液體原料自動稱重配料系統(tǒng)硬件設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-27 06:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 88字節(jié)內(nèi)部RAM；(8)32個可編程I／O口線；(9)2個16位定時器／計數(shù)器；(10)6個中斷源；(11)全雙工串行UART通道；(12)低功耗空閑和掉電模式；(13)中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng)；(14)看門狗(wDT)及雙數(shù)據(jù)指針；(15)掉電標(biāo)識和快速編程特性；(16)靈活的在線系統(tǒng)編程。167。 鍵盤模塊的設(shè)計167。 矩陣鍵盤的結(jié)構(gòu)及其工作原理在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖1所示。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些，上圖中，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時，所有的輸入端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。下圖為矩陣鍵盤的電路原理圖： 167。 矩陣式鍵盤的按鍵識別方法確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，如上圖所示鍵盤，介紹過程如下。（1）判斷鍵盤中有無鍵按下 將全部行線Y0Y3置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。（2）判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。下面給出一個具體的例子：如圖22上所示。8031單片機的P1口用作鍵盤I/O口，鍵盤的列線接到P1口的低4位，鍵盤的行線接到P1口的高4位。+5V。4根行線和4根列線形成16個相交點。(1)檢測當(dāng)前是否有鍵被按下?！?”，“1”，則無鍵閉合，否則有鍵閉合。(2)去除鍵抖動。當(dāng)檢測到有鍵按下后，延時一段時間再做下一步的檢測判斷。(3)若有鍵被按下，應(yīng)識別出是哪一個鍵閉合。方法是對鍵盤的行線進(jìn)行掃描。： 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1，若全為“1”，則表示為“0”這一行沒有鍵閉合，否則有鍵閉合。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后可采用計算法或查表法將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值(5)為了保證鍵每閉合一次CPU僅作一次處理，必須卻除鍵釋放時的抖動。167。 顯示模塊的設(shè)計167。 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及其原理數(shù)碼管也稱LED數(shù)碼管，晶美、光電、不同行業(yè)人士對數(shù)碼管的稱呼不一樣，其實都是同樣的產(chǎn)品。數(shù)碼管按段數(shù)可分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式可分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管，共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮，當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。led數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，led數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖2是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。led數(shù)碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。選用時要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。在本次設(shè)計中，我們選擇8位共陰數(shù)碼管。 167。 數(shù)碼管的接口電路的設(shè)計一、鍵盤輸入電路 鍵盤是由若干個按鍵組成的開關(guān)組,當(dāng)沒有一個鍵按下時，所有行線輸出為1；當(dāng)某個鍵按下時，該鍵所在的行線和列線短接，行線的輸出由列線的輸入電平?jīng)Q定，74LS164可提供鍵盤的列掃描信號。 二、鍵盤信號的識別 本設(shè)計采用的是非編碼式鍵盤，采用軟件方法判別究竟是哪一個鍵按下。其過程如下：(1) 進(jìn)行整體掃描；(2) 當(dāng)有鍵按下時。 三、鍵盤消抖的處理機械按鍵在閉合時不會馬上穩(wěn)定接通，在斷開時也不會一下子斷開，而是伴隨著一連串的抖動。為保證CPU對按鍵的一次閉合僅做一次處理，對抖動信號必須進(jìn)行消抖處理。本系統(tǒng)采用軟件消抖，調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)延時10 ms，待鍵閉合穩(wěn)定后再次接受鍵入的信號，此時抖動已經(jīng)停止，鍵盤狀態(tài)有效。 四、顯示器電路(1)LED顯示器工作原理。顯示器為七段數(shù)碼管，需由驅(qū)動電路7407(反向器)驅(qū)動，并采用共陰極接法。共陰極LED顯示器的陰極共地，當(dāng)某二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮。十進(jìn)制數(shù)對應(yīng)的段碼見表21。 表21 七段LED顯示器段碼表(共陰極) 顯示字符0123456789.段碼3FH06H5BH4FH66H6DH07H7DH7EH6FH80H (2) 顯示掃描電路。LED的每一種顯示字符對應(yīng)一個段碼，CPU送出這個段碼，LED便顯示這個段碼所對應(yīng)的字符。在本系統(tǒng)中由移位寄存器74LS164提供需要顯示的段碼。當(dāng)我們需要同時顯示多個字符時，可逐次把需要的字符顯示在規(guī)定的位置上。～，用于控制各個顯示器的接地端。在每點亮一個顯示器之后，必須稍停一段時間，使之發(fā)光穩(wěn)定，然后輪流點亮其他的顯示器。這樣巡回掃描速度較快，每秒可重復(fù)多次。雖然在同一時刻只有一個顯示器在工作，但利用人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅時的余輝效應(yīng)，我們看到的都是穩(wěn)定的多個字符同時顯示。這種顯示為動態(tài)顯示，此時，段選碼和位選碼均由軟件控制。167。 A\D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計167。 傳感器及A\D轉(zhuǎn)換芯片的選擇本系統(tǒng)中我們使用德國HBM公司的HBM26F稱重傳感器。在自動化控制設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換輸出過程中，A/D轉(zhuǎn)
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