AT89C51单片机的智能磁场峰值测量仪设计(3)
1.3 本文所做工作
本文所做工作主要概括如下：
(1)、总体方案设计
针对智能磁场峰值测试仪的测试环境及应具备的功能提出总体设计方案，对软硬件功能进行总体介绍以及细化分工。
(2)、三文传感器探头的设计
根据被测信号特性与测试环境要求，选择与之相适应的传感器型号，并确定合理的传感器布局方案，为后续三文峰值检测仪的设计奠定了基础。
(3)、硬件电路的设计
硬件电路设计主要完成了对信号调理模块、正负峰值采集保持器模块、多通道AD采集模块，单片机及其外围电路模块，串行存储模块和RS232串行通信接口模块等电路的设计。
(4)、系统程序的设计
系统程序主要为单片机程序设计，主要实现了多通道数据采集、数据处理及存储和LCD显示以及串行通信接口功能。
(5)、总体调试和实验
搭建电路，进行了硬件功能单元的调试和软硬件功能的仿真联调。通过初步的模拟测量试验，能够很好的实现所测信号的峰值测量和显示，并且具有串行通信功能和数据存储功能。
2 仪器的总体方案设计
2.1 概述
本课题为基于单片机的智能三文磁场峰值测量仪的研究，总体设计方案是根据磁场测量原理，以系统的主要功能为依据，以可靠性、稳定性、实用性为原则，根据测量磁场的特性来制定的，进行了系统的软硬件总体设计【5】。
2.2 磁场测量特性分析
在本次课题中，采用脉冲功率电源充放电过程产生的磁场作为磁场测量环境。当脉冲功率电源工作时，在电源内部及周围会产生很强的脉冲磁场，这个脉冲磁场会对电源各个部件产生电动力的影响，它与电源功率成正比，三文脉冲磁场信号图如图2.1所示。
图2.1 三文脉冲磁场信号图
根据图2.1的三文脉冲磁场信号图，可以知道，三文脉冲磁场脉冲信号响应时间短，可以根据所要测量的磁场脉冲信号波形，进行传感器的设计。
2.3 仪器的主要功能
基于单片机的智能磁场峰值测量仪主要是针对动态磁场峰值的测量和处理。整个系统以单片机为核心，集峰值采集、显示和存储为一体。所设计的智能磁场峰值测量仪主要具有如下几个功能：
（1）、空间三文动态磁场峰值的测量与采集保持；
（2）、具有数据存储功能；
（3）、具有磁场峰值LCD实时显示的功能；
（4）、具有串行通信接口功能；
2.4 仪器总体设计方案概述
图2.2 智能磁场峰值测量仪总体结构图
基于单片机的智能磁场峰值测量仪总体结构图如图2.2所示。整个系统主要由传感器，调理电路，采集保持器，A/D转换电路，单片机，RS232接口，LCD显示电路和串行存储单元组成。
传感器模块：如果想要对空间磁场进行测量，首先我们就需要设计一个传感器，传感器的主要功能是将所需测量的磁场信号转换为电信号，以方便后续电路的变换和整形。
调理电路模块：调理电路模块主要完成对于传感器输出电信号的变换和整形，削减信号中的干扰和噪声。
峰值采集保持电路模块：峰值采集保持电路是整个调理电路的核心，其主要功能是完成所测磁场量值的比较，从而实现对于所测磁场峰值的采集和保持。
AD转换模块：通过选取芯片，实现对于多通道的磁场峰值的模数转换，并且所转换的数字量传输到单片机系统中。
单片机及外围接口电路模块：单片机通过外接RS232串行接口模块、LCD显示电路模块、串行存储模块，依次实现系统的串行接口功能、LCD显示功能、串行存储功能。