【正文】 有在回路具有無(wú)限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。 圖 電荷放大器 a）電路 b）外形 1－壓電傳感器 2－屏蔽電纜線 3－電纜分布電容 4－電荷放大器 SC－靈敏度選擇開(kāi)關(guān) SR－帶寬選擇開(kāi)關(guān) VD VD2－ 輸入端保護(hù)二極管 電荷放大器的輸出電壓的有效值可由式 得到 式中 Q—— 壓電傳感器產(chǎn)生的電荷 ； Cf —— 并聯(lián)在放大器輸入端和輸出端之間的反饋電容。 OTP 單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性是一個(gè)重要的指標(biāo)，象普通51 單片機(jī)的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)大都采用高檔型號(hào)仿真低檔型號(hào)，其實(shí)時(shí)性不盡理想。 Timer，內(nèi)部定時(shí)器，有 Timer0、 Timer Timer2 等。 通訊 參考方案一 4. 軟件設(shè)計(jì) 4． 1程序流程 4． 1． 1 系統(tǒng)主程序流程圖 39 4． 1． 2各子程序流程圖 開(kāi)始 初始化 A/D 轉(zhuǎn)換器 初始化 I/O 模塊 開(kāi)啟主中斷 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，采樣五次取平均值 數(shù)據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)換 調(diào)用顯示子程序 開(kāi)關(guān)？ 返回 Y N 40 4． 2程序 4． 2． 1 主程序 Include unsigned char tran[4]。 /*將 RC RC7 設(shè)置為輸入方式，對(duì)外部呈高阻狀態(tài) */ } /*SPI 傳輸數(shù)據(jù)子程序 */ void SPILED(data) { SSPBUF=data。 /*發(fā)送允許 */ CREN=1。 }while(SSPIF==0)。k++){ while(1){ if(RCIF==1) break。 總體測(cè)試檢驗(yàn)機(jī)器性能（精度、分辨率、最大量程）。 /*中斷禁止 */ CREN=1。 /*串行口工作使能 */ TRISC6=1。 fuzhi()。 /*將傳輸?shù)牟ㄌ芈试O(shè)為約 9 600 位 /秒 */ TXSTA=0X04。 PORTE PORTE 總共有 3 個(gè)位 (RE0~RE2)， PORTE 的 Pin 10 有三種功能，除了基本 I/O 功能，也有模擬輸入功能，而上述 PORTD 的并列傳輸接口設(shè)定所需的控制接腳，如 /RD、 /WR、 /CS 等，也是屬于 PORTE 接腳。如圖所示，每根接腳都有其特定功能，例如 Pin11 與 Pin32(VDD)為正電源接腳， Pin12與 Pin31(VSS)為地線接腳；而有些接腳有兩種甚至三種以上功能，例如Pin2(RA0/AN0)代表 PORTA 的第一支接腳，在系統(tǒng)重置 (Reset)后，可自動(dòng)成為模 擬輸入接腳，接收模擬訊號(hào)，也可經(jīng)由程序規(guī)劃為數(shù)字輸出輸入接腳。 PIC 系列 8位 CMOS 單片機(jī)具有獨(dú)特的 RISC 結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)總線和指令總線分離的哈佛總線（ Harvard）結(jié)構(gòu)，使指令具有單字長(zhǎng)的特 性，且允許指令碼的位數(shù)可多于 8 位的數(shù)據(jù)位數(shù)，這與傳統(tǒng)的采用 CISC 結(jié)構(gòu)的 8 位單片機(jī)相比，可以達(dá)到 2:1的代碼壓縮，速度提高 4 倍。 圖 壓電元件的符號(hào) 由于外力作用在壓電元件上產(chǎn)生的電荷只有在無(wú)泄漏的情況下才能保存，因此壓電傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量。由于隨著應(yīng)力的變化電場(chǎng)變化微?。ㄒ簿驼f(shuō)壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。在應(yīng)用系統(tǒng)工程的現(xiàn)場(chǎng)施工中，由于通信載體是雙絞線，它的特性阻抗為 120 Ω左右，所以線路設(shè)計(jì)時(shí)，在 RS485 網(wǎng)絡(luò)傳輸線的始端和末端應(yīng)各接 1個(gè) 120 Ω的匹配電阻（如圖 1 中的 R3），以減少線路上傳輸信號(hào)的反射。考慮到通信的穩(wěn)定性和可靠性，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)中應(yīng)將控制 RS485 總線接口芯片的發(fā)送引腳設(shè)計(jì)成 DE 端的反邏輯，即控制引腳為邏輯“ 1”時(shí)， DE 端為“ 0”；控制引腳為邏輯“ 0”時(shí)， DE 端為“ 1”。 電路基本原理 某節(jié)點(diǎn)的硬件電路設(shè)計(jì)如圖 1 所示，在該電路中，使用了一種 RS485 接口芯片SN75LBC184，它采用單一電源 Vcc，電壓在＋ 3～＋ V 范圍內(nèi)都能正常工作。現(xiàn)場(chǎng)總線是連接設(shè)置在控制現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備的數(shù)字化、串行、多站通信的網(wǎng)絡(luò)。 一般終端匹配采用終端電阻方法， RS485應(yīng)在總線電纜的開(kāi)始和末端都并接終端電阻。 RS485 電纜 在低速、短距離、無(wú)干擾的場(chǎng)合可以采用普通的雙絞線，反之，在高速、長(zhǎng)線傳輸時(shí)，則必須采用阻抗匹配（一般為 120Ω ）的 RS485 專用電纜（ STP120Ω（ for RS485 amp。 RS485 接口連接器采用 DB9 的 9 芯插頭座，與智能終端 RS485 接口采用 DB9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口 RS485 采用 DB9（針）。段選線控制字符選擇，位選線控制顯示位的亮，暗。 D7－ D0 為數(shù)字量輸出線。 在許多需要 用 A/D 轉(zhuǎn)換和數(shù) 字采集的單片機(jī)系統(tǒng)中， 多數(shù) 情況下，傳感器輸出的模擬信號(hào)都很微弱，必須通過(guò)一個(gè)模擬放大器對(duì)其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足 A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的要求， 在此 情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器。產(chǎn)生非線性誤差的原因很多，一般來(lái)說(shuō)主要是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定，通過(guò)線性補(bǔ)償，也可得到改善。圖是典型的串聯(lián)型雙極型晶體管穩(wěn)壓電路。其中測(cè)量電路中最主要的元器件就是電阻應(yīng)變式傳感器。本次設(shè)計(jì)采取方案一。由電阻應(yīng)變片和測(cè)量線路兩部分組成。 20 測(cè)量電路是電子稱設(shè)計(jì)電路中是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，我們?cè)谥谱鞯倪^(guò)程中應(yīng)盡量選擇好元件，調(diào)整好測(cè)量的范圍的精確度，以避免減小測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差。 A， B和 C為地址輸入線，用于選通 IN0－ IN7 上的一路模擬量輸入。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段 LED。而 RS485 接口在總線上是允許連接多達(dá) 128個(gè)收發(fā)器。很多情況下，連接 RS485 通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單地用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的 “A” 、 “B” 端連接起來(lái)。有些網(wǎng)絡(luò)連接盡管不正確，在短距離、低速率仍 可能正常工作，但隨著通信距離的延長(zhǎng)或通信速率的提高，其不良影響會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，主要原因是信號(hào)在各支路末端反射后與原信號(hào)疊加，會(huì)造成信號(hào)質(zhì)量下降。 RS485 和其它總線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別： 我們把工業(yè)網(wǎng)絡(luò)歸結(jié)為三類： RS485 網(wǎng)絡(luò)、 HART 網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。 28 采用單一電源 +5 V 工作，額定電流為 300 μA ，采用半雙工通訊方式。當(dāng)單片機(jī) =1 時(shí)，光電耦合器的發(fā)光二極管不發(fā)光，光敏三極管不導(dǎo)通，輸出低電壓（ 0 V），選中 RS485 接口芯片的 RE端，允許接收。如果“空閑”，則可以得到對(duì)總線的使用權(quán)限，這樣就較好地解決了總線沖突的問(wèn)題。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá) 40 ～ 135 ℃ ，而且具有測(cè)量的高精度、高穩(wěn)定性。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測(cè)量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。比如，一個(gè)摩托車的點(diǎn)火器需要一個(gè) I/O 較少、 RAM 及程序存儲(chǔ)空間不大、可靠性較高的小型單片機(jī)，若采用 40 腳且功能強(qiáng)大的單片機(jī)，投資大不說(shuō)，使用起來(lái)也不方便。 PIC 以保密熔絲來(lái)保護(hù)代碼，用戶在燒入代碼后熔斷熔絲，別人再也無(wú)法讀出，除非恢復(fù)熔絲。 圖 6. 振蕩源電路圖（圖片來(lái)源： Microchip PIC16F87X Data Sheet） 表 1. 建議電容值（圖片來(lái)源： Microchip PIC16F87X Data Sheet） 外加電源與重置電路 PIC16F877 的工作電壓為 5V，連接 Pin11 與 Pin32， Pin12 與 Pin31 為地線接腳；重置電路連接 Pin1，按下 Reset 后，內(nèi)部指令重頭開(kāi)始執(zhí)行，系統(tǒng)重新運(yùn)作。 SSPSTAT=0xC0。 /*準(zhǔn)備鎖存 */ for(k=0。 } /*等待寫(xiě)入完成 */ while(1){ if(RCIF==1) break。k++){ data=rece[k]。 /*顯示接收的數(shù)據(jù) */ while(1) { 。 檢測(cè)當(dāng)敏感元件變化時(shí) A/D 轉(zhuǎn)換電路電壓是否有變化。 /*查得顯示的段碼 */ SPILED(data)。 /*讀響應(yīng)字節(jié)，清 RCIF*/ } display()。k++) { data=tran[k]。 /*SDO 引腳為輸出， SCK 引腳為輸出 */ TRISA5=0。 PIC 是 8 位的單片機(jī)，以接腳特性分組，每組盡 量湊滿 8 支接腳，并將I/O 命名為 PORTA(RA0~RA5)、 PORTB(RB0~RB7)、 PORTC(RC0~RC7)、PORTD(RD0~RD7)和 PORTE(RE0~RE2)等，各分組接口特性說(shuō)明如下： PORTA PIC16F877 的 PORTA 總共有 6 個(gè)位 (RA0~RA5)， PORTA 的接腳可作為數(shù)字輸出輸入端口，而系統(tǒng)重置后， PORTA 自動(dòng)成為模擬輸入狀態(tài)，可讀取模擬輸入訊號(hào)。 7) 自帶看門狗定時(shí)器，可以用來(lái)提高程序運(yùn)行的可靠性。 該型號(hào)有 512 字節(jié) ROM、 25 字節(jié) RAM、一個(gè) 8位定時(shí)器、一根輸入線、 5根 I/O 線，市面售價(jià)在 3－ 6 元人人民幣。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來(lái)測(cè)量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。高特性，低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國(guó)家有全面替代其它類型傳感器的趨勢(shì)，在中國(guó)也越來(lái)越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力傳感器。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。采用這種工作方式后，系統(tǒng)中已經(jīng)沒(méi)有主、從節(jié)點(diǎn)之分，各個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)總線的使用權(quán)限是平等的，從而有效避免了個(gè)別節(jié)點(diǎn) 通信負(fù)擔(dān)較重的情況。 RS485 的 DE 控制端設(shè)計(jì) 在 RS485 總線構(gòu)筑的半雙工通信系統(tǒng)中，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中任一時(shí)刻只能有一個(gè)節(jié)點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)并向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，其他所有節(jié)點(diǎn)都必須處于接收狀態(tài)。 MAX485 芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非常簡(jiǎn)單 ,內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器。技術(shù)主要被國(guó)外幾家大公司壟斷，近兩年國(guó)內(nèi)也有公司再做，但還沒(méi)有達(dá)到國(guó)外公司的水平。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性：總線的不同區(qū)段采用了不同電纜，或某一段總線上有過(guò)多收發(fā)器緊靠在一起安裝，再者是過(guò)長(zhǎng)的分支線引出到總線。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍， RS485 收發(fā)器共模電壓范圍為 7～ +12V，只有滿足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。 因 RS485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長(zhǎng)的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。共陰極 LED 顯示塊的發(fā)光二極管陰極共地。 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 數(shù)字量輸 出及控制線： 11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào) ： 當(dāng) ST 上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間， ST 應(yīng)保持低電平。將差動(dòng) 放大器調(diào)零，合上電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電橋平衡電位 RW1，使數(shù)顯表顯示 。本設(shè)計(jì)中采用的是金屬電阻應(yīng)變片絲式結(jié)構(gòu)，為獲得高電阻值，電阻絲排成網(wǎng)狀，并貼在絕緣的基片上，電阻絲兩端引出導(dǎo)線，線柵上面粘有覆蓋層，起保護(hù)作用。 3． 1． 1 方案一 圖 31 所示為 CW7800 系列三端固定輸出采集集成穩(wěn)壓器的基本應(yīng)用電路。 關(guān)鍵詞： PIC單片機(jī) 數(shù)字 通訊 智能 1 引言 數(shù)字壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡(jiǎn)單介紹 一些常用傳感器原理及其應(yīng)用。圖中 V5 是保護(hù)二極管，當(dāng)輸入端短路時(shí)，給輸出電容器 C4 存儲(chǔ)的電荷提供一個(gè)放大電路，防止 C4 兩端電壓作用于集成穩(wěn)壓器內(nèi)部調(diào)整管的發(fā)射結(jié)，造成發(fā)射結(jié)擊穿而損壞三端集成穩(wěn)壓器。 對(duì)于因溫度變化對(duì)橋接零點(diǎn)和輸出，靈敏度的影響，即使采用同一批應(yīng)變片，也會(huì)因應(yīng)變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差，所以對(duì)要求精度較高的傳感器，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償，解決的方法是在被粘貼的基片上采用適當(dāng)溫度系數(shù)的自動(dòng)補(bǔ)償片，并從外部對(duì)它加以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。重復(fù) 3步驟的標(biāo)定過(guò)程，一直到精確為止，把電壓量綱 V改為壓強(qiáng)綱 p，就可以稱重。 OE 為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 N位 LED 顯示器有 N根位選線和 8*N 根段選線。 RS485 編程 串口協(xié)議只是定義了傳輸?shù)碾妷?，阻抗等，編程方式和普通的串口編程一? 因 RS485 接口具有良好的抗噪聲干擾性，長(zhǎng)的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。 26 由于 PC 機(jī)默認(rèn)的