【正文】 通常，驅(qū)動程序編制調(diào)試通過后，硬件調(diào)試也就完成了。 4．元器件安裝 樣機(jī)的安裝通常是手工安裝。 PCB設(shè)計的第一步是元件的布局，將元器件排布在尺寸和形狀確定的板面上。在人機(jī)接口硬件資源不足的情況下，要實現(xiàn)豐富的功能，往往會使得儀表的操作十分復(fù)雜，操作過程難以記憶，使用者不愿意接受。 從機(jī)響應(yīng)： =〈 Addr〉 R1〈 DATA〉〈 CS〉〈 CR〉 說明： = 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； R1 讀取設(shè)定參數(shù)的命令， 2位 ASCII字符； DATA 20位 ASCII字符，依次為上限報警方式、上限報警值、下限報警方式、下限報警值、巡回顯示時間間隔 5個參數(shù)，每個參數(shù) 4位； 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(jìn)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。接下來進(jìn)行動態(tài)穩(wěn)零處理，即將該通道的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字碼減去零點(diǎn)數(shù)據(jù)，則差值是消除了運(yùn)放漂移影響的、由現(xiàn)場實測溫度決定的數(shù)據(jù)。 （ 1）工作狀態(tài)下的操作 按動 “ △ ” 鍵， 查看報警設(shè)定方式、報警設(shè)定值、巡回顯示時間間隔 。 通信接口電路設(shè)計 智能儀器設(shè)計，必須考慮對某種網(wǎng)絡(luò)的支持，方便構(gòu)成局域測控網(wǎng)絡(luò)，以便實現(xiàn)更高程度的集中監(jiān)控和更大范圍的數(shù)據(jù)共享。 8個觸發(fā)器的輸出控制端連接到一起作為共同的輸出控制端 OE，通過引腳 1引出； 8個觸發(fā)器的時鐘輸入端連接到一起作為共同的時鐘輸入端 CLK，通過引腳 11引出。 例如 ， 輸入報警設(shè)定值 、 轉(zhuǎn)換輸出 20mA時對應(yīng)的溫度值 、 巡回顯示時間間隔等數(shù)據(jù) 。當(dāng) T1計數(shù)器工作于方式 1時，通過軟件設(shè)置 GATE控制位為 “ 1”時， T1計數(shù)受 INT1控制，當(dāng) INT1（既 BUSY）為高電平時， T1可對來自外部的脈沖（既 ICL7135的時鐘周期）計數(shù)； INT1為低電平時，停止計數(shù)。 轉(zhuǎn)換精度主要取決于分辨率 ， 對于 n位的 A/D轉(zhuǎn)換器 ， 轉(zhuǎn)換精度為 ； 轉(zhuǎn)換速度選取的依據(jù) 是測量信號的變化頻率 。如果沒有這一級阻抗匹配電路，測量橋路的輸出阻抗與多路模擬開關(guān)的導(dǎo)通電阻以串聯(lián)形式接到運(yùn)算放大器的輸入端，作為運(yùn)算放大器的輸入電阻存在。 圖 25 EEPROM寫入流程 （ 3） EEPROM讀出程序 ； ****************************************************************** ；子程序名： SEQU_READ ；功能：將 DPTR中內(nèi)容為首地址的 EEPROM中的內(nèi)容讀出到以 R1中內(nèi)容為首地 ； 址的單片機(jī)內(nèi)部 RAM中 ；底層子程序調(diào)用： OUTBYT、 INBYT ；入口條件：（ R1） = 單片機(jī)內(nèi)部 RAM的首地址 ； （ DPTR） = EEPROM的首地址 ； （ R2） = 要讀出的字節(jié)數(shù) ；使用的寄存器： A、 DPTR ； ****************************************************************** READ_INST EQU 03H ；讀數(shù)據(jù)命令為 03H SEQU_READ: CLR SCK ；準(zhǔn)備讀數(shù)據(jù) CLR CS MOV A,DPH ；將 EEPROM 地址的最高位連同讀數(shù)據(jù)命命令一起發(fā)送 MOV C, MOV A,READ_INST MOV ,C LCALL OUTBYT MOV A,DPL ；發(fā)送 EEPROM的低 8位地址 LCALL OUTBYT SEQU_READ1: LCALL INBYT ；讀出 1B內(nèi)容 MOV R1,A ；將讀出的 1B數(shù)據(jù)存入單片機(jī) RAM中 INC R1 DJNZ R2,SEQU_READ1 ；循環(huán)讀數(shù)據(jù) CLR SCK ；推出讀數(shù)據(jù) SETB CS RET “ SEQU_READ” 子程序用到了一個底層子程序 “ INBYT”，該子程序用于從EEPROM中讀出 1B內(nèi)容，程序如下： INBYT: MOV R0,8 ； 1B， 8個 BIT位 INBYT1: SETB SCK ；準(zhǔn)備讀出 CLR SCK MOV C,SO ；讀出內(nèi)容存于 C中 RLC A ；將 C中內(nèi)容存于 A中 DJNZ R0,INBYT1 ；循環(huán)讀出 RET 前向通道電路設(shè)計 前向通道的任務(wù) 是接收溫度傳感器 Pt100鉑電阻的信號，將其轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C(jī)能夠進(jìn)行處理的數(shù)字信號，由信號轉(zhuǎn)換電路、動態(tài)穩(wěn)零電路、多路模擬開關(guān)、阻抗匹配電路、放大電路、 A/D轉(zhuǎn)換電路等幾部分組成。 WEL位是只讀的，它由WREN指令置位，由 WRDI指令復(fù)位，或者在成功地完成了寫周期后復(fù)位。 ⑥ 功耗低，工作電流小于 50?A，便于電池供電。 ? 工作電壓范圍： 4～ 。 主機(jī)電路設(shè)計 主機(jī)電路設(shè)計的核心 是選擇一款恰當(dāng)?shù)那度胧教幚砥?，其處理速度、?nèi)含的存儲器容量、內(nèi)含的功能部件盡可能滿足系統(tǒng)要求，同時，市場售價滿足整機(jī)硬件成本要求。 ? ② 足夠的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，容量應(yīng)不小于 256B。 ? 結(jié)構(gòu)形式：盤裝式。 ? 相對濕度：小于 85%。 1． 硬件總體方案 主機(jī)電路采用以 8位單片機(jī) 為核心的方案，片內(nèi)要有足夠多的硬件資源，盡量減少擴(kuò)展外部功能芯片，減小整機(jī)的體積，降低整機(jī)造價。其中， 主機(jī)電路 由 CPU、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、 EEPROM存儲器、定時器 /計數(shù)器、通用異步串行收發(fā)器、中斷控制器、 WDT定時器及通用并行接口等部件組成； 前向通道電路 由 Pt100轉(zhuǎn)換電路、濾波電路、多路模擬開關(guān)電路、放大電路、 A/D轉(zhuǎn)換電路組成； 后向通道電路 由 D/A轉(zhuǎn)換電路、多路模擬開關(guān)電路、 V/I轉(zhuǎn)換電路、繼電器驅(qū)動電路組成； 人機(jī)接口電路 由按鍵和 LED數(shù)碼管組成； 通信接口電路 由 RS485接口電路組成； 供電電源電路 分別向系統(tǒng)數(shù)字電路提供邏輯 5V電源，向模擬電路提供 177。 系統(tǒng)對通用并行接口（ GPIO）的要求： 為了實現(xiàn)主機(jī)電路與前向通道、后向通道、人機(jī)接口部分的硬件接口，主機(jī)電路應(yīng)當(dāng)具備 20～ 30個 GPIO。 ② 具有低電壓監(jiān)測和強(qiáng)制復(fù)位功能。 WIP位是只讀的。在設(shè)置狀態(tài)寄存器之前，需要先完成兩個操作：設(shè)置寫使能寄存器和發(fā)送寫狀態(tài)寄存器命令。控制引腳狀態(tài)與導(dǎo)通通道關(guān)系如表 25所示。 6． A/D轉(zhuǎn)換電路 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計的核心 是 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇 ， 選擇時主要考慮三項技術(shù)指標(biāo)：轉(zhuǎn)換精度 、 轉(zhuǎn)換速度和對單片機(jī)接口資源的耗用 。 ② 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)器方波輸出，同時接至 AT89C55的 T1，利用 T1計數(shù)器記錄 BUSY為高電平時的時鐘周期數(shù)。 以上限報警為例 ， 當(dāng)溫度超過上限報警值時 ，令 “ 0”， 則三極管導(dǎo)通 ， 繼電器 J1得電 ， 使接點(diǎn)動作；當(dāng)溫度低于上限報警值時 ， 令 “ 1”， 則關(guān)閉上限報警 。 圖 220 LED顯示接口電路 圖 220中， U1與 U2采用八 D型透明鎖存器和邊沿觸發(fā)器 ——74HC374，作為 I/O口的擴(kuò)展。由圖 218按鍵接口電路與圖 220 LED顯示器接口電路構(gòu)成的人機(jī)接口電路在儀表上的前操作面板如圖 222所示。 為敘述方便 ， 4位溫度顯示器自左至右分別稱為第 4位 。每次采集數(shù)據(jù)通道的通道號，都存儲在 “ CH_NO”單元中。 （ 1）主機(jī)讀取從機(jī)采集的 8路溫度數(shù)據(jù)命令 主機(jī)發(fā)： 〈 Addr〉 R0〈 CR〉 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； R0 讀取 8路溫度數(shù)據(jù)的命令， 2位 ASCII字符； CR 回車符， 1位 ASCII字符。本溫度巡檢儀采用盤裝結(jié)構(gòu)，主要用于對連續(xù)生產(chǎn)過程的長期監(jiān)控。 1．印制電路板設(shè)計 原理圖繪制與 PCB圖繪制需要借助于計算機(jī)輔助設(shè)計。若發(fā)現(xiàn)整板硬件調(diào)試不通或某些性能指標(biāo)達(dá)不到要求，問題一般出在以下三個方面：電路板、元器件或線路原理。邏輯電路的質(zhì)量指標(biāo)，如噪聲容限、抗干擾性能、驅(qū)動能力、響應(yīng)時間等，在線路原理設(shè)計、元器件選用、電路板設(shè)計加工完畢后，基本就確定下來了，在調(diào)試過程中是無能為力的。由于測試功能選擇的有限性、方法的有限性、測試者經(jīng)驗的局限性，因此軟件會存在一定的紕漏與瑕疵，需要嚴(yán)格仔細(xì)進(jìn)行。如果整板元器件同時安裝調(diào)試，萬一電源電路有問題，可能會損毀其他電路的元器件。布局完成后，進(jìn)行布線。操作方式的設(shè)計是否合理，是影響智能儀表成功推向市場的一個重要因素，必須十分重視。 （ 5）主機(jī)發(fā)送下限報警方式 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)送下限報警方式的命令， 2位 ASCII字符； DAT 4位 ASCII字符，為下限報警方式； 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(jìn)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。 圖 225 數(shù)據(jù)采集與溫度計算流程圖 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 。連續(xù)按動，則不停地顯示下一通道檢測值，如下所示： ┌→ 1→2→3→4→5 →6→7→8 ┐ └─────────────┘ 按動 “ □ ” 鍵，儀表進(jìn)入 “ 巡回顯示狀態(tài) ” ，以選定的巡回顯示時間間隔依次顯示各路檢測溫度。系統(tǒng)初始化程序在開機(jī)時運(yùn)行一次即可，不在考慮范圍之內(nèi)。 設(shè)計驅(qū)動程序要考慮的另一個問題是小數(shù)點(diǎn)的顯 示，允許小數(shù)點(diǎn)在 6位 LED的任何一位顯示，實現(xiàn)方法是利用 1字節(jié)的內(nèi)部 RAM標(biāo)注小數(shù)點(diǎn)的顯示位置，該字節(jié)內(nèi)容為 0～ 5，分別表示小數(shù)點(diǎn)的顯示位置在最左 1位到最右 1位。 由于按鍵個數(shù)少 ， 不需要對按鍵進(jìn)行編碼訪問 ， 直接連接在單片機(jī)的 、 、 。當(dāng) AT89C55 晶體振蕩器取 12MHz時，編程如下： MOV T2CON， 04H ； T2工作于方波產(chǎn)生器方式 MOV T2MOD， 02H MO