基于CPLD的环境监测仪外围接口电路设计

摘要

随着我国经济的发展，社会的进步和人们环保意识的提高，环境质量越来越为公众所关注。但是，如何进行环境监测，仍然是人们当前关注的热点问题。而环境监测工作面临的主要问题是如何进一步提高监测技术水平，保证监测数据质量，以及如何对环境污染状况作出科学的评价。 本课题在人们对环保要求的前提下，致力于一种便携式环境监测仪的研究和开发。根据实际情况的需要，环境监测仪能够工作各种恶劣的环境场合，并且能够现场读数和进行环境参数的存储。按照顺序，本文研究的内容主要包括： 1.对于嵌入式系统的的传统设计方法与软硬件协同设计方法进行了比较分析，并参照软硬件协同的设计方法进行了本系统的硬件平台和软件的总体结构的规划。 2.在系统的硬件设计上，采用P89C61X2单片机作为主控芯片设计开发了环境监测仪的主控电路，并对各主要芯片的功能结构、应用特点以及各模块原理做了大量的研究工作。系统按照功能划分为5个模块介绍，分别进行了各模块的软件和硬件的设计。 3.在以往仪器的基础上增加了CPLD来实现监测仪系统的外围接口电路，CPLD的增加不仅使得外围电路变得简单，而且增强了PCB板的性能。本系统采用单片EPM7128S芯片实现了数据总线、地址译码、分频与逻辑组合等常用外设接口电路，同时，CPLD的在系统可编程特性使得修改设计相当容易，为其它硬件的修改和添加提供了较大的空间。 4.为系统调试，主要分两个阶段进行了系统电路的调试。第一个阶段主要是用面包板来搭建电路来进行调试，第二个阶段是进行制板后PCB板的调试。

目录

文摘

英文文摘

第一章概述

1.1课题来源

1.2选题意义

1.3本课题的主要研究内容

第二章嵌入式系统的设计与应用

2.1嵌入式系统的简介

2.2嵌入式系统的设计

2.3基于嵌入式系统的环境监测仪总体设计

第三章环境参数监测仪的主体设计

3.1系统的总体结构

3.2MCU控制系统

3.3传感器的选用与信号调理电路

3.4数据采集模块的设计

3.5时钟信号采集模块的设计

3.6数据存储模块的设计

3.7人机交互模块的设计

3.8系统主板硬件电路图设计

第四章 外围接口电路的CPLD实现

4.1CPLD的特点与选用

4.2CPLD模块设计流程

4.3MCU与A/D转换芯片的接口

4.4MCU与LCD的接口

4.5MCU与键盘的接口

4.6MCU与Flash Memory的接口

4.7CPLD模块的综合编译

第五章监测仪与PC机的数据通信

5.1RS232串行通信标准

5.2监测仪串行通信的软硬件设计

5.3PC机通信软件设计

第六章系统调试与结论

6.1PCB板制作

6.2电路调试

6.3结论

[参考文献]

硕士期间发表的论文

致谢