【正文】 是在減少鉆桿，而增加或減少鉆桿又是由大鉤的位置和懸重確定的，若大鉤的載荷為零，說明鉆桿被卡座卡住，要進行增加、減少鉆桿的操作。實際的鉆井動力驅(qū)動機構(gòu)有絞盤、大鉤、多節(jié)鉆桿和鉆頭組成。地面上的鉆桿移去后，大鉤向下運動，與卡座夾住的鉆桿連接，再松開卡座，于是又可向上提升鉆頭。由于鉆井過程復(fù)雜，在實際操作過程中會出現(xiàn)多次加鉆桿、減鉆桿的操作。 大鉤與絞盤上的絞繩相連接，絞盤轉(zhuǎn)動控制絞繩的收放，從而實現(xiàn)大鉤的升降。測量鉆壓時，工作應(yīng)變片貼在需要測量載荷的彈性元件上，溫度補償應(yīng)變片貼在不產(chǎn)生應(yīng)變的其他地方，用來進行溫度影響的校正和偏移的校正，要求兩類 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 ? ?1 2????應(yīng)變片有相同的環(huán)境溫度和散熱條件，溫度補償應(yīng)變片貼在和需要測量載荷的彈性元件材料相一致的材料上測量，工作應(yīng)變片應(yīng)變 1? =? ，溫度補償應(yīng)變片應(yīng)變占： 2? =0。 圖 鉆壓測量原理示意圖 根據(jù)彈性元件界面所受的作用力等于元件的截面面積和應(yīng)力乘積的關(guān)系，軸向力的計算公式 為： （ 22） 式中： P 一彈性元件界面所受的作用力， N； ? 一應(yīng)力， Pa； A 一彈性元件截面面積， 2m ； E 一彈性模量， Pa。 粘貼。 和 135176。 再根據(jù)扭矩的計算公式就可以計算出扭矩了。 斯倫貝謝和 APS 公司對該技術(shù)進行了進一步的改進，通過在鉆鋌徑向鉆一定直徑、一定深度的孔，將應(yīng)變片粘貼在鉆孔內(nèi)，然后用高壓密封蓋板將應(yīng)變片密封在內(nèi)部，應(yīng)變片的電極引線通過鉆孔之間的內(nèi)部連接通道進行互連，最后與安裝在鉆鋌中間的抗壓筒內(nèi)或者安裝在鉆鋌壁槽內(nèi)的測量電路相連。 整體框圖 圖 系統(tǒng)的整體框圖 CPU 的選型 CPU 有很多型號，例如 AT89S5 AT89S52 等 ， AT89S52 單片機是一種低功耗、CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 FLASH 存儲器，使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。所以 兩個 CPU 都選用 AT89S52，現(xiàn)在兩種單片如何實現(xiàn)通信， 由于兩個 CPU 都是地面且距離很近，所以就直接通過引腳 RXD（ ，串行數(shù)據(jù)接收端）和引腳 TXD（ ，串行數(shù)據(jù)發(fā)送 端）實現(xiàn)兩個 CPU 之間的通信 。具有內(nèi)存較大，功能強，抗干擾能力強、軟硬件資源都比較豐富等特點，其外圍接口電路簡單，具有很高的性價比，成本低，其價格僅是 DSP 的五分之一，而且它經(jīng)過多年的發(fā)展，技 術(shù)也相當(dāng)?shù)某墒??？臻e模式下， CPU 停 止工作， 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 2) XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。在 FLASH 編程期間，引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在（ SFR） 8EH 地址置 0。 5） WRRD/ ：外部程序存儲器的讀選通信號。當(dāng)保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000H～ FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。當(dāng) P0 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入端。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 J u n 2 0 1 1 S h e e t o f F i l e : F : \ E X A M P L E S \處理模塊 9 . D D B D r a w n B y :E A / V P P31X T A L 119X T A L 218R S T9P 3 .7 ( R D )17P 3 .6 ( W R )16P 3 .2 ( I N T 0 )12P 3 .3 ( I N T 1 )13P 3 .4 ( T 0 )14P 3 .5 ( T 1 )15P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .5 ( M O S I )6P 1 .6 ( M I S O )7P 1 .7 ( S C K )8( A D 0 ) P 0 .039( A D 1 ) P 0 .138( A D 2 ) P 0 .237( A D 3 ) P 0 .336( A D 4 ) P 0 .435( A D 5 ) P 0 .534( A D 6 ) P 0 .633( A D 7 ) P 0 .732( A 8 ) P 2 . 021( A 9 ) P 2 . 122( A 1 0 ) P 2 . 223( A 1 1 ) P 2 . 324( A 1 2 ) P 2 . 425( A 1 3 ) P 2 . 526( A 1 4 ) P 2 . 627( A 1 5 ) P 2 . 728P S E N29A L E / P R O G30( T X D ) P 3 .111( R X D ) P 3 . 010G N D20V C C40I C 1A T 8 9 S 5 2V C CS0C23 0 p FV C CR12K C33 0 p F12Y11 2 M H zC11 0 u FI N T 0I N T 1地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。詳細說明如下各小節(jié)介紹 。 當(dāng)按鍵 S0 被按 下時，電阻 R1 中有電流通過，電阻 R1 的鉗位作用，使 RST端一直維持在高電平，即處于復(fù)位狀態(tài)；當(dāng)按鍵 S0 被松開時，電阻 R1 中沒有電流通過，處于斷路狀態(tài)， RST 引腳的電平與地一致， 復(fù)位系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)與單片機接線 此時復(fù)位結(jié)束，這就構(gòu)成了按鍵復(fù)位電路。 如下是單片機的最小系統(tǒng)電路實時時鐘 。 數(shù)據(jù)存儲芯片 選擇 鉆井過程中要記錄的數(shù)據(jù)有當(dāng)前日期、時間、累計工作時間、累計空閑時間、當(dāng)前井深等。數(shù)據(jù)可保存 10 年，是單片機系統(tǒng)中理想的數(shù)據(jù)保存芯片。但芯片的擦除 、編程、寫保護等操作需要用特定的命令來實現(xiàn)。在寫命令過程中， 5555H、 2AAAH單元并不存放寫入的內(nèi)容（ AAH、 55H） , W29C040 能夠自動把寫入的數(shù)據(jù)解釋為命令信息，不進行數(shù)據(jù)存儲處理。 2）寫入數(shù)據(jù)時，應(yīng)將一頁的內(nèi)容寫完，芯片內(nèi)部固化結(jié)束后再寫其他頁。此時 W29C040 內(nèi) 部開始固化數(shù)據(jù)，不再接收寫入的數(shù)據(jù)，若連續(xù)兩次讀出數(shù)據(jù)的 D6 位不同，則說明正在固化，若相同，則說明固化已結(jié)束。因此，啟動寫保護命令也是一個允許數(shù)據(jù)寫入的命令。 鍵盤是由若干個機械觸點開關(guān)構(gòu)成的，把它與單片機的 I/O 口線連起 來，通過讀 I/O 口的電平狀態(tài)，即可識別出相應(yīng)的按鍵是否被按下，如果按鍵不被按下，其端口就為高電平；如果相應(yīng)的按鍵被按下，則端口就變?yōu)榈碗娖?。這種開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠的優(yōu)點， 所有我們選用這種類型的開關(guān)。本設(shè)計中，打印機接口信號用CON3 的 DB25 插座連接，單片機監(jiān)視打印機的 ACK、 BUSY 信號，其中的 ACK連接到單片機的 1INT ,根據(jù)實際要求既可用查詢方式，也可用中斷方式來實現(xiàn)單片機與打印機的聯(lián)絡(luò)。 16 點陣的漢字，只要接收標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)機交換碼，即可打印出漂亮的漢字。 20 芯插座各插孔的排列和名稱如圖 所示。 89S52 執(zhí)行輸出指令時 STB 為低，把命令寫入 TPμP— 40，執(zhí)行輸入指令把 ERR 讀入累加器。液晶顯示器的復(fù)位信號與 DS12887 共用，上電復(fù)位時間要比單片機的復(fù)位時間長。 LCD240128A 具有尺寸小、功耗小、可靠性高、成本低 等優(yōu)點、可顯示各種圖形與文本信息，因此在電子儀器中得到廣泛的應(yīng)用。 8 個，亦可顯示各種圖形。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 J u n 2 0 1 1 S h e e t o f F i l e : F : \ E X A M P L E S \ 事物模塊 1 3 .D D B D r a w n B y :E A / V P P31X T A L 119X T A L 218R S T9P 3 .7 ( R D )17P 3 .6 ( W R )16P 3 .2 ( I N T 0 )12P 3 .3 ( I N T 1 )13P 3 .4 ( T 0 )14P 3 .5 ( T 1 )15P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .5 ( M O S I )6P 1 .6 ( M I S O )7P 1 .7 ( S C K )8( A D 0 ) P 0 .039( A D 1 ) P 0 .138( A D 2 ) P 0 .237( A D 3 ) P 0 .336( A D 4 ) P 0 .435( A D 5 ) P 0 .534( A D 6 ) P 0 .633( A D 7 ) P 0 .732( A 8 ) P 2 . 021( A 9 ) P 2 . 122( A 1 0 ) P 2 . 223( A 1 1 ) P 2 . 324( A 1 2 ) P 2 . 425( A 1 3 ) P 2 . 526( A 1 4 ) P 2 . 627( A 1 5 ) P 2 . 728P S E N29A L E / P R O G30( T X D ) P 3 .111( R X D ) P 3 . 010G N D20V C C40I C 1A T 8 9 S 5 2P2 . 0P2 . 1P2 . 2P2 . 3P2 . 4P2 . 5P2 . 6P2 . 7P 0 .0P 0 .1P 0 .2P 0 .3P 0 .4P 0 .5P 0 .6P 0 .7A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A 1 0A 1 1OECEQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7A 1 2A 1 3V P PP G MD0 V O U TD1D2D3 V E ED4D5 V S SD6D7NCRD FGWRC W DV D DCER S T FSL C D 2 4 0 1 2 8P 0 .0P 0 .1P 0 .2P 0 .3P 0 .4P 0 .5P 0 .6P 0 .7P 2 .0P 2 .1P 2 .2P 2 .3P 2 .4P 2 .5V C CRDWRR S TV C CQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7D0D1D2D3D4D5D6D7G OE7 4 L S 3 7 3A L EP 2 .6V C CV C CA L EV C C123P2 圖 LCD240128模塊與 AT89S52單片機的接口電路 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 在圖 中， AT89S52 單片機作為控制液晶模塊 MPU，擴展的 16k 字節(jié)EPROM27128 用于存放 16 點陣漢字的字模數(shù)據(jù)。 測井儀與通信接口電路設(shè)計 由于管理計算機無特殊要求，測井儀與管理計算機的通信選用了 RS232 標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計直接選用了 MAX232 接口芯片。 10V 電壓 , 所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的 +5V 電源就可以。 MAX232 的引腳 T1IN、 T2IN、 R1OUT、 R2OUT 為接 TTL/ CMOS電平的引腳。 R1IN、 R2IN 應(yīng) PC 機的發(fā)送端 TD。 大鉤懸重傳感器 由于在鉆 井 的過程中，由于要用到很多根鉆桿，尤其是在提升鉆桿的過程中，大鉤要吊起地下所有鉆桿的重量，因此懸重傳感器的量程需要很大，但另外一方面當(dāng)鉆桿數(shù)量很少時，增加或減少一根鉆桿可能會引起很小的變化，這就需要懸重傳感器有很高的精度，而且由于前面介紹，統(tǒng)計鉆桿數(shù)量關(guān)鍵是檢測到當(dāng)前是在增加或是在減少鉆桿，而增加或減少鉆桿又是由大鉤的 位置和懸重確定的，若大鉤的載荷為零，說明鉆桿被卡座卡住，要進行增加、減少鉆桿的操作