【導(dǎo)讀】是否超載而求在車輛超載時(shí)能夠提供報(bào)警和顯示車輛超載的重量。關(guān)鍵詞：AT89C51單片機(jī)；傳感器WPL110；檢測(cè)超載；稱重傳感器；

　　

【正文】 行選擇和輸進(jìn)端進(jìn)行配置，其控制邏輯表如表 3 所列。 表 3 TLC0838 配置信息位的功能 控制位 選擇的模擬通道（ CH0CH7） Com Dif/Sgl Odd/Even Sel1 Sel0 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 0 0 V+ V 0 0 0 1 V+ V 32 0 0 1 0 V+ V 0 0 1 1 V+ V 0 1 0 0 V+ V 0 1 0 1 V+ V 0 1 1 0 V+ V 0 1 1 1 V+ V 1 0 0 0 V+ V 1 0 0 1 V+ V 1 0 1 0 V+ V 1 0 1 1 V+ V 1 1 0 0 V+ V 1 1 0 1 V+ V 1 1 1 0 V+ V 1 1 1 1 V+ V 注： V+ —— 輸入電壓的正端， V—— 輸入 電壓的負(fù)端。被轉(zhuǎn)換的電壓為 V= V++ V. 腳 功能描述 圖 引腳排列 TLC0838 的引腳排列如圖 所示，其中 CH0～ CH7 為模擬輸進(jìn)端；Cs 為片選端； DI 為串行數(shù)據(jù) 輸進(jìn)，該端僅在 多路器尋址時(shí) (MUX Settling Time)才被檢測(cè)； DO 為 A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端； CLK 為時(shí)鐘 ；SARS 為轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端，該端為高電平時(shí)，表示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，為低電 33 平則表示轉(zhuǎn)換完成； REF 為參考電壓輸進(jìn) 端； VCC 為電源； DGTLGND 為數(shù)字地， ANGL GND 為模擬地， COM 公共端； ／ SE 為數(shù)據(jù)保持，輸出，該端為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)線上，該端為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸出。 單 片機(jī)的接口電 路設(shè)計(jì) 圖 TLC0838 與 AT89C51 單片機(jī)的硬件接口電路 TLC0838 與 AT89C51 單片機(jī)的硬件接口電路的電路原理如圖 所示。圖中，單片機(jī)的 接 TLC0838 的片選信號(hào)， 用于產(chǎn)生 A／ D轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘， 為一個(gè)雙 向 I／ O 口，可 用于對(duì)模擬輸進(jìn)進(jìn)行配置及 輸出轉(zhuǎn)換所得的數(shù)據(jù)。在這里，模擬信號(hào)以單端方式輸進(jìn)，參考電壓為 5V，即 A／ D 模 擬量的輸進(jìn)范圍為 0～ 5V。 小結(jié) 將惠斯登電橋、放大器、 TLC0838 與單片機(jī)連接起來(lái)，就組成了本系統(tǒng)的采 集模塊 。四個(gè) 被測(cè) 信號(hào)接 成兩個(gè) 差動(dòng) 對(duì)稱的 全橋 工作形 式，測(cè) 得的信號(hào)經(jīng)計(jì)算輸出范圍是 01V,而 TLC0838 的輸 入電壓范圍是 05V，故信號(hào)需放大 5 倍。整體接口電路如圖 所示： 34 圖 采集模塊整體硬件接口電路 鍵 盤(pán)模 塊 矩陣式鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)及工作原理 ： 在 鍵盤(pán)中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少 I/O 口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖 所示。在矩陣式 鍵盤(pán)中，每條水平線和垂 直線在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。這樣，一個(gè)端口 (如P1 口 )就可以構(gòu)成 4*4=16 個(gè)按鍵，比之直 接將端口線用于鍵盤(pán)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(pán)，而直接用端口線則只能多出一鍵 (9 鍵 )。 35 圖 矩陣式鍵盤(pán)電路圖 由此可見(jiàn)，在需要的鍵數(shù)比 較多時(shí)，采用矩 陣法來(lái)做鍵盤(pán)是合理的。矩陣式 結(jié)構(gòu)的 鍵盤(pán)顯 然比 直接法 要復(fù)雜 一些 ，識(shí)別 也要 復(fù)雜一 些，上 圖中，列線通過(guò)電阻接正電源，行線所接的 8255 PC 口（ PC7— PC4） 作為輸出端，列線所接的 8255 PC 口（ PC3— PC0） 作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒(méi)有按 下時(shí)， 所有的 輸出 端都是 高電平 ，代 表無(wú)鍵 按下 。行線 輸出是 低電平， 一旦有 鍵按下 ，則 輸入線 就會(huì)被 拉低 ，這樣 ，通 過(guò)讀入 輸入線 的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。具體的識(shí)別如下所述。 介紹一種確定矩陣式鍵盤(pán)上何鍵被按下 的方法 —— “ 行掃描法 ” 。 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(shí)別方法，如上圖所示鍵盤(pán) ： 判斷鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下 ： 將 全部行線 PC7— PC4 置低電 平，然后檢測(cè)列線的 狀態(tài)。 只要有 一列 的電平 為低， 則表 示鍵盤(pán) 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(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤(pán)中無(wú)鍵按下。 判斷閉 合鍵所 在的 位置 ： 在確 認(rèn)有鍵 按下 后，依 次將 行線置 為低電平，即 在置某 根行線 為低 電平時(shí) ，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(cè)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。 顯 示模 塊 如圖 是一種由 8255A 接口芯 片、驅(qū)動(dòng)器和共 陰 極 LED 顯示器 構(gòu)成的數(shù)字顯示電路。 36 圖 顯示電路 由圖可見(jiàn)， 先從 PB 口 選通要點(diǎn)亮的的數(shù)碼管代碼 ，然后 CPU 送來(lái)的二進(jìn)制數(shù)字代碼從 8255A 的 A 口輸出，并 經(jīng) 7407 驅(qū)動(dòng)后與 LED 相連 。若要顯示數(shù)字 0，應(yīng)使 g 段熄滅，其余段均點(diǎn)亮。為此，可編程使 PA6輸出高電平 (經(jīng)反相后輸出低電平 )，其余位 輸出低電平 (經(jīng)反相后輸出 高電平 )，即數(shù)字 0 的編 碼為 01000000B＝ 40H，其中 PA7 未派用處，我們也將它置為 0。同樣，可求 出 l 的編碼為 79H， 2 的編碼為 24H 等等。將數(shù)字 0～ F(也可以是 0～ 9)所對(duì)應(yīng)的七段 代碼組成一個(gè)表 ，進(jìn)行查表，就可求得 各數(shù)字 對(duì)應(yīng) 的七段 代碼 值。把 要顯 示的數(shù) 字的 七段代 碼從 8255A輸出，就可點(diǎn)亮相應(yīng) 的段，顯示這個(gè)數(shù)字。 依次循環(huán)點(diǎn)亮 4 個(gè)數(shù)碼管。 通 訊模 塊 在電參數(shù)儀的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)采集由單片機(jī) AT89C51 負(fù)責(zé) ，上位 PC 機(jī)主要負(fù) 責(zé)通信 （包括 與單 片機(jī)之 間的串 行通 信和數(shù) 據(jù)的 遠(yuǎn)程通 信）， 以及數(shù)據(jù)處理等工作。在工作中，單片機(jī)需要定時(shí)向上位 PC 機(jī)傳送大批 量的采樣數(shù)據(jù)。通常 ，主控 PC 機(jī)和由單片機(jī) 構(gòu)成的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相 距較遠(yuǎn)， 近則幾 十米， 遠(yuǎn)則 上百米 ，并且 數(shù)據(jù) 傳輸通 道環(huán) 境比較 惡劣， 經(jīng)常有大 容量的 電器（ 如電 動(dòng)機(jī)， 電焊機(jī) 等） 啟動(dòng)或 切斷 。為了 保證下 位機(jī)的數(shù)據(jù)能高速及時(shí)、安全地傳送至上位 PC 機(jī)，單片 機(jī)和 PC 機(jī)之間 采用 RS485 協(xié)議的串行通信方式較為合理。 37 RS485 的簡(jiǎn)介 RS485 采 用差 分 信號(hào) 負(fù)邏 輯， 2V～ 6V 表示 “0” ， +2V～ +6V表示 “1” 。 RS485 有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實(shí)現(xiàn) 點(diǎn)對(duì) 點(diǎn)的通信 方式， 現(xiàn)很少 采用 ，現(xiàn)在 多采用 的是 兩線制 接線 方式， 這種接 線方式為 總線 式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在同一 總線上最 多可以掛接 32 個(gè)結(jié)點(diǎn)。在 RS485通信網(wǎng) 絡(luò) 中一 般采用 的是 主從通 信方式 ，即 一個(gè) 主機(jī) 帶 多個(gè)從 機(jī)。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)。而 忽略 了信號(hào) 地的 連接 ，這種 連接 方法在 許多場(chǎng)合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有二個(gè)原因： (1)共模 干擾問(wèn)題： RS485 接口 采用差分方式傳輸信號(hào)方式 ，并不需要相對(duì) 于某個(gè)參 照點(diǎn)來(lái) 檢測(cè)信 號(hào)， 系統(tǒng)只 需檢測(cè) 兩線 之間的 電位 差就可 以了。 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 。當(dāng)網(wǎng) 絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。(2)EMI 問(wèn)題：發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒(méi)有一 個(gè)低阻 的返回 通道 （信號(hào) 地）， 就會(huì) 以輻射 的形 式返回 源端， 整個(gè) 總線 就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。 由于 PC 機(jī)默認(rèn)的只帶有 RS232 接口，有兩種方法可以得到 PC 上位機(jī) 的 RS485 電路：（ 1）通過(guò) RS232/RS485 轉(zhuǎn)換電路 將 PC 機(jī)串口 RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換成 RS485 信號(hào)，對(duì)于情況比較復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境最好是選用防浪涌帶隔離柵的產(chǎn)品。（ 2）通過(guò) PCI 多串口卡 ，可以直接選用輸出信號(hào) 為RS485 類型的擴(kuò)展卡。 38 RS485 的優(yōu)點(diǎn) 我們可以用 RS232 接口連接兩臺(tái)計(jì)算機(jī)，但是，當(dāng)你需要在一個(gè)更長(zhǎng)的距離上或者比 RS232 更快的速度 下進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候， RS485 就是一個(gè)解決的辦法。 RS485 與 RS232 相比有很多優(yōu)點(diǎn)： 1)成本低 :驅(qū)動(dòng)器和接收器價(jià)格便宜，并且只需要單一的一個(gè) +5V（或者更低）的電源來(lái)產(chǎn)生差動(dòng)輸出需要的最小 的壓差。與之相 對(duì)應(yīng)，RS232 的最小 +5V 與 5V 輸出需要雙電 源或者一個(gè)價(jià)格昂貴的接口 芯片，這個(gè)接口芯片可以生成這些電源。 2)網(wǎng)絡(luò)能力 :RS485 是一個(gè)多引出線接口，這個(gè)接口可以有多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接受器，而不是限制為兩臺(tái)設(shè)備。利用高阻抗接受器，一個(gè) RS485連接可以最多有 256 個(gè)接點(diǎn)。 3)長(zhǎng)距離連接 :一個(gè) RS485 連接最長(zhǎng)可以達(dá)到 4000ft,而 RS232 的典型距離限制為 50 到 100ft。 4）快速 :比特率可以高達(dá) 10Mbps。電纜長(zhǎng) 度和比特率是有關(guān)的，較低的比特率允許較長(zhǎng)的電纜。 5）抗干擾 :通 常， 485 通訊具有較高的抗干擾能力，但是在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣的場(chǎng)合，難免會(huì)受到不同 程度 的干擾，為此，一般可使用 120歐線路匹配電阻提高抗干擾能力。 MAX485 芯片 MAX485 是用于 RS— 485 通信的小功率收發(fā)器，含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器。驅(qū)動(dòng)器不是限斜率的，允許它們以每秒 的速度發(fā) 送數(shù)據(jù)。收發(fā)器的工作電流在 120— 500uA 之 間，只需一個(gè) +5V 的電源。 驅(qū)動(dòng)器具 有短路 電流限 制和 使用熱 關(guān)閉控 制電 路進(jìn)行 超功 耗保護(hù) 。在超 過(guò) 39 功耗時(shí) ，熱關(guān) 閉電路 將驅(qū) 動(dòng)器的 輸出端 置于 高阻狀 態(tài)。 接收器 輸入端 具有 自動(dòng) 防止故 障的 特性， 當(dāng)輸 入端開(kāi) 路時(shí) ，確保 輸出 為高電 平。 MAX485是為半雙工 bnm,./而設(shè)計(jì)的。 MAX485 有很多特點(diǎn)，如低靜態(tài)電流、三態(tài)輸出、半雙工工作方式、工作電源為單一 +5V、總線可 接 32 個(gè)收發(fā) 器以及限流和熱敏控制電路 為驅(qū)動(dòng)器提供過(guò)載保護(hù)等。 芯片 引腳 及功能 MAX485 芯片引腳圖如圖 所示，引腳說(shuō)明如表 4 所示 圖 MAX485 芯片 表 4 MAX485 引腳說(shuō)明 MAX485 引腳 名稱 功能 1 RO 接收器輸 出端。若 A 大于 B200mVRO 為高，若相反 RO 為低 2 /RE 接收器輸出使能端。當(dāng) 為低時(shí) RO 有效，為高時(shí) RO 為高阻狀態(tài) 3 DE 驅(qū)動(dòng)器輸出使能端。 4 DI 驅(qū)動(dòng)器輸入端。 5 GND 地 6 A 同向接收器輸入和同向驅(qū)動(dòng)器輸出端 7 B 反向接收器輸入和反向驅(qū)動(dòng)器輸出端 8 VCC 正電源輸入端： — 的接口電 路 MAX485 在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用連接電路如圖 所示： 40 圖 MAX485 在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用連接電路圖 看 門(mén)狗 模塊 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以智能芯片為核心的單片機(jī)系統(tǒng)集成化和小型化程度的日益提高，使系統(tǒng)具備了完全的自診斷、自檢測(cè)等性能 。目前，在一些測(cè)控 系統(tǒng)中，存在電源 開(kāi)斷 、瞬時(shí)電壓不穩(wěn)等不安全因素，將會(huì)造成系統(tǒng)死機(jī)、信息丟失、運(yùn)行不穩(wěn)定等故障。為解決這些問(wèn)題， 可 利用 MAX813L 芯片，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)系統(tǒng)的看門(mén)狗電路、電源故障監(jiān)視電路和手動(dòng)、自動(dòng)復(fù)位電路，可有效地解決程序運(yùn)行中出現(xiàn)的 “ 死機(jī) ” 現(xiàn)象和電源故障帶來(lái)的不利影響。 MAX813L 芯片 1 芯片特點(diǎn) MAX813L 監(jiān)控 電路 可用 于計(jì) 算機(jī)、 控制 器、 自動(dòng) 化設(shè)備 、智能設(shè)備及 微處理器 監(jiān)控中。它們有以下四方 面的功能： （ 1） 上電、掉電狀態(tài)下的復(fù)位功能； （ 2） MAX813 L 還有 WATCHDOG 輸出功能； （ 3） 內(nèi)有一個(gè) 掉電告警門(mén)限檢測(cè)器； （ 4） 手動(dòng)復(fù)位輸入。 MAX813L 當(dāng)供電電壓降至 以下將會(huì) 產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位脈沖，它 有 DIP、 SO 封裝。 MAX813L 在 加電、掉電以及供電電壓下降情況下 有 復(fù)位輸出 ；有 獨(dú)立的看門(mén)狗輸出，如果看門(mén)狗輸入在 1． 6 s 內(nèi)未被觸