB，日期<--：Date2’)：end；QryHisDat3，Prepare：i：=0：ifChkName。CheckedthenifCmbNames，缸xt《>’垒部’then／／{fCmbNames．ItemIndex<>OthenbeginOryHisDatePar唧s[i]．AsString：=CmbNames．Text：Inc(i)：end；ifChkTime。CheckedthenCaseRdTime．1temlndexof0：QryHisData．Parsms[i]．AsDate：=DBDatePicker。Date；I：begin嚣强isVste．Params￡i]．毒s豫te：。潞糖tePickerl，狲te；Inc(i)：QryHisData．Params[i]．AsDate：2bBDatePicker2．Date：end；end：QryHisDst＆．Open：-一⋯⋯⋯⋯⋯⋯J“⋯⋯’“⋯⋯___⋯一一 幅建意悻太学碛世学性论文文5。2分薪薤理功煞势据姓理动戆提供用户熙表攒熬劳辕建羚辑缨豢。辫袭颓览巾黪麴蚊嚣露戳整零蒺簸控煮丧菜鞫、菜莠蔽蘩年稳枣趱交纯爨线；摄表彝魄较受累绫澄发预鬻耽熬。数据分糖结果输嬲对应予曲线圈朗九个缝计量：测纛点聪力会谤率、灏豢意擎稳篷力、溯羹赢纛毫嚣力、灏鬃煮勇攀蓑骞逶力、澍纛囊舜常高压次数、测量点最低眶力、测量点鼯鬻最低压力、测量点异常低聪次数鞠溯量纛袋集次数。遽蹙筑诗重慧羁孺SQL弱绫谤臻裁寒零瓣豹。攀震鹃SQL统计劝能如下激所录#⋯裘{．1爨掏毙豢瓷器骞S毽懿绫谤臻能缱计功镌函觳功能说明Ⅸ魉雌诗舞记黎约慧羲囊St眦球幕羲值宇敬的憩和霆￥0采蒺数馕字援秘平均薤砌1)【求菜羲谖宁段鹩鬣犬篷鼙l瓣求蔡数壤睾投的蕞小氇4．5．3打印报表功能在记潦管理辩牵，“鬻袭颈览”靛右土霜骞嚣巾羧程，》潮为嚣露蘩≥篷蹑秘塞接努印翻魄磺动能。，它靛帮粉氍拄露羧遗匿装缮梅粒数据分褥继暴。瑟4．7所示为打印预簏的寓律布局和拜邵输寤钓表零结构．辩漾C箍实际斑雨串蛇狂印袭攀实秘。箨印预蓬摄供疆下凌能：ti>选择抒球梳和设震符帮辊褥程：《耸誊接蠡繇输密{(3}蕊撵蠢邵鞭琵瓣绦敲毙铡。缩教剃裹遥徽常耀豹缩放迸嬲，氆嚣戳事工输入耩耨镌比爨；另静，在颈爨撬图中单老鼠橼表键辩蠢键分别礴娃敷太帮缩孛貘箍秘：镄；渤{受爨覆聪疆性：爨边嚣大小、页潮鄹页脚属性、背景风格簿。页灏设髯簏塞傣赛嚣蘩稳魏鋈毒，8赣暴。(5)搬打印哽面慑黟为臆形文{孛，以方便各种成用辫要。页灏可摄襻为鞘p、GIF、JPG或弦臻游辏式；7" 福建农林土学珏士学位论文(6)页数显示和页面调整功能：点击状态栏中间的四个图标一一-_即可调整当前显示页。图4．7打印预览窗体及其打印表单结构示例图4．8打印预览页面设置窗体78 福建农林土增硕士学位论文4。6虚拟主机模块攫数主辊模块是为安现远程系绞状态查递和调试恧设计豹。痿拟主枫熬努钵摩局翅黟4。9髟示。暴撼妻边为参数显示区，右上建为虚拟约泼鑫鬟示器LCD，套下势为虚拟键盘，中阅R姒数搌送可同时显示通淑接收到的愈令代码。圉《，g纛搂童枧系统在参数区，单击圈标萱I可以捌新对应的参数，单击两标气可敬设置对应的参数。这两个圈标对于记潦项分别为上传记录和滴空记录操作。为了操作方便，在参数区还配置了一个弹出菜单，它带有两个菜单项(J目l／新参数和重设参数。如图示)，膈来对所有的参数同时进行搡作。该弹出菜单对于记录项操作无效。虚拟键盘的所有按键操作，将模拟下位机的遥控键盘，对下位梳实蜣远程控制。同时，虚拟液菇显示器也将保持与下位梳的液晶显示器同步。参数 祷建袁椿轰案．疆士带谯论文区熟煞撂也耱薅差渡爨显示器麴霹鞭瑟捌毅。虑拨圭槐举仅掇供远稔jl耋控下捷搋的磁能。藤艟还提供爝户雯友好的交互赛繇。纛羧囊凝磷戳蠹胃!l户鞫时照黎最丈爨瀚雾疆纯信感。覆下经瓿尽繁使用了液晶驻添器，但这樱对于虚拟主桃的Pc界碟面富还楚籀当祷限的。4。7蘩统软转设计恿绩袭上、下经辍系统软穆{受谤瓣避稷孛，戆终爨嬲终麴臻戆没谤惑怒。终耪纯设计秀法爨基予壤涣豫、蠡顶翔下耋霎豫、缱秘毒芝黎痔浚诗餐程黪羧谤鼓本纂磷上发媛起来瓣l¨越。蠛块纯竣诗降羝了系绞熬复袋性，使褥系烧容暴黪改藕熬试；羁爨壤魂7系统器令部努麴菇话嚣发，献麓提裹了软锋瓣囊产效宰。自疆囱下纲豫设谤方法使褥系娩羧照一定的屡次缝狡转织成不溺鹣功髓攘块。弱鲢，槎系统牧伟拜获中遥始终使用丽向对象(Object—oriented，o。)设秘方法。攫下短擞巾，典型浆应翅麓数据驻缩冀潍豹程膨嫒诗。该攘块撼供了蓉缱级釉题户缀两个接口．用户接口为软馋的穆撩戗造了便利条摊。巍上缎钒巾，从臻可撬黪串瑟秘遴讯《豢鲥∞榭控制功瞧)、打印控裁劐阿耱的站患掇示赛口、任努檄瑟栝和虑拟渡磊显示器等等所霹控襻及蔡赛蕊的浚谛和辩笈，无一不融入了强淘对象弱设计方法。 福建末悱土学硝击学幢论文5。系统测试、实验与分辑系统测试主鼹是指软件测试。因为，硬件测试一般只是检眷硬件线路连接馕嚣，主要霆魄潺线蹙否短鼹竣连接燕鬻。瑟疆{孛接鞠豹正确性与台遥往常常是通过软件测试来究成的。S．1软件溅试软l串测试l“3l的目的是尽可能多地发现软件产品(主舞是撸稷序)中的错误和缺陷。软件溯试的擞要步骤商单元溯试、集糯溯试和确认测试．单元测试(unittesting)也称模块测试。本系统软件浆用面向对象结构化簇穿设计方法，攀元测试是在横浃豹编褊阶段遗行豹。鞠在模块编码完躐对就进行模块的功能测试。．集藏澜试(integrationtesting)遣猕缎装嚣试，它是辩峦蔷横浃缝装嚣藏的程序遴干亍测试，主要梭齑模块间的接翊和通信。集成测试主要发现设计阶羧产生静错误。在下整瓿系统孛，集或溺{式主簧检查秘调整各穗麓模缓阔豹寄存使用的冲突l；习题。本系统牛对寄存器的使用作统一定义：寄存器R2、鬟5终戈诗数器；R3、R4、R6、R7佟兔羧蠡奏麓器；R0、RI终海数撂缓津馘地址指针。同时，在单元模块编码时尽可能地服从这～定义，这就保证了蓉统集残辩冬萃嚣之趣黪接口弱矮痿不会发生潞突翘惩。确认测试(validationtesting)主要检查软件的功能、性能殿其它特铤是黉与鼹户瓣器求一致。零系统功能嚣发是壤擐鼹户爨求设计魏，鞭l；之功携较为完善(相对于用户需求而言)。系统的饿能及其宅特征怒在用户对系统试用阶段进嚣确认涮谈的。糍用户试翔麓闻，可§l逶会提出对功能的修改、添加和取消等要求．阂此，确认溺试的过程往往也是系统逐移完善的过程。蓦，2系统实验与分析系统设计过糨的实验与分析伴睫着系统软件设计和溯试的懿个过程，系统豹新鸯功能是程软捧测试静过程串不鞲穗蘩琵、蔹遗鞠竞善鹣。本系统的实验内容生要包括数据采集、数据压缩、数据存储、数据传输、数器势辑、蠡瘁擐表帮辩掌擐警簿。本系统设诗捷耀瑟辩对象缭梅琵浚善中方法，所以各功能项目的实验与分析主要遐在系统单元模块的设计和测试阶段遴撂熬；各模块麓豹毒l约关系是在类袋溯试黢段避簿熬i系统究整功懿豹实0I 箍建表昧文学疆击誊隹格文验与分析是在确认测试阶段，即系统试用阶段进行的。本系统已残璃邃应震予罗澈窳司，冀嚣寿功髓静实蠛稳在实舔痤蜀串褥到了很好的验证。附录C是实际应用中的日报袭表单实例。下面是利用窦际袋集一天豹数据滋孬懿数据压缩爽验。压缩蜜验I；数据来源；亦头点；对阐：2003年2月12g；总记录效：180个DB44H，44H，44H，44H，44H，44H，44H,44H,44H,44H，44H,44HDB44H．44H。44H,44H，44H,44H。44H烈H"44H出H，44H，44HDB44H-毒5H，44H，44H,44H,44H，44H,44班，4《}l,45H,44H,44HDB44H,44H。44}|。44H’44H,44H。45H"44Hr44H，44H，44H。44HD器4鞭,42H,42H,42H,42H,44H囊2Ht41H,44H,44H,42H,44HDB44H,42H．40H，44H,42H,42H,44H．42H，42H，42H—lH，42HDB4耀，42H’42}{辩E42H,42H≯2H。4l}{蠢2H"4IH,42H,42HDB42H,42H,41H,42H,42H，42HA2H。4]H，41H，41H，42H,42HDB42H,42H,42H,411-：I。42H,3DH,3EH，42H144H,42H,44H，村H船科H|44H,45H,45H,44H,45H，45H,44H：SH，45H,44H,44HDB44H。44H，44H,42H,42H,42H，42H,42H。42H，44H，42H,44HDB44H,44H,42H，42H,42H,41H，毒2醚鼻l}{≯lH}毒lH，4]H鼻IHDB41H,40H。41H，4]H,4IH,40H，40H,41H,41H，40H，40}|，40HDB41H,41H,41H，4IH,41H,42H,41H。42H,42H,42H,44H,42HDB42H,42H,42H,42H,44H,44H,44H。44H，44H,44H,44H，45H：⋯⋯⋯——⋯～⋯⋯⋯⋯～一压缩生成的数据流如下，共49个字节：F2H。20H。00H,00H,07H，9IH，60H，28H归5H,03H，c8H,42H,BCH，83H,gAH,SEH,40H,D9H，47H,40H,2AH，85H，08H，82H，BCH,TBH"IE3H，EDH,E4H,4AH，IEH，45t-1，52H,90H,60H,54H。47H30H,68H，1EH’40H，89H，22H,0DH,47H,41H,0IH，E4H，15H莲缩实验2；：教据来源：公司点{时阃：2003年2月12日i总记录教：180个DB41H,3EH,42H,40拽41H,41H,41H,4]H,41H,42H,40H,44HDB44H,40H，42H，42H,41H,44H,44H,42H,42H,46H，42H"4IHDB毒4}l毒l珏菇蔫}l姗瘁l瓣2}薹≯2}差毒2Hll辍{出H"霹5}|’4l鞋DB42H,44H,4IH,40H,44Hl，44H,44H,40H,42H,4]H，40H,42HDB40H，42H,4]H，44H,42H,44H，4]H,42H,42H,44H，42H。40H92 疆建藏拣土藿磺毒学基论文压缩40H，42H，4IH。401-{，3EH，3EH，40H，40H，3EH，40H，41H，41H4lH，4lH"40l{鼻oH，3￡}l，3D}{，401-1，40H。40H，40H。40H，42秘40H，3EH，3EH，4014,41H。41H，42H，3EH，3EH，44H，41H，41H40H,40H,40H,40H,41H,42H,42H，3EH,44H,40H,42H,41H3EH,42H"4lH，45魏45H，聿2}i，42H,42H，42H，44辩，4lH，44H44H,44H，42H，42H,42H。4lH，42H，42H,45H’42H。42H，4lH41H，42H，42H,41H≯IH,40H，41H,45}差,40H,42H，3EH,40H，EH。4lH，3DH，3EH，41H，3EH，40H,41H．柏H"41H,41H,41H4掰{毒l}l菇l}毛≯2}|。4l臻4珏l≯嘏，4l秘,40H菇l}薹菇1H,42H40H,40HAIHAIH，44H，42H31H，45H,42H,45H。4lH，4】H燕成豹数据流如下：共92个字节F2H。0FH，8FH。BCH，85H，FAH，0EH,0DH，BCH，88H，B3HtBgH，9EH,46H,BBH,AgH,63H，BBH，CSH。BEHAlH，F2H，17牦6FI-"I|2．0H，62H,i邋H,DAH,B7H，6BH，66H,B9H,76H,F1H，F2H，56H，13H，781-1，F7H,07H。90H,AEH，5EH，41H，77H,3CH，89H,CFH，20H,0BH，CgHAFH，IFH。79H，131-／,CSH,ID／-I,F．,4H,1FH。1FH，6DH，F．．4H,56H,1EH，44H,ESH,C6H,gDH,32H,4FH,20H，5DH，BBH"cTH，DAH,F2H，0FH。$FH,76H，BBH，51H，4FI-I。21H,4FH,22H，5DH,3BH,33H,BBH，79H，17H,AeH从以上两个实验可知，当被压缩的数据较稳定时，愿缩比按近4：l(实狻1)；寇铰不稳定薄氇袋避2：|(实验2)。鞋2：l豹垂罐进来诗髯，一天180个数据(时间间隔为8纷钟，存数间隔为1)，错要90个字节的存储单元，粼一冀X25Cul5努存德誉多于5+哭懿数豢囊。这完全霹爨瀵是嚣藩应罴系统的实际空间需求。胁潍眦腿黼黼潲黼潞m 箍建系榨土学聩击学磕论文敝结论本课题研究以计算机技术、智能仪器仪表技术、传艨器技术、现代电子鼓术和遴讯技术樱缝合，开发了一套通用性强、扩展性好的数攒采集监溅系统。系绣通用性袭现在系统使用传感嚣偿为被测对象与单片桃鬟统的接口，研班方倭地实现对其它对象进行监铡。系统扩葳性表现在系统中使用了单刀多掷模拟开关。研以方便地添加对其它物理量的脏测。阂此，从某种意义上说，本课题研究所设计瓣系统是一释遁翔的、多参数(藏多路)数据采集整测系统。在磺粹芯浮接口主，系统脱离了军巍豹并稽总线结构设计蒜惩，嚣采瑶黧线总线工作的串行外设接口(SPI)．SPI总线的寻址能力与接口引脚缴无关，焉并行慧绞涟寻垃裁力增燕黉灌翔受多静萼|瓣。嚣戴，零l薅SPI墓钱结构使得硬件系统的升级更加方便，它不需蒙修改硬件电路。如TLC549为8镶懿A／D转换嚣，宅与瓣系列12藏貔A／D转抉瓣TLCl549豹羹装结菊箨雩|脚定义党垒相同．因此，当要求提高精度或在篥魑要求较高精度的场合时，系统是螫更换了蕊冀裁甏实瑗秀缀。硬转竣量}上豹这一特轰遣大丈翔强了本系统的通用性．在系统较转设诗过毽孛，零入怼算法设诗秘钱玛伐纯擞了大蠢豹磷究工作．提出了有创造性的新概念和新算法，并在51汇编层次上对所有的算法加以实现。首先，针对数据采集系统中数据相对稳定悭，这种稳定性是在系统试用阶段对袋爨到蛇数据进掰双察和努橱褥劐的，提感了适髑予数擐采集系统兹数据压缩算法——基于字典模型的自适成数据压缩算法。这种隧缩算法舆有缡解码筒单特点，适用予单片戡-应用系统t两且对于数据稳定憔坡姆的系统凝有压缩眈高豹特点，平均压缩比这4：1。在实际数据豹压缩实验中，疆缩比最低也接近于2：l。其次。针对字模库字模查找的需要，提出了桊满=义摔枣树的定义，并提出了基干类满二叉排序树的先序遍历特性的最优化快速查找算法。该算法充分体现了折半蠢我和颓侉查我各自静优点，在数据量较大对，算法使糯折半查找来加速；而当数据量较少(如小予16)时使用顺序查找，以避免修改84 祷建衣秣走孝锺毒学位语文指针影响瓷找速度。而且．算法中对数据存储使用类满二叉排序树的先序遍掰律为存德结籀。这使褥在毙较过程孛，当结煮数据魄关键字丈瓣(较竣二叉排序树为递增缩构)，畿找指针_双需顺序下移即诃。这简化了对指针的修改缣槔。另外．在浮点运算模块设计巾，提出了双字节乘法的改进算法，并对程澎蟪强髂了蕊纯。在嚣藏瓣MCS-51浮熹舞法参考姿辩孛，该抉遽乘法其骞最少指令数、最短机器码和最快执行速度椁特点．在上挝辊系统较转嚣发申，本人参阕大量炎摹毒自主嚣发了A个较有徐蠖的控件：串行口通讯控件(带MoI删潦讯功能)、虚拟液晶显示器控件、据印控件(带骞完整的打印预览、打印设爱和打印功能)等．总之，这次课题研究是对本入科研能力的一次综合薇全面酌锻炼。通过邀一课题研究，壤养了本人“遇山开路、过"坷搭桥”的科研能力匈方法，同肆寸也展示了本人在硬件设计和软件开发方面的潜能。 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祷建塞秣土李J疆童荸佳静文圈A，3传感器供电及MODEM电源控枣j电路暾原理圈93 福建袁林文学埙士学位论文一、硬件接口附录B监控系统技术说明书图B．1监控点单片机系统硬件接口简图l、备用电池插座：12V铅酸蓄电池，标明+12V的接正极．其它两个均为负掇；2、主电源插座：15V交流电，由变压器提供；‘3、HoD脚电源插座：提供系统控制MODEM的电源开关；4、LED指示灯插座：从上到下共4个指示灯，分别为：蓄电池充电指示，蓄电池电压正常指示、主电源电压正常指示、串行口或遥控键盘数据传输指示；5、遥控接收头插座：从左到右分别为地、+5V和遥控信号输入端；6、传感器插座：从左到右分别为地、模拟量输入、空、传感器电源(+24V)：7、MOD酬通讯插座：按图示引脚顺穿与九芯串行插座一致；8、液晶显示器插座；另外，单片机盯89C52两边有两个电位器，左边一个用于调节^D转换的参考电压，右边一个用于调节LcD的显示对比度．二、工作状态显示在工作状态下，显示内容分四页，每页两行．分别为：第一页t设备名称、软件版本和研发日期；第二页：铡量水压的当前数值、设定的正常压力范围{第三页：系统日历时间、监控点的站号、己记录的数据个数；第四页：电话号码、最后一次通讯状态：第三页中的日历显示不显示年份，仅显示月、日和星期．星期显示用数字1到7分别表示星期一到星期日．第四页中的电话号码，在正常情况下显示为监控中心的电话号码即上传数据拔号号码．而在异常报警时显示为报警拨号号码．94 讴建蠢稚太学礓素学谯论文在工作状态下．使用遥控键盘的l上／下键】可以对显示进行翻页洲览。羔、嚣萋羧态显拳在工作状态下，先按【确认键】"然后输入用户密码辑按【确认键】，即可进入设置获褰。在竣鬟状态按【取消键l霹退潮工捧状杰。在设簧状态下，显示内容分八页，每页也分两行显承，分别为；燕一页；下凝标定、上限标定；第二页：藏常下隈、正常上辩；第三页：日期、时闻{繁霾页魏五页篱走夏懿七页援孳、擐餐；站恃、记蒙；存鼗羯疆、送簸霹螨；撒警闻蕊、间隔时间{第八页：下壤时镯，上限对间；在设鬻状态下。艋示页中反褶显示的那～芎予为当莉稀，鄄当前操作韵项目．用遥控器的【上／下键l可姒选择誉葡页的不同行的项且进行参数浏览和设置。在设鬻欹态下，按下【教字键】簸可鞋擎馥参数，羧下￡确认键】帮完成繁茂．在馨改时按下其它键即可放弃修改．在设鼍状态下，如果长时间没脊按键操作，则系缝在等待黠簿越过一努钤后，耪鑫动逶酉工维装态．这薅黧豢蠢寤动擎兹搽终，澍选蠢凑取消．1。耩定蠢法i选择“下限标砖”威。上限标定”项．按下f确认键】或黻便一个【数字键】(没鸯实际意义)，显示转为测量毒睾换的舶煌。此时虚当让俦感器接好，并调熬溅量的物理羹《压力+F隈／压力上限)。肴勤AD藏示值齄鼍：稳定后．记往诧瞬的实际鞠理蠢德(使用标准测慧仪器同时涮取)；按下【确认键】’照示转为定点小数形式显示。等恃输入。输入实际韵建耋氇，然茬按下【确认镰X静完藏标定．标定时．下限标定应当取接近实际渊量范围的最小德；上限标定应当取接近实耘裁重范壤瓣曩太攘，这搀搿戳搀高潮耋{蹇度。要避免翼尾土壤耩定或下瓣与±照相接近的标定．2。正裳上下艰没重l在显焉专“正常上限”或“正常下鞭”项燕，接下【数字键】，输入所鬻的参数精按下l确认键】．低予下限值或离予上鼹蠛的测量值将产生报警．麓娆捡测剿报警状杰出骥进，辩套采取4撒警对蔺”遵行上俦定鳍整翻，这样W豺在报聱锭卷窭骥进酵，麓对上传报告异常情况． 福建农林土学碛士学位论文3．日期时间设置：日期或时钟输入时，每一项都要按下【确认键】’然后就可以对下一项进行设置．设置的值将永久保存在硬件时钟中，不会因为关机而停止。如果发生设置好的时钟会自动更改，说明镍氢电池损坏，需要更换。4．拨号报警号码设置：选择“拔号”或“报警”显示项．按【数字键】输入电话号码后，再按【确认键】即可．电话号码最大长度不超过11位．5．站号设置：选择“站号”显示项．输入所需的号码．按【确认键】确认．本系统目前允许使用“00”～“99”作为站号。6．记录操作：当当前操作为“记录”项时，如果按下【数字键】“0”，系统将提示“清空记录?”．按【确认键】清空，按【取消键】取消操作：但如果按下非“0”【数字键】则提示“发送记录?”．按【确认键】发送，按【取泊键】取消操作．7．间隔设置：本系统工作采用闻隔时间控制．不采用定时控制．系统设置了三个定时闻隔：存敛间隔；送数间隔：报警间隔，和一个间隔时间．设置时．存数间隔t送数间隔：报警间隔：都是设置“间隔数”，实际的间隔时间是“间隔数”乘上间隔单位时间得到．存数间隔和报警间隔以间隔时间为单位，而送数间隔毗存数间隔为单位。闯黼时间以分为单位，取值为1～255分．例如：设置的存数间隔=2个：送散间隔=3个；间隔时问=60分钟；则每隔2★60=120分钟就自动存数一次．每隔2-Jr60★3=360分钟就自动送数一次。8．上下限时间设置：当系统检测到异常水压持续时间越过“下限时间”时，才确认为水压异常-并开始启动异常计时．因此．“下限时间”的设置是为了防止突然的异常变化引起系统误判断．当异常计时持续时间越过。上限时间”时，则马上启动异常报警功能，进行第一次异常报警；接下来每隔“报警间隔”的时间长度就启动一次异常报警．直到系统水压正常或管理人员进行维修为止．上位机界面操作直观、方便．不仅在界面中都带有操作状态提示，而且点击主界面的“帮助”菜单中的“使用说明”可以直接打开使用说明书．因此，这里就不对上位机的软件使用说明进行详细介绍． 福建采林史学硕士学位论文附录C系统实际应用中日报表表单实例蕉壹燮篁璺垂妻g趔蔓堡旦i星奏垂皇08075070650量0．55公司点睡1)日水压曲蛾圈，●_●!ji；ji』!!j●●。_●-o。■⋯一‘一⋯泔一■●_●●"●--r●●--●’-●●★-●--．．J．．J．．J-^．●．．．1-．．I_-．J_-一L．．L．-～．．●●--●_●--●●-_●_^-●●●-●●_‘_●●_‘1_-●^-●_●●●．-J．，J．．J-一．●--．●．--●-．一I-··L--kt-L．----__--●●●--●●_-●●"-●●●●_^-●●●，-●●●●__-。-●_--●_●--●●--_．．J．-J．．J--．●．．．●一-^．．I．-一L．．L．一‘．．一I●●●●_-●●●pm一“^“时州氏j—jj^l^‘点叠^lk噼一州^一凡_。。●-_●-7’’‘一PVl妒矿■1，：⋯叫-●●●_---●●2∞啦瞳月堙日(簟位：时)■量点医办台鲁搴l■％■量始泉曩扶羹l一■量点平均压者‘■啦■量点异簟量毫压办■■点鼻薯毫医趺■●■量点■直劭L43话■量点异蕾量t压办■量点牟霍‘睚次■n—量点量‘压出Ul行制表日期时闩，2003-5-10巧：柏：16负责人，97吁哺¨瞄¨憾∞Ⅲ¨|詈o^．皇¨捌舛v甥幽* 箍建农林文学硕士学位论文致谢自研究生入学以来，导师吴锤红教授在学习和工作上都给予学生无微不至的关心和指导，锻炼和培养了学生从事科研的能力和方法。本课题研究也是在导师吴锤红教授的悉心指导下完成的。从论文资料搜集到系统硬件设计、软件开发、系统调试和最后论文整理成文，无一不倾注着导师为指导本研究所付出的心血和汗水。导师实事求是的科学作风，严谨的治学态度，敏锐的洞察力，勇于求索、锐意进取和不断开拓的工作热情．为科技事业忘我工作的无私奉献精神，无不使学生受益非浅．对学生今后的成长将产生深刻的影响。谨此向导师吴锤红教授致以最崇高的敬意和最衷心的感谢l在研学习期间，学生在硬件设计和调试方面还得到指导老师何书森教授的悉心指导和支持。谨此向指导老师何书森教授致以最诚挚的谢意。陈挺立二00三年四月，于福州'