【文章內(nèi)容簡介】 6位矩陣鍵盤，如圖10所示。矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端，行線通過上拉電阻接到+5V上。當(dāng)無鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時(shí)，行、列線將導(dǎo)通，此時(shí)，行線電平將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。這是識(shí)別按鍵是否按下的關(guān)鍵。然而，矩陣鍵盤中的行線、列線和多個(gè)鍵相連，各按鍵按下與否均影響該鍵所在行線和列線的電平，各按鍵間將相互影響，因此，必須將行線、列線信號(hào)配合起來作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。圖10矩陣鍵盤電路 聲光報(bào)警單元本設(shè)計(jì)采用蜂鳴器與發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。當(dāng)傳感器檢測(cè)到液位低于預(yù)設(shè)值或傳感器檢測(cè)不到有液滴下落時(shí)，從站單片機(jī)控制蜂鳴器和報(bào)警燈工作，在發(fā)出聲光報(bào)警的同時(shí)向主站發(fā)出報(bào)警信息。在實(shí)際應(yīng)用中，如果設(shè)定的滴速過高，輸液瓶上升到支架頂部時(shí)，仍達(dá)不到設(shè)定的滴速，輸液瓶繼續(xù)上升有可能會(huì)拉倒支架，造成危險(xiǎn)。所以在支架的頂部安裝一個(gè)紅外探測(cè)器，如檢測(cè)到輸液瓶上升到支架頂部，則發(fā)出信號(hào)，通知單片機(jī)控制電機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警并向主站發(fā)送報(bào)警信號(hào)。下圖11為聲光報(bào)警電路。 圖11聲光報(bào)警電路 電源電路單元任何電氣設(shè)備的使用都離不開供電系統(tǒng)，在整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，電源的設(shè)計(jì)是必須要考慮的。電源的設(shè)計(jì)取決于系統(tǒng)所要求的供電方式，如是采用單電源方案，還是多電源方案，系統(tǒng)的功耗有無特殊規(guī)定等等。本系統(tǒng)所選用的單片機(jī)是AT89S53，其標(biāo)準(zhǔn)工作電壓為+5V，且發(fā)光二極管和光敏三極管以及通訊所用的CAN總線適配器等電路的工作電壓都是+5V，因此在本設(shè)計(jì)中采用單電源方案。單電源方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單、工作可靠。此外還涉及到對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路由L297和L298N組成，L297的工作電壓為+5V ，L298N除邏輯電路工作電壓+5V外，因此還需加入一個(gè)較高的電源電壓來增強(qiáng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力。根據(jù)L298N的相關(guān)資料，這個(gè)電源電壓的范圍在+~+46V之間，考慮到用電安全及設(shè)計(jì)方便等因素，將其設(shè)定在+15V。因此我們的目標(biāo)是設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠提供+5V與+15V的電源，其電路如圖12所示。圖12電源電路由上圖可以知，此電源電路可以將220V的交流市電轉(zhuǎn)換為+5V和+15V直流電輸出。從原理上看，首先將通過變壓器的220V交流市電轉(zhuǎn)換為24V交流電，然后經(jīng)過二極管橋式整流電路和濾波電容C3對(duì)其進(jìn)行整流，獲得略低于24V的直流電輸出，經(jīng)過C4濾除紋波電壓后進(jìn)入集成穩(wěn)壓源L7815產(chǎn)生+15V直流電壓供L298N使用，同時(shí)此電壓又作為MC7805的輸入電壓，通過MC7805產(chǎn)生+5V電壓供系統(tǒng)邏輯電路和各模塊使用。這種做法的好處是只使用一個(gè)變壓器，降低了成本的同時(shí)還減小了+5V直流電源的紋波電壓。 通信電路單元本系統(tǒng)所采用的是CAN總線作為通信總線，以下就對(duì)CAN總線的適配芯片以及通信接口連接做簡要介紹。 CAN總線適配芯片連接電路系統(tǒng)主控制器MPC2510CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器MPC2510MPC2510MPC2510MPC2510節(jié)點(diǎn)控制器節(jié)點(diǎn)控制器節(jié)點(diǎn)控制器節(jié)點(diǎn)控制器圖13 CAN總線通信原理圖以CAN總線作為通信系統(tǒng)的典型實(shí)現(xiàn)方法如圖13所示。由系統(tǒng)框圖中的CAN接口部分可以得知，CAN接口由兩個(gè)部分組成：CAN控制器和CAN收發(fā)器。其中前者主要用于實(shí)現(xiàn)物理信令子層和數(shù)據(jù)鏈路層，而后者則是CAN控制器與物理傳輸媒體之間連接的子層接口。在本設(shè)計(jì)中，采用MCP2510作為CAN控制器，CAN收發(fā)器采用TJA1050。MCP2510是Microchip Technology Inc.（美國微芯科技有限公司）生產(chǎn)的一款控制器局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制器，完全支持CAN總線V /B技術(shù)規(guī)范。 、能夠發(fā)送和接收標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展報(bào)文。同時(shí)它還具備驗(yàn)收過濾以及報(bào)文管理功能。該器件包含三個(gè)發(fā)送緩沖器和兩個(gè)接收緩沖器，減少了單片機(jī)的管理負(fù)擔(dān)。TJA1050是控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，是一種標(biāo)準(zhǔn)的高速CAN收發(fā)器。TJA1050可以為總線提供差動(dòng)發(fā)送性能，為CAN控制器提供差動(dòng)接收性能，是PCA82C250和PCA82C251高速CAN收發(fā)器的后繼產(chǎn)品。 通信接口電路通信接口電路即適配芯片連接電路其連接方法如圖14所示：圖14通信接口電路適配芯片各引腳連接情況如下：(1)CAN收發(fā)器TJA1050引腳連接情況：CANL為低電平CAN總線，CANH為高電平CAN總線，TXD為發(fā)送數(shù)據(jù)輸入引腳，RXD為接收數(shù)據(jù)輸入引腳。(2)CAN協(xié)議控制器MCP2510各引腳的連接情況：TX0RS為通用數(shù)字輸入或發(fā)送緩沖器（TXB0）請(qǐng)求發(fā)送引腳，TX1BF為接收緩沖器，RXB1的通用數(shù)字輸出或中斷引腳TXCAN引腳與CAN總線的發(fā)送輸出引腳（TXD）連接，RXCAN引腳與CAN總線的接收輸入引腳（RXD）連接。TJA1050具有高速模式和靜音模式兩種工作模式，通過引腳“8”的得取來選擇模式。若引腳“8”接地則進(jìn)入高速模式；若引腳“8”沒有接地則進(jìn)入靜音模式；若引腳“8”不連接，則默認(rèn)高速模式。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)硬件進(jìn)行的。軟件設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的主要組成部分，軟件的好壞將直接影響到系統(tǒng)的性能指標(biāo)。無人堅(jiān)守點(diǎn)滴自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)的方式，模塊化編程是分別對(duì)各模塊程序進(jìn)行編寫、編譯，最后通過主程序?qū)⒏髂Ｆ嗷フ{(diào)用的軟件設(shè)計(jì)方法。本系統(tǒng)包含從站軟件設(shè)計(jì)和主站軟件設(shè)計(jì)，主站程序主要是對(duì)從從站各程序模塊的協(xié)調(diào)管理。 從站軟件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)從站軟件設(shè)計(jì)是對(duì)從站各模塊進(jìn)行嵌入式程序編譯，本系統(tǒng)中需要進(jìn)行程序編譯的模塊主要有：（1）主控模塊即初始化模塊；（2）鍵盤控制模塊；（3）點(diǎn)滴速控制模塊；（4）電機(jī)控制模塊；（5）報(bào)警模塊；（6）主從通信模塊。 從站各模塊軟件設(shè)計(jì)從站系統(tǒng)程序由一個(gè)主控程序模塊和若干個(gè)子程序模塊組成，其中主控程序模塊為軟件系統(tǒng)的核心，其作用是管理協(xié)調(diào)各子模塊，使之按照總體設(shè)計(jì)流程工作。 主控模塊主控模塊是從站軟件系統(tǒng)的核心，其主要負(fù)責(zé)調(diào)度各子模塊程序。工作時(shí)，首先對(duì)串口部分和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)進(jìn)行初始化，然后調(diào)用各子模塊程序來協(xié)調(diào)各子模塊工作。系統(tǒng)初始化有兩方面的工作內(nèi)容：（1）串口初始化，即讓串口工作處方式“1”。通過定時(shí)器T1來設(shè)定波特率的溢出率值為1200bit/s，串口處于接收的狀態(tài)。此時(shí)把定時(shí)器T1的初始值設(shè)定為248(0E8)。（2）外部中斷“0”的設(shè)置，串口數(shù)據(jù)通信通過中斷來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，所以初始化程序還需設(shè)定串口的中斷方式。在從站系統(tǒng)中，當(dāng)有液滴滴下時(shí)，液滴檢測(cè)電路就會(huì)捕捉到一個(gè)電信號(hào)，將捕捉的電信號(hào)送到A/D轉(zhuǎn)換電路中對(duì)其整形，最后產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字脈沖信號(hào)，將脈沖信號(hào)送至單片機(jī)內(nèi)部處理使之產(chǎn)生一個(gè)外部中斷“0”。系統(tǒng)進(jìn)行中斷計(jì)數(shù)時(shí)，必須開啟外部中斷“0”和R4寄存器。同時(shí)，還需將外部中斷“0”設(shè)置為電平觸發(fā)模式。串口初始化程序部分源碼如下：include include include “”ifdef evalboard //采用硬件目標(biāo)板時(shí)需要使用以下外部函數(shù)extern void DNPUT(unsigned char aa, unsigned char bb)。extern void DISPLY(unsigned char data *cc) 。static unsigned char data dg[ ]={ 0, 0, 10, 0, 0, 10, 0, 0 }。end ifvoid main (void){ unsigned i。 for (i=0。 i1000。 i++)。 //延時(shí)，等待系統(tǒng)上電穩(wěn)定timer0_initialize ()。 //定時(shí)器0初始化_initialize ()。 //串行口初始化ifdef evalboard //采用硬件目標(biāo)板時(shí)DINPUT (0X0A, 0X07)。 //需要對(duì)板上MAX7219初始化DNPUT (0X0B, 0X07)。DINPUT (0X09, 0X0FF)。DINPUT (0X0c, 0X01)。DISPLY (dg)。 //板上LCD顯示000000end iftimer0_wait (TIMER0_TICKS_PER_ SEC /