【正文】 較 高 的 精 度 ， 可 以 采 用 樣 條 插值 法 。 插 值 法 在 流 量 測 量 中 的 應 用圖 32 所 示 為 某 流 量 測 量 系 統(tǒng) 的 流 量 與 差 壓 的 實 測 變 化 曲 線 。鐵路技校畢業(yè)設計說明書（論文）第 18 頁圖 32 流 量 差 壓 變 化 曲 線由 圖 32 可 以 看 出 ， 流 量 差 壓 變 化 曲 線 是 非 線 性 的 。 由 于 該 曲 線 變 化 比 較 平滑 ， 因 此 可 以 采 用 多 項 式 差 值 公 式 ， 也 可 以 選 用 分 段 線 性 插 值 法 完 成 。 下 面 以 分段 線 性 插 值 法 求 解 。由 于 流 量 在 低 端 變 化 較 為 陡 直 ， 高 端 變 化 比 較 平 緩 ， 所 以 我 們 采 用 不 等 距分 段 法 。 假 設 3 個 差 值 基 點 分 別 為 Δ P1， Δ P2 和 Δ P3， 其 對 應 的 流 量 值 分別 為 Q1， Q2， Q3， 如 圖 33 所 示圖 33 用 分 段 線 性 插 值 法 求 解 流 量 圖現(xiàn) 在 ， 用 圖 33 中 的 折 線 , , ,來 代 替 弧 線 OA,AB,BC。 寫 出 圖OABC 流 量 測 量 中 各 段 的 線 性 差 值 公 式 為 ：鐵路技校畢業(yè)設計說明書（論文）第 19 頁 Q= （ 35）???????? ??????時 時 時時 10。12)。(233。PKP式 中 ， K3——折 線 的 斜 率 , K3= ；BC2PQ??K2——折 線 的 斜 率 ， K2= ；A1K1——折 線 的 斜 率 ， K1= 。OPQ?第 四 章 單 片 機 控 制 系 統(tǒng) 硬 件 設 計 單 片 機 硬 件 設 計根 據(jù) 課 題 的 要 求 的 任 務 ， 采 用 8031 單 片 機 設 計 一 個 小 系 統(tǒng) 。 為 了 讀 取 鍵 盤給 定 值 及 檢 測 和 控 制 ， 專 門 擴 展 一 個 8155 可 編 程 接 口 及 程 序 存 儲 器EPROM2732。 74LS373(8 位 I/O 鎖 存 器 )、 2732 組 成 最 小 系 統(tǒng) ， 擴 展 的 8155 用于 給 定 值 或 產(chǎn) 品 計 數(shù) 顯 示 。硬 件 圖 說 明 為 達 到 本 系 統(tǒng) 功 能 ， 采 用 8031 單 片 機 設 計 一 個 最 小 系 統(tǒng) ， 為 讀鍵 盤 給 定 值 ， 同 時 實 行 檢 測 和 控 制 ， 專 門 擴 展 一 個 8155 可 編 程 接 口 。 80318031 芯 片 是 MCS51 系 列 單 片 機 中的 一 種 ， 除 無 片 內(nèi) ROM 外 ， 其 余 特 性 與MCS51 單 片 機 基 本 一 樣 。(1)主 電 源 引 腳 VCC和 VSS VCC——（ 40 腳 ） 接 +5V 電 壓 ；VSS——（ 20 腳 ） 接 地 。(2） 外 接 晶 體 引 腳 XTAL1 和 XTAL2鐵路技校畢業(yè)設計說明書（論文）第 20 頁XTAL1（ 19 腳 ） :接 外 部 晶 體 的 一 個 引 腳 。 在 單 片 機 內(nèi) 部 ， 它 是 一 個 反 相 放大 器 的 輸 入 端 ， 這 個 放 大 器 構 成 了 片 內(nèi) 振 蕩 器 。 當 采 用 外 部 振 蕩 器 時 ， 對HMOS 單 片 機 ， 此 引 腳 應 接 地 ； 對 CHMOS 單 片 機 ， 此 引 腳 作 為 驅 動 端 。XTAL2（ 18 腳 ） :接 外 晶 體 的 另 一 端 。 在 單 片 機 內(nèi) 部 ， 接 至 上 述 振 蕩 器 的 反相 放 大 器 的 輸 出 端 。 采 用 外 部 振 蕩 器 時 ， 對 HMOS 單 片 機 ， 該 引 腳 接 外 部 振 蕩器 的 信 號 ， 即 把 外 部 振 蕩 器 的 信 號 直 接 接 到 內(nèi) 部 時 鐘 發(fā) 生 器 的 輸 入 端 ； 對XHMOS， 此 引 腳 應 懸 浮 。(3)控 制 或 與 其 它 電 源 復 用 引 腳 RST/VPD、 ALE/PROG、 PSEN 和 EA/VPP ① RST/VPD（ 9 腳 ） ： 當 振 蕩 器 運 行 時 ， 在 此 腳 上 出 現(xiàn) 兩 個 機 器 周 期 的 高 電平 將 使 單 片 機 復 位 。 推 薦 在 此 引 腳 與 VSS引 腳 之 間 連 接 一 個 約 的 下 拉 電阻 ， 與 VCC引 腳 之 間 連 接 一 個 約 10μ F 的 電 容 ， 以 保 證 可 靠 地 復 位 。② ALE/PROG（ 30 腳 ） ： 當 訪 問 外 部 存 貯 器 時 ， ALE（ 允 許 地 址 鎖 存 ） 的 輸出 用 于 鎖 存 地 址 的 低 位 字 節(jié) 。 即 使 不 訪 問 外 部 存 儲 器 ， ALE 端 仍 以 不 變 的 頻 率周 期 性 地 出 現(xiàn) 正 脈 沖 信 號 ， 此 頻 率 為 振 蕩 器 頻 率 的 1/6。 因 此 ， 它 可 用 作 對 外輸 出 的 時 鐘 ， 或 用 于 定 時 目 的 。 然 而 要 注 意 的 是 ， 每 當 訪 問 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 時 ，將 跳 過 一 個 ALE 脈 沖 。 ALE 端 可 以 驅 動 （ 吸 收 或 輸 出 電 流 ） 8 個 LS 型 的 TTL輸 入 電 路 。③ PSEN（ 29 腳 ） ： 此 腳 的 輸 出 是 外 部 程 序 存 儲 器 的 讀 選 通 信 號 。 在 從 外 部程 序 存 儲 器 取 指 令 （ 或 常 數(shù) ） 期 間 ， 每 個 機 器 周 期 兩 次 PSEN 有 效 。 但 在 此 期間 ， 每 當 訪 問 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 時 ， 這 兩 次 有 效 的 PSEN 信 號 將 不 出 現(xiàn) 。 PSEN 同樣 可 以 驅 動 （ 吸 收 或 輸 出 ） 8 個 LS 型 的 TTL 輸 入 。④ EA/VPP（ 引 腳 ） ： 當 EA 端 保 持 高 電 平 時 ， 訪 問 內(nèi) 部 程 序 存 儲 器 ， 但 在PC（ 程 序 計 數(shù) 器 ） 值 超 過 0FFFH（ 對 851/8751/80C51） 或 1FFFH（ 對 8052）時 ， 將 自 動 轉 向 執(zhí) 行 外 部 程 序 存 儲 器 內(nèi) 的 程 序 。 當 EA 保 持 低 電 平 時 ， 則 只 訪問 外 部 程 序 存 儲 器 ， 不 管 是 否 有 內(nèi) 部 程 序 存 儲 器 。 對 于 常 用 的 8031 來 說 ， 無內(nèi) 部 程 序 存 儲 器 ， 所 以 EA 腳 必 須 常 接 地 ， 這 樣 才 能 只 選 擇 外 部 程 序 存 儲 器 。(4)輸 入 /輸 出 （ I/O） 引 腳 P0、 P P P3（ 共 32 根 ） ① P0 口 （ 39 腳 至 32 腳 ） ： 是 雙 向 8 位 三 態(tài) I/O 口 ， 在 外 接 存 儲 器 時 ，與 地 址 總 線 的 低 8 位 及 數(shù) 據(jù) 總 線 復 用 ， 能 以 吸 收 電 流 的 方 式 驅 動 8 個 LS 型 的TTL 負 載 。鐵路技校畢業(yè)設計說明書（論文）第 21 頁② P1 口 （ 1 腳 至 8 腳 ） ： 是 準 雙 向 8 位 I/O 口 。 由 于 這 種 接 口 輸 出 沒 有 高阻 狀 態(tài) ， 輸 入 也 不 能 鎖 存 ， 故 不 是 真 正 的 雙 向 I/O 口 。 P1 口 能 驅 動 （ 吸 收 或輸 出 電 流 ） 4 個 LS 型 的 TTL 負 載 。 對 805 8032， 引 腳 的 第 二 功 能 為T2 定 時 /計 數(shù) 器 的 外 部 輸 入 ， 引 腳 的 第 二 功 能 為 T2EX 捕 捉 、 重 裝 觸 發(fā) ，即 T2 的 外 部 控 制 端 。 對 EPROM 編 程 和 程 序 驗 證 時 ， 它 接 收 低 8 位 地 址 。③ P2 口 （ 21 腳 至 28 腳 ） ： 是 準 雙 向 8 位 I/O 口 。 在 訪 問 外 部 存 儲 器 時 ，它 可 以 作 為 擴 展 電 路 高 8 位 地 址 總 線 送 出 高 8 位 地 址 。 在 對 EPROM 編 程 和 程 序驗 證 期 間 ， 它 接 收 高 8 位 地 址 。 P2 可 以 驅 動 （ 吸 收 或 輸 出 電 流 ） 4 個 LS 型 的TTL 負 載 。④ P3 口 （ 10 腳 至 17 腳 ） ： 是 準 雙 向 8 位 I/O 口 ， 在 MCS51 中 ， 這 8 個引 腳 還 用 于 專 門 功 能 ， 是 復 用 雙 功 能 口 。 P3 能 驅 動 （ 吸 收 或 輸 出 電 流 ） 4 個LS 型 的 TTL 負 載 。作 為 第 一 功 能 使 用 時 ， 就 作 為 普 通 I/O 口 用 ， 功 能 和 操 作 方 法 與 P1 口 相同 。值 得 強 調(diào) 的 是 ， P3 口 的 每 一 條 引 腳 均 可 獨 立 定 義 為 第 一 功 能 的 輸 入 輸 出或 第 二 功 能 。 8155(1)8155 是 一 種 多 功 能 的 可 編 程 常 用 外 圍 接 口 芯 片 ， 它 具 有 三 個 可 編 程I/O 端 口 （ PA 口 和 PB 口 是 8 位 ， PC 口 是 6 位 ） ， 一 個 可 編 程 14 位 定 時 器 和256 字 節(jié) 的 RAM， 能 方 便 地 進 行 I/O 擴 展 和 RAM 擴 展 ， 芯 片 采 用 40 線 雙 列 直 插式 封 裝 ；(2)8155 能 適 應 CPU 與 I/O 接 口 之 間 的 多 種 數(shù) 據(jù) 傳 送 方 式 的 要 求 ；(3)8155 可 執(zhí) 行 功 能 很 強 ， 內(nèi) 容 豐 富 的 兩 條 命 令 (方 式 字 和 控 制 字 )為 用 戶根 據(jù) 外 界 條 件 來 使 用 8155 構 成 多 種 接 口 電 路 提 供 了 靈 活 方 便 的 編 程 環(huán) 境 ；(4)8155 的 PC 口 的 使 用 比 較 特 殊 ， 除 作 數(shù) 據(jù) 口 外 ， 還 可 作 狀 態(tài) 口 ， 進 行 按位 控 制 等 ； 渦 輪 流 量 計 傳 感 器 的 設 計渦 輪 流 量 傳 感 器 機 械 部 分 的 設 計 包 括 殼 體 、 前 后 導 向 體 、 渦 輪 葉 片 、 壓 緊 圈 、軸 和 軸 承 以 及 與 之 相 配 套 的 和 輸 油 管 配 合 的 連 接 管 的 設 計 。 如 圖 41 由 于 渦 輪鐵路技校畢業(yè)設計說明書（論文）第 22 頁流 量 計 傳 感 器 的 大 小 受 公 共 汽 車 發(fā) 動 機 輸 油 管 徑 的 大 小 的 限 制 ， 在 設 計 渦 輪 流 量計 傳 感 器 的 殼 體 時 ， 渦 輪 流 量 傳 感 器 的 殼 體 的 內(nèi) 徑 要 與 之 相 適 應 根 據(jù) 現(xiàn) 在 發(fā) 動 機的 輸 油 管 的 實 際 情 況 本 文 取 殼 體 的 內(nèi) 徑 為 12， 從 而 能 夠 滿 足 流 體 流 量 的 要 求 。進 而 可 以 相 應 的 確 定 其 它 相 配 合 的 部 件 的 尺 寸 ， 然 后 才 可 以 確 定 殼 體 的 長 度 及 其它 的 參 數(shù) 尺 寸 。 圖 41 傳 感 器 結 構 及 安 裝 示 意 圖渦 輪 葉 片 是 渦 輪 流 量 傳 感 器 的 最 重 要 的 部 分 ， 它 的 設 計 的 好 壞 直 接 關 系 到 整個 渦 輪 流 量 傳 感 器 的 測 量 精 度 。 在 渦 輪 葉 片 的 設 計 中 ， 選 用 的 是 最 常 用 的 螺 旋 葉片 ， 而 且 是 6 個 葉 片 ， 這 樣 有 利 于 提 高 測 量 的 精 度 。 同 樣 ， 由 于 殼 體 管 徑 的 限 制 ，葉 輪 的 最 大 的 外 徑 也 限 制 在 了 12mm 上 。 在 設 計 中 ， 采 用 了 多 種 不 同 的 渦 輪 角 度進 行 設 計 ， 分 別 加 工 ， 然 后 進 行 實 驗 ， 確 定 最 后 的 加 工 角 度 。 導 向 體 的 設 計 要 和殼 體 緊 密 配 合 ， 但 其 最 重 要 的 是 要 保 持 和 殼 體 的 同 心 性 ， 同 時 ， 還 要 特 別 注 意 的是 其 通 過 軸 承 和 軸 與 葉 輪 一 定 要 配 合 緊 密 ， 防 止 太 松 影 響 重 性 ， 太 緊 又 會 影 響 葉輪 的 旋 轉 。 壓 緊 圈 的 設 計 只 要 滿 足 其 和 殼 體 配 合 緊 密 ， 固 定 好 導 向 體 就 可 以 了 ，尺 寸 大 小 可 以 參 照 殼 體 內(nèi) 徑 的 大 小 ． 前 后 連 接 管 設 計 的 要 求 是 能 夠 和 殼 體 相 配 合 ，前 連 接 管 的 長 度 一 定 要 大 于 管 徑 的 10 倍 以 上 ， 后 連 接 管 的 長 度 一 定 要 大 于 管 徑鐵路技校畢業(yè)設計說明書（論文）第 23 頁的 5 倍 以 上 。 矩 陣 式 鍵 盤 接 口 技 術鍵 盤 是 由 若 干 個 按 鍵 組 成 的 開 關 矩 陣 ， 它 是 最 簡 單 的 單 片 機 輸 入 設 備 ， 操 作員 可 以 通 過 鍵 盤 輸 入 數(shù) 據(jù) 或 命 令 ， 實 現(xiàn) 簡 單 的 人 機 通 信 。 若 鍵 盤 閉 合 鍵 的 識 別 是由 專 用 硬 件 實