【正文】 有顯示，這樣即可以顯示出圖形。 ② 字符的顯示 用 LCD 顯示一個字符時比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€字符由 6 8 或 8 8 點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為 “ 1”，其它的為 “ 0” ，為 “ 1”的點(diǎn)亮，為 “ 0” 的不亮。 第 3腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 20 )( 43 421 1 RR RRR RE ????3 壓力容器檢測裝置硬件部分的設(shè)計(jì) 電阻應(yīng)變式傳感器 電阻應(yīng)變式傳感器是一種利用電阻應(yīng)變效應(yīng)，將各種力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號的結(jié)構(gòu)型傳感器。 當(dāng)忽略電源的內(nèi)阻時，由分壓原理有： ADABBDo uuuu ??? 基于單片機(jī)的壓力容器檢測裝置設(shè)計(jì) 21 ))(( 43214231 RRRR RRRRE ?? ?? ? ?? ?? ?)()()()( )()( 22 RRRRRRRR ERRRRuo ?????????? ??????ERR??? 3421 RR ? = （ 31） 當(dāng)滿足條件 R1R3=R2R4 時，即 （ 32） ou =0，即電橋平衡。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 22 電阻應(yīng)變片也會有誤差，產(chǎn)生的因素很多，因此測量時必須要注意。 測量電路中，將受力性質(zhì)相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)?，?dāng)應(yīng)變片初始阻值： R1＝ R2＝ R3＝ R4，其變化值 Δ R1＝ Δ R2＝ Δ R3＝ Δ R4 時，其橋路輸 出電壓 Uout＝ KEε 。 放大器的輸入信號一般是由傳感器輸出的。如放大器增益的外接電阻調(diào)整、方便準(zhǔn)確的量程切換、極性自動變換等。由于整個電路對稱，調(diào)整時不會造成共模抑制比的降低。從而保證放大器輸出性能穩(wěn)定。為此，測量電路中常設(shè)有模擬放大環(huán)節(jié)。 滯后和蠕變是關(guān)于應(yīng)變片及粘合劑的誤差。其特點(diǎn)是：當(dāng)四個橋臂電阻達(dá)到相應(yīng)的關(guān)系時，電橋輸出為零，否則就有電壓輸出，可利用靈敏檢流計(jì)來測量，所以電橋能夠精確地測量微小的電阻變化。 直流電橋的特點(diǎn)是信 號不會受各元件和導(dǎo)線的分布電感及電容的影響，抗干擾能力強(qiáng)，但因機(jī)械應(yīng)變的輸出信號小，要求用高增益和高穩(wěn)定性的放大器放大。 第 15腳：背光源正極。 1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖所示： 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 18 圖 25 1602LCD 尺寸圖 1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)： ● 顯示容量 :16 2個字符 ● 芯片工作電壓 :— ● 工作電流 :() ● 模塊最佳工作電壓 : ● 字符尺寸 : (W H)mm 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14腳（無背光）或 16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 24 所示 : 表 24 1602LCD 引腳接口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 DO 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLA 背光源正極 第 1腳： VSS 為地電源。例如屏的第一行的亮暗由 RAM區(qū)的 000H—— 00FH的 16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（ 000H）=FFH 時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為 8 個點(diǎn)；當(dāng)（ 3FFH） =FFH 時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（ 000H） =FFH，（ 001H） =00H，（ 002H） =00H， ?? （ 00EH）=00H，（ 00FH） =00H 時，則在屏幕的頂部顯示一條由 8段亮線和 8條暗線組成的虛線。 （ 3） 體積小、重量輕 液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目 的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 CPU 響應(yīng) 中 斷后由硬件自動清除 IE1。一般情況下 GATE=0。 基于單片機(jī)的壓力容器檢測裝置設(shè)計(jì) 15 /計(jì)數(shù)器方式控制寄存器 TMOD 用來選擇定時器 /計(jì)數(shù)器 0、 1 的工作方式，低 4 位用于定時器 /計(jì)數(shù)器 0，高 4 位用于定時器計(jì)數(shù)器 1。 (3) 口控制單片機(jī)從 0809 讀取數(shù)據(jù)。 單片機(jī)的選擇 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與微電子技術(shù)的發(fā)展，智能儀表的功能逐步完善，工作的可靠性也進(jìn)一步提高，而單片機(jī)卻是隨著功能的不斷增強(qiáng)，價格逐漸降低。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)，當(dāng) OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻；當(dāng) OE=1 輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。 ADDA 為低位地址， ADDC 為高位地址，用于對模擬通道進(jìn)行選擇。 A D7 B C ALE VR(+) VR() OE 圖 22 ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 圖中 8 路模擬量開關(guān)可選通 8個模擬通道， 8路模擬量分時輸入，共用一個 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中最常用的 A/D 轉(zhuǎn)換器是可編程的 ADC0809。 金屬材料在彈性變形范圍內(nèi)，泊松比μ =~，在塑性變形范圍內(nèi)μ≈ 。 電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)用歷史悠久，但目前仍是一種主要的測量手段，因?yàn)樗哂幸韵陋?dú)特的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，性能穩(wěn)定、可靠； （ 2）易于實(shí)現(xiàn)測試過程自動化和多點(diǎn)同步測量、遠(yuǎn)距離測量和遙測； （ 3）靈敏度高，測量速度快，適合于靜態(tài)、動態(tài)測量； （ 4）可以測 量多種物理量，應(yīng)用廣泛。這種分類對傳感器的應(yīng)用很方便。按傳感器的工作原理不同，傳感器大體上可分為物理型、化學(xué)型及生物型三大類。而常規(guī)檢驗(yàn)就必須停產(chǎn)、清洗、介質(zhì)置換、拆除保溫和附屬設(shè)施等，從而導(dǎo)致整套裝置或整個企業(yè)長時間停產(chǎn)，損失巨大。 （ 3）利用所選器件設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于單 片機(jī)的壓力容器檢測裝置的硬件部分。這些設(shè)備中使用了單片機(jī)機(jī)芯后，大大提高了其控制功能和性能，并實(shí)現(xiàn)了智能化、最優(yōu)化控制。如有些氣象部門、油田采油部門以及電廠等均可采用這樣的系統(tǒng)。單片機(jī)也廣泛地應(yīng)用于實(shí)時控制系統(tǒng)中，例如對工業(yè)上各種窯爐的溫度、酸度、化學(xué)成分的測量和控制。因此， MCS— 51 應(yīng)用非常廣泛，成為繼 MCS— 48 之后最重要的單片機(jī)品種。 單片機(jī) 單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展 所謂單片機(jī) (microcontroller)是指在一個集成芯片中，集成微處理器 (CPU)、存儲 器、基本的 I/O 接口以及定時 /計(jì)數(shù)、通信部件，即在一個芯片上實(shí)現(xiàn)一臺微型計(jì)算機(jī)的基本功能。 ? ? ? ? ? 圖 11 自動化檢測系統(tǒng)的硬件基本結(jié)構(gòu) 顯示器 主機(jī) 打印機(jī)、繪圖機(jī) 測控通信接口 單片機(jī) 1 A/D 轉(zhuǎn)換 調(diào)節(jié)放大 傳感器1 傳感器2 傳感器m 單片機(jī) 2 A/D 轉(zhuǎn)換 單片機(jī) m A/D 轉(zhuǎn)換 調(diào)節(jié)放大 調(diào)節(jié)放大 傳感器1 傳感器2 傳感器m 傳感器1 傳感器2 傳感器m 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 4 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與檢測技術(shù)的發(fā)展是密切相關(guān)的，檢測技術(shù)達(dá)到的水平愈高，則科學(xué)技術(shù)上的成就就會愈為深廣。我國政府有關(guān)規(guī)程規(guī)定，在用壓力容器內(nèi)外部檢 驗(yàn)的周期最長為 6 年。按工作性質(zhì)，壓力容器檢驗(yàn)可分為產(chǎn)品安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)和在用檢驗(yàn)兩大類。壓力容器承受各種靜、動載荷或交變載荷，有些還有附加的機(jī)械或溫度載荷。 壓力容器的分類 壓力容器的形式、品種繁多，其分類方法有很多種。 此壓力容器檢測裝置主要由金屬電阻應(yīng)變片、測量放大器、 A/D 轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、 LCD 顯示組成。本文詳細(xì)闡述了基于單片機(jī)的 壓力容器檢測裝置 的硬件組成、軟件設(shè)計(jì)及相關(guān)的接口電路設(shè)計(jì)。 為了與一般容器 (常壓容器 )相區(qū)別，只有同時滿足下列三個條件的容器，才稱之為壓力容器： （ 1）工作壓力大于或者等于 (工作壓力是指壓力容器在正常工作情況下，其頂部可能達(dá)到的最高壓力 )； （不含液體靜壓力） （ 2）工作壓力與容積的乘積大于或者等于 (容積，是指壓力容器的幾何容積 )； （ 3）盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體以及介質(zhì)最高工作溫度高于或者等于其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體 。所以壓力容器比一般機(jī)械設(shè)備有更高的安全要求。檢驗(yàn)是壓力容器安全管理的重要環(huán)節(jié)。壓力容器內(nèi)外部檢驗(yàn)的周期一般為 5~10 年。單片機(jī)通過通信電路將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)，實(shí)現(xiàn)檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和測量結(jié)果的存儲、顯示、打印、繪圖、以及與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)通 信。微機(jī)自動化檢測技術(shù)的核心技術(shù)是傳 感器技術(shù)、抗干擾技術(shù)與可靠技術(shù)、顯示技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子線路設(shè)計(jì)技術(shù)等等。由于 PHILIPS、 ATMEL、 WELBORD、 LG 等近百家IC 制造商都主產(chǎn) 51 系列兼容產(chǎn)品，具有品種全、兼容性強(qiáng)、軟硬件資料豐富等特點(diǎn)。如 MCS— 51系列單片機(jī)控制的“船舶航行狀態(tài)自動記錄儀”、“煙葉水分測試儀”、“智能超聲波測厚儀”等。使用單片機(jī)作為系統(tǒng)的前端采集單元，由主控計(jì)算機(jī)發(fā)出采集命令，再將采集到的數(shù)據(jù)逐一送到主計(jì)算機(jī)中進(jìn)行 處理。 (5)消費(fèi)類電子產(chǎn)品控制 該應(yīng)用主要反映在家電領(lǐng)域，如洗衣機(jī)、空調(diào)器、保安系統(tǒng)、 VCD 視盤機(jī)、電子秤、 IC 卡、手機(jī)等。包括基于單片機(jī)的壓力容器檢測裝置設(shè)計(jì) 7 傳感器的選擇，放大電路的選擇， 多路 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇 ，單片機(jī)的 選擇 以及顯示器的選擇 ，選擇的器件是否合適是能否實(shí)現(xiàn)此 壓力容器檢測裝置 設(shè)計(jì)要求的前提條件。按照國家規(guī)定要求 ，在使用 3~6 年時，必須要實(shí)施定期檢驗(yàn) 。 （ 1）按工作原理分類。傳感器按輸入量分類有位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、力傳感器、色傳感器、磁傳感器等，以輸入量（被測量）命名。這類傳感器的種類很多，在幾何量和機(jī)械量測量領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，常用來測量力、壓力、位移、應(yīng)變、扭矩、加速度等非電量。對于金屬材料來說，（△ρ /ρ） /ε項(xiàng)比（ 1+2μ）項(xiàng)小得多，而對于半導(dǎo)體材料的（△ρ /ρ） /ε項(xiàng)比（ 1+2μ）項(xiàng)大得多，甚至可認(rèn)為 K=（△ρ /ρ） /ε。 基于單片機(jī)的壓力容器檢測裝置設(shè)計(jì) 11 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器的類型較多，常用的有逐次逼近型和積分型。 ADDA、 ADDB、 ADDC：地址線。 OE：輸出允許信號。參考電壓用來與輸入的模擬信號進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)，其典型值為＋ 5V（ Vref(+)=+5V， Vref()=0V）。 (2)由八個 P1 口接收數(shù)據(jù)， P0 口控制 LCD 的顯示。我們通過指令對 TMOD 和 TCON 這兩個特殊功能寄存器的各位進(jìn)行編程就可以實(shí)現(xiàn)整個定時 /計(jì)數(shù)器功能。 （ 3） 門控制位 GATE，如果 GATE=l，定時器 /計(jì)數(shù)器 0 的工作受芯片引腳 0INT / 控制，定時器 /計(jì)數(shù)器 1 的工作受芯片引腳 1INT / ； 如果 GATE=0，定時器 /計(jì)數(shù)器的工作與引腳 0INT 、 1INT 無關(guān)。 （ 4） IT1 為外部中斷觸發(fā)方式選擇， IT1=0 時 1INT 為電平觸發(fā)方式，當(dāng)外部引腳 1INT陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 16 上出現(xiàn)低電平時就向 CPU 申請中斷， CPU 響應(yīng)中斷后要采取措施撤銷中斷