【正文】 根據(jù)圖 27與圖 213，每個(gè)通道 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，都以中斷的形式通知 CPU， 每個(gè)通道的數(shù)據(jù)采集與溫度計(jì)算都在中斷服務(wù)程序中完成 。 圖 225 數(shù)據(jù)采集與溫度計(jì)算流程圖 通信程序 根據(jù)圖 223所示的通信接口電路，可以 將本儀表納入到總線拓?fù)涞?RS485網(wǎng)絡(luò)中 。從機(jī)在接到主機(jī)要求發(fā)數(shù)據(jù)命令后，在 1ms內(nèi)做出響應(yīng)。 （ 5）主機(jī)發(fā)送下限報(bào)警方式 主機(jī)發(fā)： 〈 Addr〉 W2〈 DATA〉〈 CS〉〈 CR〉 從機(jī)響應(yīng)：寫入從機(jī)相應(yīng)存儲(chǔ)單元 說明： 命令引導(dǎo)碼， 1位 ASCII字符； Addr 從機(jī)地址，十六進(jìn)制數(shù)， 00～ FF， 2位 ASCII字符； W2 發(fā)送下限報(bào)警方式的命令， 2位 ASCII字符； DAT 4位 ASCII字符，為下限報(bào)警方式； CS 校驗(yàn)和，從 “ ”開始，至 〈 CS〉 之前各位數(shù)據(jù)按十六制數(shù)加法相加，其和的最低 2位十六進(jìn)制數(shù)， 2位 ASCII字符，用于數(shù)據(jù)通信的偵錯(cuò)； CR 回車符， 1位 ASCII字符。便攜式結(jié)構(gòu)體積小巧、便于隨身攜帶，由電池供電，適用于非連續(xù)使用的場(chǎng)合。操作方式的設(shè)計(jì)是否合理，是影響智能儀表成功推向市場(chǎng)的一個(gè)重要因素，必須十分重視。 工程設(shè)計(jì)與組裝調(diào)試 儀表的硬件設(shè)計(jì)分方案設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)兩步 ，一般原理圖設(shè)計(jì)完畢后，儀表的方案設(shè)計(jì)即告結(jié)束，緊接下來就是工程設(shè)計(jì)。布局完成后，進(jìn)行布線。對(duì)于超過兩層的多層電路板來說，依靠人工通過簡(jiǎn)單測(cè)試工具進(jìn)行測(cè)試是難以奏效的，只能依賴于專用測(cè)試設(shè)備，依賴于生產(chǎn)廠家的加工質(zhì)量保證。如果整板元器件同時(shí)安裝調(diào)試，萬一電源電路有問題，可能會(huì)損毀其他電路的元器件。后向通道也涉及模擬電路的調(diào)試，通過調(diào)試達(dá)到質(zhì)量指標(biāo)要求。由于測(cè)試功能選擇的有限性、方法的有限性、測(cè)試者經(jīng)驗(yàn)的局限性，因此軟件會(huì)存在一定的紕漏與瑕疵，需要嚴(yán)格仔細(xì)進(jìn)行。 :46:2600:46Mar2323Mar23 ? 1故人江海別，幾度隔山川。 , March 23, 2023 ? 很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。 2023年 3月 23日星期四 12時(shí) 46分 26秒 00:46:2623 March 2023 ? 1空山新雨后，天氣晚來秋。 2023年 3月 23日星期四 上午 12時(shí) 46分 26秒 00:46: ? 1最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。 。 2023年 3月 23日星期四 12時(shí) 46分 26秒 00:46:2623 March 2023 ? 1做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。 , March 23, 2023 ? 雨中黃葉樹，燈下白頭人。 8．軟件調(diào)試 硬件調(diào)試結(jié)束、驅(qū)動(dòng)程序調(diào)試結(jié)束后，就可以進(jìn)行軟件調(diào)試了。 前向通道與信號(hào)發(fā)生器連接，由信號(hào)發(fā)生器輸出模擬信號(hào)，測(cè)試模擬電路對(duì)模擬信號(hào)的處理是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，精度、穩(wěn)定性等質(zhì)量指標(biāo)是否達(dá)到要求。安裝焊接時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循 “ 先安裝體積小、高度低的元器件，后安裝體積大、高度大的元器件 ” 的原則，這樣做會(huì)給安裝帶來方便。對(duì)于單面板、雙面板，可以通過目測(cè)附以萬用表等簡(jiǎn)單測(cè)試工具進(jìn)行測(cè)試。板面的尺寸和形狀應(yīng)服從于儀器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，布局應(yīng)考慮元器件排布疏密均衡及抗干擾等問題，例如：元器件之間連線應(yīng)盡量短，接插件排放應(yīng)方便線路板之間的連接。對(duì)于使用周期長(zhǎng)，使用環(huán)境惡劣的場(chǎng)合，應(yīng)采用接線端子連接的方式。 解決這一問題的方法只能從兩方面著手： 第一，在儀表的功能設(shè)計(jì)上，體現(xiàn)主要功能，無關(guān)緊要的功能盡量舍棄，在操作簡(jiǎn)便和功能豐富兩者之間認(rèn)真權(quán)衡折中；第二，盡量通過后臺(tái)復(fù)雜軟件支持，使操作過程符合人的操作習(xí)慣，有序、簡(jiǎn)便、便于記憶。一般而言， 測(cè)試儀表的結(jié)構(gòu)主要有三種形式： 臺(tái)式結(jié)構(gòu)、便攜式結(jié)構(gòu)和盤裝結(jié)構(gòu)。 （ 3）主機(jī)發(fā)送上限報(bào)警方式 主機(jī)發(fā)： 〈 Addr〉 W0〈 DATA〉〈 CS〉〈 CR〉 從機(jī)響應(yīng)：寫入從機(jī)相應(yīng)存儲(chǔ)單元 說明： 命令引導(dǎo)碼， 1位 ASCII字符； Addr 從機(jī)地址，十六進(jìn)制數(shù)， 00～ FF， 2位 ASCII字符； W0 發(fā)送上限報(bào)警方式的命令， 2位 ASCII字符； DATA 4位 ASCII字符，為上限報(bào)警方式； CS 校驗(yàn)和，從 “ ”開始，至 〈 CS〉 之前各位數(shù)據(jù)按十六制數(shù)加法相加，其和的最低 2位十六進(jìn)制數(shù)， 2位 ASCII字符，用于數(shù)據(jù)通信的偵錯(cuò)； CR 回車符，一位 ASCII字符。 1．通信協(xié)議 介質(zhì)訪問方式： 主從方式，既主機(jī)調(diào)度，從機(jī)響應(yīng)。最后進(jìn)行溫度計(jì)算，且通過多路開關(guān)為 A/D轉(zhuǎn)換器打開下一通道。在工作狀態(tài)下，溫度顯示器上沒有閃爍位。報(bào)警方式在通道顯示器上以 “ 1A”或 “ 2A”表示， 1A代表上限報(bào)警方式， 2A代表下限報(bào)警方式，在溫度顯示器上通過兩位數(shù)字顯示具體報(bào)警方式，兩位數(shù)字的含義 如表 29所示 ；報(bào)警設(shè)定值在通道顯示器上以 “ 1d”或 “ 2d”表示，分別代表上限報(bào)警值和下限報(bào)警值，具體數(shù)值在 4位溫度顯示器上顯示；巡回顯示時(shí)間間隔在通道顯示器上以 “ DS”表示，單位為秒。 人機(jī)服務(wù)任務(wù)與主程序 人機(jī)服務(wù)任務(wù) 是實(shí)現(xiàn)儀器的操作使用，人機(jī)服務(wù)程序安排在主程序中運(yùn)行。本例設(shè)計(jì)了以 MAX487E芯片為收發(fā)器的 RS485總線通信接口電路，如圖 223所示。當(dāng)該變量數(shù)值為 “ 1”時(shí)顯示，為 “ 0”時(shí)不顯示。 圖 221 74HC374的內(nèi)部組成 驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)思路是 ，采用 “ 內(nèi)存映射 ” 的顯示原理，即 6位 LED的顯示內(nèi)容分別對(duì)應(yīng)單片機(jī)內(nèi)部 6B RAM，顯示周期設(shè)計(jì)為 12ms，每位 LED的顯示時(shí)間為2ms，周而復(fù)始地輪流掃描，就實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)顯示。 圖 219 按鍵的抖動(dòng)干擾 2． LED顯示接口電路及驅(qū)動(dòng)程序 在儀表的前面板上設(shè)計(jì)了 6位共陰極 LED數(shù)碼管顯示器 ，用于顯示各路實(shí)測(cè)溫度和設(shè)定參數(shù)。 儀表按鍵接口電路如圖 218所示 。轉(zhuǎn)換輸出電流 I在 OUT+與OUT?（外接負(fù)載）之間輸出， I與 D/A轉(zhuǎn)換輸出電壓 Vout之間的關(guān)系由式確定，D/A轉(zhuǎn)換器滿量程輸出電壓 Vout與 D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓由式 Vout=2Vref確定。第二，在 BUSY 信號(hào)由高電平跳變?yōu)榈碗娖剿查g，以中斷形式通知 CPU，以讀出 A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字碼。 圖 210 ICL7135引腳布置圖 圖 211 串行輸出時(shí)序圖 圖 212 分時(shí)并行輸出時(shí)序圖 （ 2）硬件接口電路 根據(jù)圖 211所示時(shí)序設(shè)計(jì)的 A/D轉(zhuǎn)換硬件接口電路如圖 213所示。 根據(jù)香農(nóng)定理 ， 采樣周期 （ 主要取決于 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間 ） 至少是測(cè)量信號(hào)變化周期的 1/2以下 。開關(guān) SW切向上，接通 Vab有效輸入信號(hào)；開關(guān) SW切向下，接通零輸入信號(hào)。由于 8路測(cè)量橋路測(cè)量的溫度不可能完全一樣，多路模擬開關(guān)各通道導(dǎo)通電阻不一致，決定了運(yùn)算放大器在接通不同通道信號(hào)時(shí)，其輸入電阻不一致，因而增益不一致，產(chǎn)生誤差。當(dāng)橋路電阻 R R R7隨周圍環(huán)境溫度發(fā)生變化，即出現(xiàn)溫漂時(shí)，只要 R6與 R7漂移幅度、方向一致， R6=R7 R5，則橋路輸出電壓受溫漂影響很小。原理框圖如圖 26所示，硬件電路如圖 27所示。 訪問 WDT驅(qū)動(dòng)程序：根據(jù) X5045的使用規(guī)則，只要其引腳發(fā)生從高電平到低電平的跳變，就實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部 WDT定時(shí)器的復(fù)位，因此，根據(jù)圖 23所示，只要在連接 X5045引腳的 即可，即做一次輸出低再變高的操作。 BL0、 BL1： 塊保護(hù)位，用于選擇 EEPROM被保護(hù)的范圍。在任何時(shí)候都可以讀狀態(tài)寄存器，即使在寫周期也如此，狀態(tài)寄存器的格式如表 22所示。 （ 1）引腳描述 圖 22 X5045的引腳布置 （ 2）指令集 X5045的各種操作，包括寫使能鎖存器的置位與復(fù)位、讀 /寫狀態(tài)寄存器、讀 /寫 EEPROM，都是通過向 X5045發(fā)出有關(guān)指令進(jìn)行的。 ? 2個(gè)數(shù)據(jù)指針。 ? 時(shí)鐘頻率：靜態(tài)到 33MHz，當(dāng)時(shí)鐘頻率選擇 33MHz時(shí)，以每條指令執(zhí)行時(shí)間平均為 2個(gè)機(jī)器周期進(jìn)行計(jì)算， CPU處理速度達(dá) ，即每秒可執(zhí)行，處理速度非?？?。系統(tǒng)時(shí)鐘需要通過中斷提供實(shí)時(shí)操作。 系統(tǒng)對(duì)處理速度的要求： 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)中關(guān)于溫度巡檢周期為 1s，巡檢 8路的要求，處理器應(yīng)當(dāng)在 1/8s，即 125ms內(nèi)完成 1路溫度的數(shù)據(jù)采集、標(biāo)度變換、線性化處理、顯示等各項(xiàng)任務(wù)。 2． 軟件總體方案 軟件任務(wù)比較簡(jiǎn)單，不需要嵌入操作系統(tǒng)，主要包括 監(jiān)控程序、人機(jī)服務(wù)程序、數(shù)據(jù)采集處理程序、通信服務(wù)程序 幾部分。 ? ③ 為了滿足實(shí)時(shí)性要求、通信要求和 A/D轉(zhuǎn)換要求，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器數(shù)量不應(yīng)少于 3個(gè)，容量應(yīng)在 16位以上。 ③ 在設(shè)計(jì)過程中， 選用的元器件與材料的市場(chǎng)供應(yīng)渠道必須暢通 。 ? 外形尺寸： 160mm（長(zhǎng)） 80mm（寬） 160mm（深）。 ? 測(cè)量精度：優(yōu)于 。 ? 工作環(huán)境溫度： 0℃ ～ 50℃ 。必須遵守以下三個(gè)設(shè)計(jì)理念。即便樣機(jī)開發(fā)成功，以后生產(chǎn)制造中的材料采購也十分困難。 ? ⑥ 有足夠多的通用 I/O接口。 硬件系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) 8路溫度巡檢儀的硬件由 主機(jī)電路、前向通道、后向通道、人機(jī)接口電路、通信接口及供電電源 幾部分組成，如圖 21所示。 系統(tǒng)對(duì) EEPROM存儲(chǔ)器的要求： EEPROM存儲(chǔ)器的使用性能是指，程序運(yùn)行時(shí)可以向其中寫入數(shù)據(jù)或擦除數(shù)據(jù)，當(dāng)系統(tǒng)關(guān)機(jī)或掉電時(shí)，寫入的數(shù)據(jù)能夠可靠長(zhǎng)久的保留。 系統(tǒng)對(duì)硬件抗干擾的要求： 迄今為止，看門狗定時(shí)器（ WDT， Watchdog Timer）是微機(jī)系統(tǒng)唯一完全有效的硬件抗干擾措施，因此系統(tǒng)必須采用 WDT。 ? 3個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 具體指標(biāo) 如下： ① 內(nèi)部具有 WDT電路，可以編程選擇 WDT超時(shí)周期。在內(nèi)部完成寫操作之前，此鎖存器必須被設(shè)置（ SET）。在寫期間，所有其他位全置為 “ l”。 EEPROM的保護(hù)范圍如表 23所示。不考慮保護(hù) EEPROM時(shí)，狀態(tài)寄存器內(nèi)容可以設(shè)置為 10H（參見X5045狀態(tài)寄存器的格式）。 余下 8個(gè)惠斯登電橋的工作原理完全一致 ， 這里以第 2個(gè)電橋?yàn)槔?， 它由 R R R C C4組成 。 PtP t 6RR R r? ??557R R r?a b A B 0V V V? ? ?2． 多路模擬開關(guān) 圖 27中的 CD4052（ U U U3）是一個(gè)雙端 4路（相當(dāng)于雙刀四擲）的模擬開關(guān)，由 A、 B、 INH三個(gè)控制引腳選擇將 X、 Y切向 0、 2或 3通道。 4．放大電路 在圖 27中，由 U4D、 R2 R R3 R32構(gòu)成反相放大器，增益 A由下式確定： 式中， 為測(cè)量上限橋路輸出電壓。 將兩次輸出相減： O1 IOV A V??O 2 I O a b( )V A V V??O 2 O 1 a bV V A V? ? ? 上式說明 ，如果運(yùn)放在每次測(cè)量有效信號(hào)之前，先接通零信號(hào)測(cè)量出運(yùn)放的失調(diào)電壓，再接通有效信號(hào)，將得到的輸出減去失調(diào)電壓作為運(yùn)放的有效輸出，就從根本上克服了失調(diào)電壓的影響。 n21 在本設(shè)計(jì)中，選用美國(guó) Intersil公司生產(chǎn)的 ICL7135 雙向積分生式 A/D轉(zhuǎn)換器。 AT89C55 的復(fù)用口，當(dāng)AT89C55的 T2計(jì)數(shù)器工作于方波產(chǎn)生器方式（ Programmable Clock Out）時(shí) ,通過該引腳可輸出連續(xù)的方波信號(hào)，其占空比為 50%，頻率可通過編程確定，如圖 214所示。 INT1_ISR： PUSH PSW ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSH ACC MOV A,TL1 ； T1計(jì)數(shù)減去 10001（ 2711H）后送 30H， 31H中 CLR C SUBB A,11H MOV 31H,A MOV A,TH1 SU