处于跟随状态当输入电压达到峰值而下降时，要大于，输出低电平，的逻辑控制端被置为低电平，使处于保持状态，从而实现了对峰值的保存。在采样状态，为了使保持下来的峰值不被下个不同的峰值替换掉，当检测到被置成低电平已经取得峰值，大于时，单片机控制置脚为低电平，这样只能为低电平，控制端为低，只能处于保持状态，从而封锁了输入信号，当将其值被转换器读走之后，再重新置为高电平，继续采集下个峰值。当测量稳恒磁场和交变磁场时，为提高测量的准确度，提高精度，常需要转换量程。这时必须要在每次转换量程后，先把和置高，使处于跟随状态，延时，使得的输出和输入相等然后将置低，进入峰值检测状态，完成量程转换，这样才能保证测量的准确性。负峰值采样保持与正峰值检测保持工作原理相似，当为低时开始工作。逻辑控制部分由单片机的脚来完成。保持下来的峰值送给里进行检测。转换电路因为模数转换器是个系统精度的极限值，为了保证数据采集的精度，本仪器采用由转换器组成的数据采集电路。下面是对仪器中的做下阐述。是美国著名的公司推出的新型转换芯片。该芯片由于精度高，速度快而广泛应用于医用信号采集便携式仪表压力温度测量系统。模数转换器采用内部自动校准技术，无须借助外部电路就可达到位的分辨率，并且能指出超量程位。工作电源电流仅，使其能理想地应用于高分辨率检测的场合，采用电源供电，可对至范围内的差分模拟信号进行变换。电路在模拟部分与数字部分之间必须加入隔离电路，才能保证仪器的正常使用。模拟隔离放大器价格较高，所以仪器设计上采用数字隔离方法，即光电隔离。由于是串行芯片，这就可以大大减少光电隔离电路的组数。实际工作中，串行转换器的数字侧与微处理器之间全部采用了光电隔离器件，将的数据输入输出信号时钟信号转换结束中断请求信号都由光电隔离器件实现电气的隔离。使转换器之后的所有电路都与微处理器部分隔离，见图所示。串行转换器的转换方式与标定由芯片控制字确定，的控制字包括输入通道选择转换时间控制与过采样频率的比率控制增益标定控制模拟部分掉电控制内部振荡器掉电控制等控制字。每次执行转换时都有新送入的控制字，按控制字去进行转换。单片机光电隔离串行模拟量图工作框图的启动包括标定和转换控制字的设置，但如果每次都要进行这种操作，耗时较长，可以将设置为连续转换方式，本次转换启动下次转换，下次转换的转换控制字由本次提供，这样就可以连续产生采集数据中断，可以达到自动采集数据的目的。在工作时，为全双工传输方式，单片机在送转换命令字的同时，也接收的返回的转换结果。在每次写入读出控制字时，需要检测的标志位，如果处于繁忙状态，就会延时段时间，待繁忙状态消失再读或者写。的实际工作电路见图所示。图工作原理图频率测量频率测量是电子测量领域的最基本测量，通常频率测量分为两种方法计数法。这是指在定的时间间隔内，对输入的周期信号脉冲计数，如为，则信号的频率为，相对误差为。这种方法适合于高频测量，信号的频率越高，则相对误差越小。测周期法。这种方法是计量在被测信号个周期内频率为的标准信号的脉冲数来间接测量频率，。这种方法被测信号的周期越长频率越低，则测得的标准信号的脉冲数越大，相对误差越小。由于含有三个定时器计数器，用它们来测量频率非常简单方便，只需对输出信号进行调零后再进行适当的放大，其后经过个过零滞回比较器整形后得到方波信号，再通过个四分频器即可。为了更为准确地测量频率，当信号频率高于时用测频率法，即关中断，把定时器设定个时间，开计数器，计数器溢出次，则把内存中事先设好的个单元中数值加。若时间内计数值为，可求得被测信号的频率为。频率低于时用测周期法，即关计数器，开定时器，中断以边沿方式触发，发生第次中断时，计时为，再次发生中断时关掉中断，此时计数器计时为，则被测信号的周期，则频率。为了测量较低的信号频率，可以使循环计数。由于加上了四分频，该方法可测小于的信号。可以比较准确的测得信号的频率。显示及键盘接口公司的是可编程的键盘和显示接口器件。单个芯片可以实现键盘输入和显示控制两种功能。使用它可以简化系统的软硬件设计，充分提高的工作效率。包括键盘输入显示输出及控制和数据缓冲器三部分。键盘部分提供扫描方式，可以与具有个按键或传感器阵列相连。能自动消除按键开关抖动并具有几个键同时按下的保护。显示部分按动态扫描方式工作，是可以驱动位或位的显示器。控制线是对进行控制的控制信号输入线。数据缓冲器双向是内部总线与外部总线的接口部分，用于传送与之间的命令数据及状态信息。图是个实际的键盘显示电路。采用个键盘输入，位显示。采用设计键盘显示电路时，芯片中设有先入先出，可储存个键值。当有键按下时，可先将按下键的键值读入中，然后向发出中断申请或等待查询，取走数据。的显示输出部分设有个字节的显示，可接位显示器。先指定显示的地址，再对其写入或读出。该地址可自动加，供依次写入或读出。向显示器写入显示字符可以从左进入，也可以从右进入，还可以进入指定显示位置。共阴极术数据采集技术的自动化。并在定程度上提高了测量的精度，扩展了特斯拉计的测量范围。达到了预期的要求。仪器主要包含了以下功能将通过霍尔传感器测量的磁感应强度经过转换送给单片机，由微机监控。通过在霍尔探头与特斯拉计相连接处的接头内部封装个存储定标参数的串行，由压控恒流源提供控制电流，实现了霍尔探头的自动定标，节省了时间和资源。利用了单片机的定时器计数器实现了交变磁场频率的测量。利用采样保持器设计峰值保持电路，实现了交变磁场的测量。该仪器的磁场测量范围为。附录参考文献周世昌磁性测量北京电子工业出版社张佳薇，孙丽萍，宋文龙传感器原理与应用哈尔滨东北林业大学出版社牛德芳半导体传感器原理及应用大连大连理工大学出版社毛振珑磁场测量北京原子能出版社沈兰荪数据采集技术合肥中国科学技术大学出版社高晋占微弱信号检测北京清华大学出版社张毅刚，刘杰单片机原理及应用哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，余永权系列单片机应用技术北京北京航空航天大学出版社何立民系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术北京北京航空航天大学出版社刘仁晋数据采集系统应用手册北京机械工业出版社，陈凯良，竺树生恒流源及其应用电路浙江浙江科学技术出版社施仁，刘文江，郑辑光自动化仪表与过程控制北京电子工业出版社杨振江转换器接口技术与实用线路西安西安电子科技大学出版社戚新波检测技术与智能仪器北京电子工业出版社，沙占友单片机外围电路设计北京电子工业出版社王昊，李昕集成运放应用电路设计例北京电子工业出版社，致谢本论文从课题确定材料收集方案制定到具体实施及论文的撰写修改自始至终都是在曹顺老师的悉心指导下完成的。在整个课题的研究进展过程中，曹老师不仅在方向性问题上给我点拨，也在电路设计和程序的编写等方面给予了详细的指导。曹老师渊博的知识严谨的科研作风和勤奋的工作态度给我带来了深刻的影响。同时也对曹老师在学习和生活上给我的关心和照顾在这里并致以由衷的感谢,同时，在整个的大学学习和生活过程中，也得到了蔡胜年老师杨忠军老师何堪老师梁宇老师孔晓光老师和本专业其他老师与同学的关心帮助，在此表示衷心的感谢。特别要感谢实验室的同学对我遇到的诸多困难给予的帮助。衷心感谢我的家人和朋友，多年来给予我的关心支持和帮助。衷心感谢参加本论文审阅和评审的所有老师,沈阳化工大学毕业设计论文答辩成绩评定沈阳化工大学信息工程学院毕业设计论文答辩委员会于年月日审查了专业学生的毕业设计论文设计论文题目设计论文专题部分设计论文说明书共页，设计图纸张指导教师评阅人毕业设计论文答辩委员会意见成绩学院系答辩委员会主任委员签字年月日评阅人评语沈阳化工大学毕业设计论文答辩成绩评定沈阳化工大学信息工程学院毕业设计论文答辩委员会于年月日审查了专业学生的毕业设计论文设计论文题目设计论文专题部分设计论文说明书共页，设计图纸张指导教师评阅人毕业设计论文答辩委员会意见成绩学院系答辩委员会主任委员签字年月日图键盘与显示接口电路本章小结根据特斯拉计电路原理框图去做电路，在做的过程中动手能力得到了提高，同时对相应的硬件特性有了更加深入的了解。第章系统的软件设计特斯拉计的软件部分主要采用汇编语言编写，包括主程序定标子程序调零子程序数据采集子程序频率测量程序键盘中断子程序转换程序转换程序计算磁场大小的子程序显示子程序等。系统默认为自动测量模式，选择最大量程。仪器软件流程图如图所示。定标子程序设计在磁场测量过程当中，如果出现了霍尔探头损坏的情况，这时候就需要更换霍尔探头，更换后就需要重新定标，该仪器通过硬件和软件设计，实现了随时可以自动定标。当更换探头后，按下定标键，系统将执行定标子程序。探头与特斯拉计的接口处封装着有探头定标参数的，读出中的探头定标，通过转换程序使其成为模拟信号，单片机控制压控电流源，就能使其输出电流值满足定标要求，从而定标完成。图特斯拉计软件流程图否否否是是是是是否否是定标子程序系统初始化开始调零子程序转换显示子程序为低为低负峰值采样为低延时正峰值采样为低延迟负峰值采样计算磁场值，判断磁场类型正峰值采样计算磁场判断磁场类型频率测量子程序否图定标流程图数据采集子程序在数据采集子程序中，判断是否为手动，若是则直接采集，并保存数据。若不是则判断量程是否合适，不合适则转换量程重新测量，并保存上次测量的值。若转换后测量为零，说明为脉冲场，以上次测量值为准。因此，对于脉冲场，若知道其场强范围，手动选择量程比较好。数据采集程序部分包括对的初始化控制字的输入转换结果的输出。控制字输入转换结果输出子程