基于c语言的测井平台检测仪设计

基于c语言的测井平台检测仪设计

在测量油平台时，通常需要使用大量的测试仪器和仪表。测试数据需要操作人员在环境恶劣的地方进行手动记录和操作。这种操作给操作人员的工作带来了极大的不便，工作效率低且容易丢失。因此，开发简单易用的测量仪器对中船沉陷的员工非常重要。基于此，作者和中船沉陷集团第79研究所的研究人员一起开发和实施了基于pc104总线结构的自动测量平台，以满足实际工程的需要。1硬件结构设计由于石油行业的工作环境十分恶劣,开发的测试仪必须稳定、可靠、可适应极大的温度变化,而且还要成本低、功耗小、轻巧易携带,在硬件结构的设计与选用中尽量要采用工业级的产品来构建系统.硬件结构组成如图1所示.1.1xt/at总线PC104是嵌入式PC的机械标准,它秉承了IBMPC开放式总线结构的优点,与IBMPC完全兼容,其特点如下:1)结构小巧紧凑;2)全部使用CMOS器件,使整机功耗更低;3)总线易于使用原PC机的XT/AT总线进行扩充;4)CPU板的并行口和串行口得到强化.并行口可以定义为标准PC机打印口或其他I/O口;串行口可以作为标准PC的COM口或扩展为控制台串行口,也可用于键盘输入和显示终端输出的串行输入/输出口;5)提供与CPU板迭接的MDA、CGA、EGA、VGA等显示控制,便于实现显示设备的连接.由于PC104具备嵌入式控制的特殊要求,并且采用CMOS技术、超大规模集成技术和表面封装(SMT)技术使其体积更小、功耗更低,兼有可靠性高、寿命长、编程调试方便等优势,所以PC104广泛应用于智能仪器的开发.笔者选用的是486DX/100机型,配有16M板载RAM,32M电子盘.1.2接触位置和透光率其利用排列的透明电极与人体之间的静电结合所产生的电容变化,从所产生的诱导电流来检测坐标.感应原理:电压作用在屏幕感应区的四个角落并形成固定电场,当手指触摸时,可使电场引发电流,借助控制器测定,依电流距四个角落比例的不同,即可计算出接触位置.因只在单片玻璃上作电极和传导处理,所以透光率极高.其主要特点是防火、防污、耐刮性好、防静电、防尘、反应速度快,常应用于工业设备.选用的是美国3MTouchSystem.1.3单一端口操作主要作用是接收外部采集数据和系统内部指令向外发送,总线带宽为8bit,端口的操作采用的是I/O方式,采集周期为15Hz,数据长度为100字节.1.4温度和电流转换电路主要作用是把传感器上电压信号转换成软件需要的数字信号,实现温度和电流的采集.采用12位2通道A/D转换模块,分辨率为12位精度,测量范围(0～10)V.1.5基于usb的数据控制主要作用是实现仪器与PC的通讯接口,以实现PC对仪器的控制,如数据文件操作,仪器状态调整及参数设定,程序升级等,支持USB1.1以及USB2.0.2irq11用量大可加强pc104在设计数据采集和系统指令发送时序,以及A/D转换读数中断请求时,不仅要求系统能够实现数据采集同步,避免冲突,还要尽量少用PC104可用的中断请求.经过在PC104上多次实验以及在时序电路上多次调整,选用了IRQ10作为时序同步(15次/s产生帧脉冲);IRQ11作为数据采集发送(每帧100次脉冲);IRQ5作为下传指令(每帧最多3组,32bit/组);IRQ14作为A/D采样时序脉冲(每帧1次).具体时序如图2.3软件功能3.1软件结构如图3所示3.2试验数据存盘过程1)提供统一的友好的对象化操作界面进行显示及控制,实现时间日期显示.2)提供各种测量参数测试功能,便于对现场测量状况控制及调试.3)试验数据能实时处理并能按指定时间(可在程序中修改)对测试数据进行存盘.4)提供USB接口与上位PC机进行数据文件及指令交换.5)提供软键盘功能,不须外接键盘就能进行数据输入及指令修改.6)提供触摸屏或显示器加鼠标两种操作方式.7)系统提供文件管理功能,可对存盘文件进行上传、删除、查找等.3.3操作系统特点本系统的开发主要是用C语言和部分C++语言,SourceInsight3.1和VC++6.0作为C语言编辑工具、TurboC++3.1作为C语言编译器.操作系统采用DOS或Windows98.C语言的特点是:1)语言简洁、紧凑,使用方便、灵活;2)运算符和数据结构丰富;3)具有结构化的控制语句,容易实现模块化;4)语法限制不太严格,程序设计自由度大.5)允许直接访问物理地址,能进行位操作以及中断操作;6)生成目标代码质量高,程序效率高.7)程序可移植性好.另外选用C语言也是嵌入式开发的需要,方便今后移植到Linux系统以及WinCE系统上,同时使用C语言的BGI方式也为嵌入式图形化编程提供了良好的接口.3.4软件代码的实现和分析本系统软件编程的重点是各个中断的响应与触摸屏(或鼠标)的程序编制.3.4.1关于中断服务的编程3.4.2已使用的已断点地址难以中断要使触摸屏(或鼠标)能够正常使用,必须能在主程序运行时读到触摸屏驱动程序TPANEL.EXE(或鼠标驱动MOUSE.COM),无论以上哪个驱动程序装入内存,其起始地址都置于与中断向量0X33相对应的地址,因此所有操作程序编制都是通过对0X33号中断进行的.4方便了其他设备本测试仪的研发实现,克服了