【導讀】時能夠提供報警和顯示超載的重量。本設計采用AT89C51單片機作為系統(tǒng)處理的核心，重量與鍵盤設定值作比較，判斷是否超載，若超載顯示超載的重量并報警。

　　

【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電壓保證集成三端穩(wěn)壓器的輸入輸出電壓差不會瞬間超過允許值；輸出采用容量較小的電容改善負載的瞬態(tài)響應。第四章 軟件設計 系統(tǒng)主程序的設計 設計思想主程序分五個模塊，包括看門狗模塊、通訊模塊、鍵盤模塊、采集模塊、顯示模塊。用外部中斷 0 實現(xiàn)掉電保護功能；利用串行口實現(xiàn)上位機與單片機的半雙工通信；在 8 通道采集結束后，查詢一次鍵值，即 8 通道在同一輪采集過程中上限值是一樣的。當檢測到超載時，報警并顯示超載量。 資源分配表 7 用戶寄存器說明用戶寄存器符號 存儲單元 說明LIMIT 0030H 鍵盤輸入的設定值地址OVER 0031H 超載重量值首址WEIGH 0039H 機動車實際質量首址蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書24QIAN 004AH 顯示超載重量的千位地址表 8 主程序工作寄存器說明寄存器名 說明 寄存器名 說明R0 需要采集的通道數 R2 通道 0 實際質量的地址R1 通道 0 超載量的地址 主程序流程圖當系統(tǒng)上電復位后，先檢查有沒有掉電標志，若有，則調用恢復參數子程序對保護后的數據進行恢復，然后系統(tǒng)初始化，包括端口、825看門狗等；如果沒有掉電標志就直接進行初始化。初始化完畢后，調用鍵盤子程序，檢查設定值；檢查完后，調用采集子程序，采集數據，若超載則調用顯示子程序，顯示超載量。圖 主程序流程圖蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書25 參數恢復子程序的設計 設計思想24C02是基于 CBUS 的存儲器件，A0，A1，A2為器件地址線，WP 為寫保護引腳，2ISCL，SDA 為二線串行接口。對參數進行恢復，就是把保存在24C02中的數據取出來存到單片機中。 讀若干個連續(xù)單元的數據可以當前地址開始，也可以從制定的地址開始。單片機接收到8位數據后應作出應答。只要24C02檢測到應答信號，其內部的地址寄存器就自動加1指向下一單元，并順序將指向單元的數據送到 SDA 串行數據線上。當需要結束讀操作時，單片機接收到數據后在需要應答的時刻發(fā)送一個非應答信號，接著再發(fā)送一個停止信號即可。 資源分配表 9 參數恢復子程序寄存器說明寄存器名 說明 寄存器名 說明R0 緩沖區(qū)首地址指針 R1 位傳送計數器R2 字節(jié)數據傳送計數器 R3 讀控制字DPTR 待讀單元首地址指針表 10 參數恢復子程序存儲器器說明存儲器地址 說明 存儲器地址 說明30H 鍵盤設定重量值恢復值 31H 通道 0 超載量恢復值32H 通道 1 超載量恢復值 33H 通道 2 超載量恢復值34H 通道 3 超載量恢復值 35H 通道 4 超載量恢復值36H 通道 5 超載量恢復值 37H 通道 6 超載量恢復值38H 通道 7 超載量恢復值 39H 通道 0 實際重量恢復值3AH 通道 1 實際重量恢復值 3BH 通道 2 實際重量恢復值3CH 通道 3 實際重量恢復值 3DH 通道 4 實際重量恢復值3EH 通道 5 實際重量恢復值 3FH 通道 6 實際重量恢復值40H 通道 7 實際重量恢復值蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書26 參數恢復子程序流程圖當系統(tǒng)上電后檢測到掉電標志位為 1，會通知單片機對參數進行恢復，被恢復的參數存在 24C02 中，即對 24C02 進行讀操作。先關中斷，發(fā)送標志碼，測試響應信號，響應后發(fā)送 24C02 單元首地址代碼，然后發(fā)送讀控制字，開始讀數據，讀完后將所讀數據存到緩沖區(qū)，發(fā)送結束信號，開中斷，通知單片機清掉電標志。蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書27圖 參數恢復子程序流程圖蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書28 看門狗中斷子程序的設計 設計思想程序正常運行時，由主程序在小于 1．6 s 的時間間隔內周期性地從 P1．7 端向MAX813L 的 WDI 輸入端發(fā)送一個脈沖信號，以清除芯片內部的看門狗定時器。若超過1．6 s 該輸入端收不到脈沖信號，則內部看門狗定時器溢出，8 號引腳由高電平變?yōu)榈碗娖?。引?MAX813L 產生一個 200 ms 的復位脈沖。同時使看門狗定時器清 0 和使WDO引腳變成高電平?！‘旊娫窗l(fā)生故障時，引起單片機中斷，CPU 響應中斷，執(zhí)行相應的中斷服務程序，保護數據，斷開外部用電電路等。為了做到這一點，必須把中斷優(yōu)先級（PX0）設為最高，特別是系統(tǒng)中還有其它中斷時，更應如此。中斷優(yōu)先級的設置可通過中斷優(yōu)先寄存器IP 實現(xiàn)，此外還要設置中斷允許寄存器 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 0INT端出現(xiàn)負跳變時，CPU 內部硬件自動置位中斷標志 IE0，CPU 響應中斷，通過向量地址轉入中斷服務程序時 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)方式由定時器控制寄存器TCON 中的 IT0 位決定。設計好中斷服務程序對于系統(tǒng)的連續(xù)可靠運行具有重要意義。在中斷服務程序中，先保存重要數據到 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 中保存數據時，采用頁寫入方式，單片機先發(fā)送啟動信號，接著發(fā)送 1個字節(jié)的控制字 ，再發(fā)送 1 個字節(jié)的起始地址，上述各字節(jié)均得到應答后就可以發(fā)送數據，并順序放在以指定起始地址開始的相繼單元中。每送一個字節(jié)數據都要求 24C02應答，最后以停止信號結束。 資源分配表 11 看門狗中斷子程序寄存器說明寄存器名 說明 寄存器名 說明R0 緩沖區(qū)首址 R1 數據位數R2 發(fā)送計數器 DPTR 待寫單元首地址指針蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書29表 12 看門狗中斷子程序存儲器器說明存儲器地址 說明 存儲器地址 說明30H 鍵盤設定的重量值 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 實際重量保存值3AH 通道 1 實際重量保存值 3BH 通道 2 實際重量保存值3CH 通道 3 實際重量保存值 3DH 通道 4 實際重量保存值3EH 通道 5 實際重量保存值 3FH 通道 6 實際重量保存值40H 通道 7 實際重量保存值 0000H 24C02 頁面單元首地址 看門狗中斷子程序流程圖當 MAX813L 檢測到故障，會通知單片機保存數據，數據保存在 24C02 中。保存時，先關中斷，發(fā)送標志碼，測試響應信號，響應后發(fā)送 24C02 單元首地址代碼，開始發(fā)送數據，發(fā)送完畢后開中斷，通知單片機激活掉電方式。蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書30圖 看門狗中斷主程序流程圖 通訊子程序的設計 設計思想 利用串行口實現(xiàn)上位機與單片機的半雙工通信。設數據位為 8 位，其中最高一位用來做奇偶校驗位，采用偶校驗方式，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，時鐘頻率為 6MHz。蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書31根據系統(tǒng)要求，7 位 ASCII 碼加 1 位校驗位共 8 位數據，采用串行口方式 1 進行通信。AT89C51 單片機的奇偶校驗位 P 是當累加器 A 中“1”的個數為奇數時 P=1，為偶數時 P= P 的值放入 ASCII 碼的最高位。對于串行口方式 1，波特率由定時器 T1 的溢出率和 SMOD 決定，定時器 T1 采用工作方式 2，可以避免計數溢出后用軟件重裝定時初值。通過查表確定 X=F3H。確定參數：(SCON)=0101000B=50B (PCON)=00H (TMOD)=0010000B=20H 資源分配表 13 通訊子程序寄存器說明寄存器名 說明 寄存器名 說明R0 要發(fā)送的數據個數 R1 接收單元首址R2 發(fā)送單元首址表 14 通訊子程序存儲器器說明存儲器地址 說明 存儲器地址 說明30H 接收上位機的鍵值 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入串行中斷時，先判斷是接收數據還是發(fā)送數據，若是接收數據，則轉接收子程序，若是發(fā)送，則轉發(fā)送子程序。接收數據時，先將要接收的數據讀入接收緩沖區(qū)，并校驗是否正確，若正確，刪去校驗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)送數據時，將要發(fā)送的數據取到 A，將偶校驗位賦予 C 后送入 ASCII 碼最高位中，修改發(fā)送數據指針，開始發(fā)送數據。發(fā)送完畢后，清中斷標志后返回。蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書32圖 通訊子程序流程圖 鍵盤子程序的設計 設計思想 4*4 行列式鍵盤表示有 4 根行線和 4 根列線，在每根行線和列線交叉點上有一個按鍵，組成了一個有 16 個按鍵的矩陣鍵盤。列線通過上拉電阻接到+5V 上。當無鍵按下時，列線處于高電平狀態(tài)；當有鍵按下時，行、列線將導通，此時，列線電平將由此列線相連的行線電平決定，這是識別按鍵是否按下的關鍵。然而，矩陣鍵盤中的行線、列線和多個鍵相連，因此，必須將行線、列線信號配合起來作適當處理，才能確定閉合鍵的位置。鍵盤采用行掃描法方式工作，鍵盤掃描子程序應具有以下功能：（1）判斷有無鍵按下。（2）消除抖動。（3）逐行掃描。（4）計算閉合鍵的的鍵值。蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書33（5）判斷按鍵是否釋放。 資源分配表 15 鍵盤子程序寄存器說明寄存器名 說明 寄存器名 說明R0 行掃描號 R1 列掃描號R2 延時程序首次循環(huán)值 R3 延時程序二次循環(huán)值 鍵盤子程序流程圖圖 鍵盤子程序流程圖 開始時，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 的行稱為當前行） ，然后讀入列信號，判斷是否為全“1” 。若列輸入值為全“1” ，則當前行無鍵按下，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，其列輸入值不為全“1” ，則根據行輸出值和列輸出值中 0 的位蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書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。 采集子程序的設計 設計思想 TLC0838 是 TI 公司的 8bit 分辯率串行借口的逐次逼近型 ADC 器件。在轉換時鐘頻率為 250kHz 時，完成一次轉換的典型時間為 32us。TLC0838 的數字借口部分采用4 線同步方式，控制信號包括低電平有效的芯片工作使能信號/CS、同步時鐘輸入信號CLK、同步數據輸入端 DI 和同步數據輸出端 DO。其中同步時鐘信號同時還作為TLC0838 的轉換時鐘。帶有獨立的轉換結束狀態(tài)信號輸出端 SARS，在轉換過程中，該信號保持高電平，一旦完成一次轉換，SARS 立即轉為低電平，通知微控制器“轉換操作完成” 。TLC0838 在轉換期間需要微控制器提供時鐘信號，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明寄存器名 說明 寄存器名 說明R0 循環(huán)次數 R1 通道 0 號碼R2 移位次數 R3 解除報警鍵表 17 采集子程序存儲器器說明存儲器地址 說明 存儲器地址 說明30H 鍵盤或上位機設定的限值 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 所測的重量40H 通道 1 所測的重量 41H 通道 2 所測的重量42H 通道 3 所測的重量 43H 通道 4 所測的重量44H 通道 5 所測的重量 45H 通道 6 所測的重量46H 通道 7 所測的重量 采集子程序流程圖蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書35圖 鍵盤子程序流程圖 開始時，先將/CS 置為低電平，將要進行轉換的通道數存入 A 中，在/CS 為低電平期間，在同步時鐘的每個上升沿處，同步數據輸入端 DI 的數據被移入 TLC0838，DI 發(fā)送的第一個位是邏輯“1” ，是一個起始位，之后是 4 個配置信息位，當這 4 個配置位移入 TLC0838 內部控制邏輯單元后，立即啟動逐次逼近轉換單元開始對配置信息中的指定的模擬通道進行轉換。TLC0838 從 DO 端跟隨 8 個同步時鐘輸出 8 位轉換數據，經過 8 個同步時鐘后，TLC0838 完成轉換。再將轉換后的電壓信號轉化成重量信號，并與鍵盤或上位機設定限值作比較，判斷是否超載，若超載，則報警，否則返回。報警時，若檢測到解除報警鍵按下，則停止報警。蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書36 顯示子程序的設計 設計思想 動態(tài)顯示是一位一位輪流的點亮各位數碼管，在某一時刻只選通一位數碼管，并選出相應的字形代碼，在另一時刻選通另一位數碼管，并送出相應的字形代碼。依次規(guī)律循環(huán)，逐個循環(huán)點亮各位數碼管，每次顯示 1