便攜式功率分析儀設計----功率分析儀軟件設計（一）

第四章功率分析儀軟件設計

4.1軟件設計框架

如下圖4-1所示，其中SED1335是圖形液晶顯示控制器，它集成在液晶顯示屏幕電路中，提供獨立的顯示控制字，可用單片機對其進行控制，單片機通過SED1335將數據送到LCD顯示。通道進來的模擬信號經由A/D轉換成數字量，將這些數字量存入緩存器FIFO后，再由ARM讀入進行計算處理，我們所選用的ARM LPC2138擁有強大的數據處理能力能完成數據的采集、處理、顯示以及鍵盤操作功能。經過ARM處理的數據，系統參數等信息都將保存在FLASH中，便于調用。FLASH是非易失性存儲器，可以重復進行讀/寫，讀寫時應按其時序進行。它用于存儲字庫和程序，本設計中使用的FLASH是ARM單片機LPC2138內部FLASH.在這里鍵盤按鍵操作和控制是直接由ARM來完成的，利用鍵盤掃描方式，通過定時器不斷對鍵盤動作進行掃描，從而達到鍵盤控制操作的功能。本系統在調試過程中還提供了串口對外通訊，利用68013將串口轉換為適合與上位機通訊的USB接口，實現與上位機通訊，達到利用電腦輔助系統調試的目的。

4.1.1軟件功能設計

如上圖4-2所示，功率分析儀的軟件部分主要分作數據處理和測量(包含對采樣數據處理、整合、計算以及對信號常用屬性的測量)、液晶屏控制、鍵盤控制以及校準這幾大部分，聯機調試部分僅在本設計的試驗、調試階段使用。其中液晶屏控制和鍵盤控制是軟件部分程序循環的重要組成部分。

4.1.2開發平臺

本課題設計中采用的是32位ARM7TDMI-S CPU——LPC2138微控制器，程序開發平臺選用了對該系列單片機支持較好的ADS1.2.

ADS1.2是一個使用方便的集成開發環境，全稱是ARM Developer Suite v1.2。它是由ARM公司提供的專門用于ARM相關應用開發和調試的綜合性軟件。在功能和易用性上比較SDT都有提高，是一款功能強大又易于使用的開發工具。ADS囊括了一系列的應用，并有相關的文檔和實例的支持。使用者可以用它來編寫和調試各種基于ARM家族RISC處理器的應用。可以用ADS來開發、編譯、調試采用包括C、C++和ARM匯編語言編寫的程序。AXD提供給基于Windows和UNIX使用的ARM調試器。它提供了一個完全的Windows和UNIX環境來調試C，C++，和匯編語言級的代碼。CodeWarriorIDE提供基于Windows使用的工程管理工具。它的使用使源碼文件的管理和編譯工程變得非常方便。但CodeWarriorIDE在UNIX下不能使用。

采用C語言編程具有以下一些特點：、

語言簡潔，使用方便靈活。C語言的關鍵字很少，ANSI C標準一共只有32的關鍵字，9種控制語句，壓縮一切不必要的成分。C語言的書寫形式比較自由，表示方法簡潔。

可移植性好。C語言是通過編譯來得到可執行代碼，便于移植。

表達能力強。C語言具有豐富的數據結構類型和多種運算符，可以根據需要采用整型、浮點型、字符型、數組類型、指針類型、結構類型、聯合類型等各種數據類型來實現各種其它高級語言難以實現的復雜數據的結構運算。

表達方式靈活。利用C語言提供的多種運算符，可以組成各種表達式，還可以采用各種方法來獲得表達式的值，從而使用戶在程序設計中具有更大的靈活性。C語言的語法規則不太嚴格，程序設計的自由度比較大，程序的書寫格式自由靈活。

本設計軟件方案包括兩個部分：本機程序和聯機調試程序。本機程序是基于ARM Developer Suite v1.2軟件編寫的，聯機調試程序是基于C++ Builder 6.0編寫的。ARM主程序運行流程如下圖4-3：

ARM主程序主要分為以下幾個模塊：

a)數據采集、處理：通道每個采樣循環采集1K數據，ARM讀取通道數據，在顯示數據之前對采集數據進行相應處理、計算。

一個正常采樣處理循環的主要流程如下圖4-4所示：

b)數據顯示：將數據處理后的數據和采集到溫度值顯示在液晶顯示屏中(如果為調試方式，應同時將顯示的數據傳送給上位機)。

c)鍵盤掃描處理：采用陣列掃描。定時掃描方式，有按鍵輸入則進行相應處理。

d)校準處理：主要包括通道校準、功率測量校準、頻率測量校準、功率頻響校準。

e)通訊模塊：與上位機調試程序的接口。上層發送的校準表數據、參數等都是通過這個模塊進行相應處理。該模塊主要在調試階段使用。