【正文】 表示 “ 寫使能鎖存 ” 狀態(tài)。通過發(fā)出 WRSR指令來設置 WD0、 WD1。設置流程如圖 24所示。 圖 28 R/V轉(zhuǎn)換電路 ① 克服橋路供電電源 Va波動影響，克服橋路電阻溫漂影響 。 4個 I/O口狀態(tài)與接通電阻橋路的關(guān)系如表 26所示。 Pt100的測量上限溫度為 850℃ ，對應的阻值為 RPtmax=?。 影響 A/D轉(zhuǎn)換精度的指標 一般有分辨率 、 量化誤差和線性度 。 （ 1） ICL7135輸出方式選擇 ICL7135的 引腳布置圖如圖 210所示 。 BUSY信號接至 AT89C55的外部中斷 INT1，其意圖有兩個。硬件電路設計如圖 215所示 。 圖 217 超限報警輸出電路 人機接口電路設計 人機接口電路由 按鍵接口電路 與 顯示器接口電路 組成。圖 218所示的 3個按鍵，從左到右分別稱為鍵△、鍵◇與鍵□。 74HC374的內(nèi)部組成如圖 221所示，其真值表如表 28所示 。該位數(shù)據(jù)輸入完成后，再移位進行下一位的輸入。 輸入數(shù)據(jù)的操作如下。數(shù)據(jù)采集與溫度計算任務作為中間級別任務。 儀器有兩種狀態(tài)：工作狀態(tài)與設定狀態(tài) 。 按動 “ △ ” 鍵，閃爍位數(shù)值增 1，由 9繼續(xù)增 1時便回至 0，如下所示： ┌→ 0→1→2→3→4→ ５ → ６ → ７ → ８ → ９ → ┐ └──────────←────────┘ 按動 “ ◇ ” 鍵，閃爍位在 4位溫度顯示器中向右移動 1位，在最右位繼續(xù)移動時， 便回至第 1位，如下所示： ┌→ 1→2→3→4→┐ └───────┘ 按動 “ □ ” 鍵，確認 4位溫度顯示器當前顯示的參數(shù)，進入下一個參數(shù)的設定。每次采集的數(shù)據(jù)首先經(jīng)過預處理，在預處理中減掉 10001個數(shù)字碼（原因在前向通道關(guān)于 A/D轉(zhuǎn)換設計中有詳細敘述），剩余的為二進制數(shù)形式的 A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字碼。主機通過相應的通信協(xié)議，可以讀取從機采集的 8路溫度、報警設定數(shù)據(jù)，以及重新設定從機的有關(guān)參數(shù)。 從機響應： =〈 Addr〉 R0〈 DATA〉〈 CS〉〈 CR〉 說明： = 引導碼， 1位 ASCII 字符； Addr 從機地址，十六進制數(shù)， 00～ FF， 2位 ASCII字符； R0 讀取 8路溫度數(shù)據(jù)的命令， 2位 ASCII字符； DATA 40位 ASCII字符，依次為 1～ 8路溫度數(shù)據(jù)，每路溫度數(shù)據(jù)為 5位， 3位整數(shù)，1位小數(shù)， 1個小數(shù)點； CS 校驗和，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位十六進制數(shù)， 2位 ASCII字符，用于數(shù)據(jù)通信的偵錯； CR 回車符， 1位 ASCII字符。用于數(shù)據(jù)通信的偵錯； CR 回車符， 1位 ASCII字符。 盤裝結(jié)構(gòu)的測試儀表，供操作使用的 前面板尺寸 有限，大多為 160 80（長 寬），允許安放的顯示器和按鍵數(shù)量有限。連續(xù)使用的測試儀表按照工廠規(guī)定有使用周期，這個周期可以是一個月、半年、一年等，超過使用周期，就需要拆回實驗室重新進行標定，因此需要考慮儀表的方便拆接問題。目前國內(nèi)應用較多的CAD軟件是 PROTEL DXP和 ORCAD。其原因是，布線中考慮的因素過多，目前各種自動布線算法無法將諸多因素處理周到。如果電路板與元器件已經(jīng)經(jīng)過測試，則可以將精力集中在分析線路原理方面，從而大大提高硬件調(diào)試效率。 6．內(nèi)部連線 每塊電路板板級調(diào)試通過之后，著手進行電路板之間的連線，連同結(jié)構(gòu)件的安裝，組成整機。 對智能儀表而言，整機的功能、性能指標是軟件操控硬件實現(xiàn)的。達到工業(yè)現(xiàn)場運行的基本要求后，可以在現(xiàn)場運行一段時間，對硬件、軟件、結(jié)構(gòu)做出必要的修改。軟件調(diào)試一般采用功能調(diào)試的方法進行，即通過儀表的外在功能是否實現(xiàn)、操作方法是否實現(xiàn)、有否錯誤等來測試軟件的正確與否。對測試儀表來講，前向通道模擬電路的質(zhì)量指標決定了整機的質(zhì)量指標，除設計階段應當充分重視外，也要仔細調(diào)試。對于電源電路與其他模擬電路、數(shù)字電路設計在一塊電路板上的情況，應當先焊接安裝電源電路，待電源電路安裝調(diào)試通過之后再安裝其他電路。從目前國內(nèi)印制電路板的加工工藝水平來看，線條斷線的情況不多見，出現(xiàn)問題較多的是過孔的斷線以及線、過孔、焊盤相互之間的短接問題。布局的恰當與否直接關(guān)系到布線的成功率，應特別注意，考慮周詳。其他場合可以考慮采用接插件的接線方式，選用接插件時，應仔細考核其質(zhì)量指標。在確定儀表的操作方式之前，應當仔細研究同類儀表的操作過程與設計特點，盡量取長補短。臺式結(jié)構(gòu)一般適合于實驗室使用，儀表被放置在桌面上，非長年連續(xù)使用。 （ 4）主機發(fā)送上限報警值 主站發(fā)： 〈 Addr〉 W1〈 DATA〉〈 CS〉〈 CR〉 從機響應：寫入從機相應存儲單元 說明： 命令引導碼， 1位 ASCII字符； Addr 從機地址，十六進制數(shù)， 00～ FF， 2位 ASCII字符； W1 發(fā)送上限報警值的命令， 2位 ASCII字符； DATA 4位 ASCII字符，為上限報警值； CS 校驗和，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位十六進制數(shù)， 2位 ASCII字符，用于數(shù)據(jù)通信的偵錯； CR 回車符，一位 ASCII字符。 通信方式： 半雙工通信。流程圖如圖 225所示。 2．實現(xiàn)儀器操作的軟件編程 實現(xiàn)上述操作的人機服務程序流程圖如圖 224所示。首次按動 “ △ ” 鍵，進入“ 設定值顯示狀態(tài) ” ，在本狀態(tài)下，繼續(xù)按動 “ △ ” 鍵，則按下述順序巡回顯示各設定參數(shù)： ┌→ 1A→1d→2A→2d→DS ┐ └───────────┘ 按動 “ ◇ ” 鍵，儀器進入 “ 定點顯示狀態(tài) ” ，每按動一下此鍵，依次顯示下一通道檢測值。一開始執(zhí)行主程序時，需要首先運行系統(tǒng)初始化程序，初始化程序僅需開機時運行一次。 圖 223 通信接口電路 軟件設計 根據(jù)設計任務及 ， 整機的軟件設計任務有 4項 ，從實時性要求考慮，從高到低依次為： 通信任務、數(shù)據(jù)采集與溫度計算、人機服務和系統(tǒng)初始化 。需要利用 1字節(jié)的內(nèi)部 RAM標注閃爍顯示位的位置，該字節(jié)內(nèi)容為 0～ 5，分別表示閃爍顯示位的位置在最左 1位到最右 1位。為了嚴格地保證顯示周期和每位 LED的顯示時間，可以通過單片機內(nèi)部定時器的定時中斷，在中斷服務程序中進行動態(tài)顯示。為了盡量減少儀表的硬件開銷，采用了 動態(tài)刷新顯示方法 。 本設計中 ， 僅用 3個按鍵 ， 即可實現(xiàn)各種操作需要 。因此，當取 Vref = 1V， R1 = 100?時， D/A轉(zhuǎn)換滿量程輸出電流為： 根據(jù) TLC5615的 輸入時序 可以編寫其驅(qū)動程序。 （ 3）驅(qū)動程序 ① A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取 ICL7135的時鐘信號源于 AT89C55的 T2計數(shù)器的方波輸 出，讓AT89C55 通過 ，為 ICL7135提供 250kHz時鐘信號時，編程設定 AT89C55 的 T2工作于方波產(chǎn)生器方式。 ICL7135僅通過兩根線與 AT89C55相接，僅占用 AT89C55 T T2兩個計數(shù)器及外部中斷 INT1。 對于本設計任務而言 ， 測量的是工業(yè)過程的溫度參數(shù) ， 其變化緩慢 ， 一般場合 ，在 1秒內(nèi)很少有超過 ℃ 的變化 ， 因此可以選擇轉(zhuǎn)換精度較高 ， 速度較慢的雙向積分式 A/D轉(zhuǎn)換器 ， 而且在 A/D轉(zhuǎn)換器之前不必加采樣保持器 。 3229RAR??圖 29 動態(tài)穩(wěn)零電路原理 當 SW切向下時，放大器輸出為： 式中， VIO為運算放大器的失調(diào)電壓。為了解決這一問題，引入阻抗匹配電路。 a b A B 0V V V? ? ?② 克服 Pt100引線電阻影響 如圖 28所示，當安裝在現(xiàn)場的 Pt100傳感器通過三線連接到儀表時，要求三線長度、線徑、材質(zhì)一致，這樣做可以保證三線的線路電阻相等為 r，當 rR6（ R7）時，橋路輸出： 取 R6=R7， R5=RPt時， 。 圖 26 前向通道電路原理框圖 圖 27 前向通道硬件電路圖 1． 信號轉(zhuǎn)換電路 信號轉(zhuǎn)換電路由圖 27中的 9個惠斯登電橋組成 （ 由于圖面所限 ， 圖中僅繪出第1個 、 第 2個和第 9個 ） ， 實現(xiàn)將 8路 Pt100溫度傳感器輸出的電阻信號轉(zhuǎn)換為電壓信號 。 程序如下： CS BIT RST_WDT:CLR CS SETB CS RET 設定 WDT超時周期的驅(qū)動程序：根據(jù) X5045的使用要求，通過設定 X5045的狀態(tài)寄存器實現(xiàn)超時周期的設置。這兩位由發(fā)出 WRSR指令來設置，允許用戶選擇 4種保護方式之一。 表 22 狀態(tài)寄存器的格式 7 6 5 4 3 2 1 0 X X WD1 WD0 BL1 BL0 WEL WIP 狀態(tài)寄存器各位的意義說明如下 WIP（ Write_In_Process） :該位表示 “ 正在寫 ” 狀態(tài)。指令集如表 21所示。 2． X5045 性能簡介 由于選定的單片機 AT89C55WD內(nèi)部沒有 EEPROM存儲器 ， 而單片機上電時必須有自動復位電路 ， 因此主機電路中除了單片機外 ， 必須擴展 EEPROM存儲器和上電復位電路 。 ? 256B數(shù)據(jù)存儲器。因此，必須有不少于 3個中斷源、 2級中斷的中斷控制機制，以便根據(jù)各項任務的實時性要求進行搶占式調(diào)度。可選 8位微處理器 系統(tǒng)對程序存儲器的要求： 就設計任務中規(guī)定的功能及技術(shù)指標而言，軟件任務的復雜程度一般，當采用匯編語言編程實現(xiàn)時，一般 5000條指令可以完成全部編程任務。為了保證實時性要求，提高運行效率，采用 ASM51匯編語言編制。 ? ④ 中斷源要求：中斷源不應少于 3個，中斷級別不應少于 2級。電子元器件、電子材料的發(fā)展日新月異，必須選用目前市場敞開供應的元器件與材料，否則將給日后的制造與維護帶來很多麻煩。 ? 開孔尺寸： 152mm 76mm。 ? 溫度巡檢周期： 1s。 ? 巡回顯示周期：以秒為單位，可選定。 總體設計 首先要確定 實現(xiàn)主要功能與技術(shù)指標的硬件、軟件的總體設計方案 。如果設計中選用了一些早已淘汰的元器件，將無法實現(xiàn)樣機的研發(fā)。 ? ⑤ 有串行通信接口。 3．外形結(jié)構(gòu)方案 按盤裝儀表結(jié)構(gòu)設計，其外形結(jié)構(gòu)尺寸、安裝尺寸、安裝方式、接線方式與常規(guī)測試儀表保持一致，便于替代傳統(tǒng)測試儀表。 MCS51而言， 5000*2B=10KB. 系統(tǒng)對數(shù)據(jù)存儲器的要求： 數(shù)據(jù)存儲器主要作為計算緩沖區(qū)、堆棧區(qū)、實時數(shù)據(jù)存儲區(qū)、中間數(shù)據(jù)存儲區(qū)使用，對本設計任務而言，一般 200～ 300B可以滿足需要。 系統(tǒng)對通用異步串行收發(fā)器（ UART）的要求： 為了支持 RS485通信，必須有 1路 UART。 ? 32根可編程 I/O口線。 美國 XICOR公司生產(chǎn)的 X5045集成芯片