【導(dǎo)讀】時(shí)能夠提供報(bào)警和顯示超載的重量。本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)作為系統(tǒng)處理的核心，重量與鍵盤(pán)設(shè)定值作比較，判斷是否超載，若超載顯示超載的重量并報(bào)警。

　　

【正文】 濾波就足夠了。如圖 319 所示，輸入采用容量較小的電容改善紋波和抑制輸入的過(guò)電壓保證集成三端穩(wěn)壓器的輸入輸出電壓差不會(huì)瞬間超過(guò)允許值；輸出采用容量較小的電容改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。第四章 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想主程序分五個(gè)模塊，包括看門(mén)狗模塊、通訊模塊、鍵盤(pán)模塊、采集模塊、顯示模塊。用外部中斷 0 實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)功能；利用串行口實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與單片機(jī)的半雙工通信；在 8 通道采集結(jié)束后，查詢一次鍵值，即 8 通道在同一輪采集過(guò)程中上限值是一樣的。當(dāng)檢測(cè)到超載時(shí)，報(bào)警并顯示超載量。 資源分配表 7 用戶寄存器說(shuō)明用戶寄存器符號(hào) 存儲(chǔ)單元 說(shuō)明LIMIT 0030H 鍵盤(pán)輸入的設(shè)定值地址OVER 0031H 超載重量值首址WEIGH 0039H 機(jī)動(dòng)車(chē)實(shí)際質(zhì)量首址蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)24QIAN 004AH 顯示超載重量的千位地址表 8 主程序工作寄存器說(shuō)明寄存器名 說(shuō)明 寄存器名 說(shuō)明R0 需要采集的通道數(shù) R2 通道 0 實(shí)際質(zhì)量的地址R1 通道 0 超載量的地址 主程序流程圖當(dāng)系統(tǒng)上電復(fù)位后，先檢查有沒(méi)有掉電標(biāo)志，若有，則調(diào)用恢復(fù)參數(shù)子程序?qū)ΡＷo(hù)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，然后系統(tǒng)初始化，包括端口、825看門(mén)狗等；如果沒(méi)有掉電標(biāo)志就直接進(jìn)行初始化。初始化完畢后，調(diào)用鍵盤(pán)子程序，檢查設(shè)定值；檢查完后，調(diào)用采集子程序，采集數(shù)據(jù)，若超載則調(diào)用顯示子程序，顯示超載量。圖 主程序流程圖蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)25 參數(shù)恢復(fù)子程序的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想24C02是基于 CBUS 的存儲(chǔ)器件，A0，A1，A2為器件地址線，WP 為寫(xiě)保護(hù)引腳，2ISCL，SDA 為二線串行接口。對(duì)參數(shù)進(jìn)行恢復(fù)，就是把保存在24C02中的數(shù)據(jù)取出來(lái)存到單片機(jī)中。 讀若干個(gè)連續(xù)單元的數(shù)據(jù)可以當(dāng)前地址開(kāi)始，也可以從制定的地址開(kāi)始。單片機(jī)接收到8位數(shù)據(jù)后應(yīng)作出應(yīng)答。只要24C02檢測(cè)到應(yīng)答信號(hào)，其內(nèi)部的地址寄存器就自動(dòng)加1指向下一單元，并順序?qū)⒅赶騿卧臄?shù)據(jù)送到 SDA 串行數(shù)據(jù)線上。當(dāng)需要結(jié)束讀操作時(shí)，單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)后在需要應(yīng)答的時(shí)刻發(fā)送一個(gè)非應(yīng)答信號(hào)，接著再發(fā)送一個(gè)停止信號(hào)即可。 資源分配表 9 參數(shù)恢復(fù)子程序寄存器說(shuō)明寄存器名 說(shuō)明 寄存器名 說(shuō)明R0 緩沖區(qū)首地址指針 R1 位傳送計(jì)數(shù)器R2 字節(jié)數(shù)據(jù)傳送計(jì)數(shù)器 R3 讀控制字DPTR 待讀單元首地址指針表 10 參數(shù)恢復(fù)子程序存儲(chǔ)器器說(shuō)明存儲(chǔ)器地址 說(shuō)明 存儲(chǔ)器地址 說(shuō)明30H 鍵盤(pán)設(shè)定重量值恢復(fù)值 31H 通道 0 超載量恢復(fù)值32H 通道 1 超載量恢復(fù)值 33H 通道 2 超載量恢復(fù)值34H 通道 3 超載量恢復(fù)值 35H 通道 4 超載量恢復(fù)值36H 通道 5 超載量恢復(fù)值 37H 通道 6 超載量恢復(fù)值38H 通道 7 超載量恢復(fù)值 39H 通道 0 實(shí)際重量恢復(fù)值3AH 通道 1 實(shí)際重量恢復(fù)值 3BH 通道 2 實(shí)際重量恢復(fù)值3CH 通道 3 實(shí)際重量恢復(fù)值 3DH 通道 4 實(shí)際重量恢復(fù)值3EH 通道 5 實(shí)際重量恢復(fù)值 3FH 通道 6 實(shí)際重量恢復(fù)值40H 通道 7 實(shí)際重量恢復(fù)值蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)26 參數(shù)恢復(fù)子程序流程圖當(dāng)系統(tǒng)上電后檢測(cè)到掉電標(biāo)志位為 1，會(huì)通知單片機(jī)對(duì)參數(shù)進(jìn)行恢復(fù)，被恢復(fù)的參數(shù)存在 24C02 中，即對(duì) 24C02 進(jìn)行讀操作。先關(guān)中斷，發(fā)送標(biāo)志碼，測(cè)試響應(yīng)信號(hào)，響應(yīng)后發(fā)送 24C02 單元首地址代碼，然后發(fā)送讀控制字，開(kāi)始讀數(shù)據(jù)，讀完后將所讀數(shù)據(jù)存到緩沖區(qū)，發(fā)送結(jié)束信號(hào)，開(kāi)中斷，通知單片機(jī)清掉電標(biāo)志。蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)27圖 參數(shù)恢復(fù)子程序流程圖蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)28 看門(mén)狗中斷子程序的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想程序正常運(yùn)行時(shí)，由主程序在小于 1．6 s 的時(shí)間間隔內(nèi)周期性地從 P1．7 端向MAX813L 的 WDI 輸入端發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，以清除芯片內(nèi)部的看門(mén)狗定時(shí)器。若超過(guò)1．6 s 該輸入端收不到脈沖信號(hào)，則內(nèi)部看門(mén)狗定時(shí)器溢出，8 號(hào)引腳由高電平變?yōu)榈碗娖健Ｒ?MAX813L 產(chǎn)生一個(gè) 200 ms 的復(fù)位脈沖。同時(shí)使看門(mén)狗定時(shí)器清 0 和使WDO引腳變成高電平?！‘?dāng)電源發(fā)生故障時(shí)，引起單片機(jī)中斷，CPU 響應(yīng)中斷，執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，保護(hù)數(shù)據(jù)，斷開(kāi)外部用電電路等。為了做到這一點(diǎn)，必須把中斷優(yōu)先級(jí)（PX0）設(shè)為最高，特別是系統(tǒng)中還有其它中斷時(shí)，更應(yīng)如此。中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置可通過(guò)中斷優(yōu)先寄存器IP 實(shí)現(xiàn)，此外還要設(shè)置中斷允許寄存器 IE 的總允許位（EA）及外部中斷 0 中斷允許位（EX0） 。 　　至于中斷源的觸發(fā)方式。如果選擇電平觸發(fā)，則中斷擦除時(shí)必須外加輔助電路，否則中斷不能正常執(zhí)行；如果選擇跳變觸發(fā)，當(dāng) 0INT端出現(xiàn)負(fù)跳變時(shí)，CPU 內(nèi)部硬件自動(dòng)置位中斷標(biāo)志 IE0，CPU 響應(yīng)中斷，通過(guò)向量地址轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序時(shí) IE0 被硬件清 0。所以基于上述分析，必須選用跳變觸發(fā)方式。觸發(fā)方式由定時(shí)器控制寄存器TCON 中的 IT0 位決定。設(shè)計(jì)好中斷服務(wù)程序?qū)τ谙到y(tǒng)的連續(xù)可靠運(yùn)行具有重要意義。在中斷服務(wù)程序中，先保存重要數(shù)據(jù)到 24C02,保存完畢后把電源控制寄存器 PCON 的 PD 位置 1，激活掉電工作方式，中斷返回。往 24C02 中保存數(shù)據(jù)時(shí)，采用頁(yè)寫(xiě)入方式，單片機(jī)先發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，接著發(fā)送 1個(gè)字節(jié)的控制字 ，再發(fā)送 1 個(gè)字節(jié)的起始地址，上述各字節(jié)均得到應(yīng)答后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)，并順序放在以指定起始地址開(kāi)始的相繼單元中。每送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)都要求 24C02應(yīng)答，最后以停止信號(hào)結(jié)束。 資源分配表 11 看門(mén)狗中斷子程序寄存器說(shuō)明寄存器名 說(shuō)明 寄存器名 說(shuō)明R0 緩沖區(qū)首址 R1 數(shù)據(jù)位數(shù)R2 發(fā)送計(jì)數(shù)器 DPTR 待寫(xiě)單元首地址指針蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)29表 12 看門(mén)狗中斷子程序存儲(chǔ)器器說(shuō)明存儲(chǔ)器地址 說(shuō)明 存儲(chǔ)器地址 說(shuō)明30H 鍵盤(pán)設(shè)定的重量值 31H 通道 0 超載量保存值32H 通道 1 超載量保存值 33H 通道 2 超載量保存值34H 通道 3 超載量保存值 35H 通道 4 超載量保存值36H 通道 5 超載量保存值 37H 通道 6 超載量保存值38H 通道 7 超載量保存值 39H 通道 0 實(shí)際重量保存值3AH 通道 1 實(shí)際重量保存值 3BH 通道 2 實(shí)際重量保存值3CH 通道 3 實(shí)際重量保存值 3DH 通道 4 實(shí)際重量保存值3EH 通道 5 實(shí)際重量保存值 3FH 通道 6 實(shí)際重量保存值40H 通道 7 實(shí)際重量保存值 0000H 24C02 頁(yè)面單元首地址 看門(mén)狗中斷子程序流程圖當(dāng) MAX813L 檢測(cè)到故障，會(huì)通知單片機(jī)保存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)保存在 24C02 中。保存時(shí)，先關(guān)中斷，發(fā)送標(biāo)志碼，測(cè)試響應(yīng)信號(hào)，響應(yīng)后發(fā)送 24C02 單元首地址代碼，開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送完畢后開(kāi)中斷，通知單片機(jī)激活掉電方式。蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)30圖 看門(mén)狗中斷主程序流程圖 通訊子程序的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想 利用串行口實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與單片機(jī)的半雙工通信。設(shè)數(shù)據(jù)位為 8 位，其中最高一位用來(lái)做奇偶校驗(yàn)位，采用偶校驗(yàn)方式，傳送的波特率為 1200b/s。發(fā)送緩沖區(qū)的首址為WEIGH，接收緩沖區(qū)首址為 LIMIT，時(shí)鐘頻率為 6MHz。蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)31根據(jù)系統(tǒng)要求，7 位 ASCII 碼加 1 位校驗(yàn)位共 8 位數(shù)據(jù)，采用串行口方式 1 進(jìn)行通信。AT89C51 單片機(jī)的奇偶校驗(yàn)位 P 是當(dāng)累加器 A 中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí) P=1，為偶數(shù)時(shí) P= P 的值放入 ASCII 碼的最高位。對(duì)于串行口方式 1，波特率由定時(shí)器 T1 的溢出率和 SMOD 決定，定時(shí)器 T1 采用工作方式 2，可以避免計(jì)數(shù)溢出后用軟件重裝定時(shí)初值。通過(guò)查表確定 X=F3H。確定參數(shù)：(SCON)=0101000B=50B (PCON)=00H (TMOD)=0010000B=20H 資源分配表 13 通訊子程序寄存器說(shuō)明寄存器名 說(shuō)明 寄存器名 說(shuō)明R0 要發(fā)送的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) R1 接收單元首址R2 發(fā)送單元首址表 14 通訊子程序存儲(chǔ)器器說(shuō)明存儲(chǔ)器地址 說(shuō)明 存儲(chǔ)器地址 說(shuō)明30H 接收上位機(jī)的鍵值 39H 要發(fā)送的通道 0 的重量40H 要發(fā)送的通道 1 的重量 41H 要發(fā)送的通道 2 的重量42H 要發(fā)送的通道 3 的重量 43H 要發(fā)送的通道 4 的重量44H 要發(fā)送的通道 5 的重量 45H 要發(fā)送的通道 6 的重量46H 要發(fā)送的通道 7 的重量 通訊子程序流程圖進(jìn)入串行中斷時(shí)，先判斷是接收數(shù)據(jù)還是發(fā)送數(shù)據(jù)，若是接收數(shù)據(jù)，則轉(zhuǎn)接收子程序，若是發(fā)送，則轉(zhuǎn)發(fā)送子程序。接收數(shù)據(jù)時(shí)，先將要接收的數(shù)據(jù)讀入接收緩沖區(qū)，并校驗(yàn)是否正確，若正確，刪去校驗(yàn)位后存入接收緩沖區(qū)，修改接收緩沖區(qū)指針，然后清接收中斷后返回。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，將要發(fā)送的數(shù)據(jù)取到 A，將偶校驗(yàn)位賦予 C 后送入 ASCII 碼最高位中，修改發(fā)送數(shù)據(jù)指針，開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送完畢后，清中斷標(biāo)志后返回。蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)32圖 通訊子程序流程圖 鍵盤(pán)子程序的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想 4*4 行列式鍵盤(pán)表示有 4 根行線和 4 根列線，在每根行線和列線交叉點(diǎn)上有一個(gè)按鍵，組成了一個(gè)有 16 個(gè)按鍵的矩陣鍵盤(pán)。列線通過(guò)上拉電阻接到+5V 上。當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，列線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時(shí)，行、列線將導(dǎo)通，此時(shí)，列線電平將由此列線相連的行線電平?jīng)Q定，這是識(shí)別按鍵是否按下的關(guān)鍵。然而，矩陣鍵盤(pán)中的行線、列線和多個(gè)鍵相連，因此，必須將行線、列線信號(hào)配合起來(lái)作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。鍵盤(pán)采用行掃描法方式工作，鍵盤(pán)掃描子程序應(yīng)具有以下功能：（1）判斷有無(wú)鍵按下。（2）消除抖動(dòng)。（3）逐行掃描。（4）計(jì)算閉合鍵的的鍵值。蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)33（5）判斷按鍵是否釋放。 資源分配表 15 鍵盤(pán)子程序寄存器說(shuō)明寄存器名 說(shuō)明 寄存器名 說(shuō)明R0 行掃描號(hào) R1 列掃描號(hào)R2 延時(shí)程序首次循環(huán)值 R3 延時(shí)程序二次循環(huán)值 鍵盤(pán)子程序流程圖圖 鍵盤(pán)子程序流程圖 開(kāi)始時(shí)，先掃描第 0 行，行輸出值為 1110B，第 0 行為“0” ，其余 3 行為“1” （通常，把行輸出值為 0 的行稱為當(dāng)前行） ，然后讀入列信號(hào)，判斷是否為全“1” 。若列輸入值為全“1” ，則當(dāng)前行無(wú)鍵按下，行輸出 1101，再掃描下一行……依次規(guī)律逐行掃描，直到掃描某行時(shí)，其列輸入值不為全“1” ，則根據(jù)行輸出值和列輸出值中 0 的位蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)34置確定閉合鍵的具體位置，從而用查表法得到閉合鍵的鍵值。 采集子程序的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想 TLC0838 是 TI 公司的 8bit 分辯率串行借口的逐次逼近型 ADC 器件。在轉(zhuǎn)換時(shí)鐘頻率為 250kHz 時(shí)，完成一次轉(zhuǎn)換的典型時(shí)間為 32us。TLC0838 的數(shù)字借口部分采用4 線同步方式，控制信號(hào)包括低電平有效的芯片工作使能信號(hào)/CS、同步時(shí)鐘輸入信號(hào)CLK、同步數(shù)據(jù)輸入端 DI 和同步數(shù)據(jù)輸出端 DO。其中同步時(shí)鐘信號(hào)同時(shí)還作為T(mén)LC0838 的轉(zhuǎn)換時(shí)鐘。帶有獨(dú)立的轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)輸出端 SARS，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，該信號(hào)保持高電平，一旦完成一次轉(zhuǎn)換，SARS 立即轉(zhuǎn)為低電平，通知微控制器“轉(zhuǎn)換操作完成” 。TLC0838 在轉(zhuǎn)換期間需要微控制器提供時(shí)鐘信號(hào)，而且必須保持/CS 為低電平。 資源分配表 16 采集子程序寄存器說(shuō)明寄存器名 說(shuō)明 寄存器名 說(shuō)明R0 循環(huán)次數(shù) R1 通道 0 號(hào)碼R2 移位次數(shù) R3 解除報(bào)警鍵表 17 采集子程序存儲(chǔ)器器說(shuō)明存儲(chǔ)器地址 說(shuō)明 存儲(chǔ)器地址 說(shuō)明30H 鍵盤(pán)或上位機(jī)設(shè)定的限值 31H 通道 0 的超載量32H 通道 1 的超載量 33H 通道 2 的超載量34H 通道 3 的超載量 35H 通道 4 的超載量36H 通道 5 的超載量 37H 通道 6 的超載量38H 通道 7 的超載量 39H 通道 0 所測(cè)的重量40H 通道 1 所測(cè)的重量 41H 通道 2 所測(cè)的重量42H 通道 3 所測(cè)的重量 43H 通道 4 所測(cè)的重量44H 通道 5 所測(cè)的重量 45H 通道 6 所測(cè)的重量46H 通道 7 所測(cè)的重量 采集子程序流程圖蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)35圖 鍵盤(pán)子程序流程圖 開(kāi)始時(shí)，先將/CS 置為低電平，將要進(jìn)行轉(zhuǎn)換的通道數(shù)存入 A 中，在/CS 為低電平期間，在同步時(shí)鐘的每個(gè)上升沿處，同步數(shù)據(jù)輸入端 DI 的數(shù)據(jù)被移入 TLC0838，DI 發(fā)送的第一個(gè)位是邏輯“1” ，是一個(gè)起始位，之后是 4 個(gè)配置信息位，當(dāng)這 4 個(gè)配置位移入 TLC0838 內(nèi)部控制邏輯單元后，立即啟動(dòng)逐次逼近轉(zhuǎn)換單元開(kāi)始對(duì)配置信息中的指定的模擬通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換。TLC0838 從 DO 端跟隨 8 個(gè)同步時(shí)鐘輸出 8 位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò) 8 個(gè)同步時(shí)鐘后，TLC0838 完成轉(zhuǎn)換。再將轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成重量信號(hào)，并與鍵盤(pán)或上位機(jī)設(shè)定限值作比較，判斷是否超載，若超載，則報(bào)警，否則返回。報(bào)警時(shí)，若檢測(cè)到解除報(bào)警鍵按下，則停止報(bào)警。蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)36 顯示子程序的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想 動(dòng)態(tài)顯示是一位一位輪流的點(diǎn)亮各位數(shù)碼管，在某一時(shí)刻只選通一位數(shù)碼管，并選出相應(yīng)的字形代碼，在另一時(shí)刻選通另一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的字形代碼。依次規(guī)律循環(huán)，逐個(gè)循環(huán)點(diǎn)亮各位數(shù)碼管，每次顯示 1