【正文】 由于和一所提供的負(fù)載電流很低所以可以直接將其連接到穩(wěn)壓塊和一穩(wěn)壓塊的后端，節(jié)省了變壓器副端的輸出。 電網(wǎng)電壓經(jīng)過變壓器與橋式整流電路后變成直流電。固單純的選開關(guān)電源既不經(jīng)濟(jì)也無法滿足系統(tǒng)的要求。 系統(tǒng)需要輸出控制得電磁閥一共有 三個(gè)，其他連個(gè)的連接電路與工作原理與上面電 路類同，不再詳細(xì)敘述。系統(tǒng)上電時(shí)處于閉合狀態(tài)，當(dāng)接收到控制信號(hào)時(shí)， PB0 為高電平，三級(jí)管導(dǎo)通， 24V 電壓加到電磁閥上，電磁閥處于開通狀態(tài)。通過此連接系統(tǒng)可以完成與外界的通訊。若接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備兩者的時(shí)鐘頻率略有偏差，這也不會(huì)因偏差的累積而導(dǎo)致錯(cuò)位，加之字符之間的空閑位也為這種偏差提供一種緩沖，所以異步串行通信的可靠性高。當(dāng)收到系列的“ 1” (停止位或空閑位 )之后，檢測到一個(gè)下跳沿， 27 27 說明起始位出現(xiàn)，起始位經(jīng)確認(rèn)后，就開始接收所規(guī)定的數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位以及停止位。而停止位標(biāo)志一個(gè)字符的結(jié)束， 它的出現(xiàn)，表示一個(gè)字符傳送完畢。起止式異步協(xié)議的特點(diǎn)是一個(gè)字符接一個(gè)字符傳輸，并且傳送一個(gè)字符總是以起始位開始，字符之間沒有固定的時(shí)間間隔要求， 間間隔要求，因?yàn)檫@種格式是靠起始位和停止位來實(shí)現(xiàn)字符的界定或同步的，故稱為起始式協(xié)議。同步通信較復(fù)雜，雙方時(shí)鐘的允許誤差較小。同步傳輸時(shí)，一個(gè)信息幀中包含許多字符，每個(gè)信息幀用同步字符作為開始，一般將同步字符和空字符用同一個(gè)代碼。同步通信協(xié)議是指將許多字符組成一個(gè)信息組，這樣字符可以一個(gè)接一個(gè)地傳輸，但是在每組信息 (通常稱為幀 )的開始要加上同步字符，在沒有信息要傳輸時(shí)，要填上空字符，因?yàn)橥絺鬏敳辉试S有間隙。 (3)對(duì)于雙向連接，只需 3 條導(dǎo)線。史新的計(jì)算機(jī)現(xiàn)在支持其他諸如 USB 這樣的串行接日，但是 RS232 可以做很多 USB 無法進(jìn)行的工作 。 RS232 標(biāo)準(zhǔn)是美國電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)與等 BELL 公司一起開發(fā)與 1969 年公布的通信協(xié)議。發(fā)送時(shí)，因?yàn)槲锢韺硬魂P(guān)心數(shù)據(jù)的語法和語義，因此不需要連接層的拼裝功能應(yīng)用層把數(shù)據(jù)直接發(fā)送給物理層。 通訊模塊的設(shè)計(jì) 串口通訊協(xié)議 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織在開放系統(tǒng)互連標(biāo)準(zhǔn)中定義了各層次的網(wǎng)絡(luò)參考模型，它們分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。在文本顯示區(qū)一個(gè)單元對(duì)應(yīng)屏上的一個(gè)字符位點(diǎn)陣在圖形顯示區(qū)一個(gè)單元?jiǎng)t對(duì)應(yīng)屏上的點(diǎn)陣顯示位。 （ 8）顯示窗口寬度行已由硬件設(shè)置為 128 行。復(fù)位后可用開。 （ 3）允許 MPU 隨時(shí)訪問顯示緩沖區(qū)，甚至可以進(jìn)行位操作。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，顯示技術(shù)也隨之不斷前進(jìn) 。本系統(tǒng)采用現(xiàn)有的液晶背光芯片 ELP60，該芯片可以驅(qū)動(dòng)液晶屏，足以滿足本系統(tǒng)的需要。數(shù)據(jù)入口地址為 8000H，此時(shí) CE為低電平選通， C/D 也為低電平，為數(shù)據(jù)的讀寫地址。單片機(jī)數(shù)據(jù)口 P0口直接與液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)口連接，單片機(jī)的 RD， WR作為液晶顯示模塊的讀，寫控制信號(hào)，液晶顯示模塊 RST，掛在正負(fù) 5 上。也可以采用中斷方式，當(dāng)鍵盤上有鍵閉合時(shí)，向CPU 請(qǐng)求中斷， CPU 響應(yīng)鍵盤輸入中斷請(qǐng)求，對(duì)鍵盤掃描，以識(shí)別那一個(gè)鍵處以閉合狀態(tài)，并對(duì)鍵輸入信息做出相應(yīng)處理。如果 PC0 這一行上沒有鍵閉合，接著使線 PC1 為低電平，其余行線為高電平。用外 8155H 擴(kuò)展的鍵 盤結(jié)構(gòu)如圖所示 : +5v Vin+ GND SCL Vin SDA Vdd VT AGND +5V R1 10K R2 ADS1110 20 20 D034D133D232D331D430D529D628D727P A 04P A 13P A 22P A 31P A 440P A 539P A 638P A 737P B 018P B 119P B 220P B 321P B 422P B 523P B 624P B 725P C 014P C 115P C 216P C 317P C 413P C 512P C 611P C 710RD5WR36A09A18R E S E T35CS6U78 25 5P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07S1K E Y 2S5K E Y 2S9K E Y 2S 13K E Y 2S2K E Y 2S6K E Y 2S 10K E Y 2S 14K E Y 2S3K E Y 2S7K E Y 2S 11K E Y 2S 15K E Y 2S4K E Y 2S8K E Y 2S 12K E Y 2S 16K E Y 2R 50 11 0KR 50 21 0KR 50 31 0KR 50 41 0KV C C 圖 34 鍵盤電路 鍵盤電路，圖中的行線和列線均通過電阻接，當(dāng)鍵盤上沒有鍵閉合時(shí)，所有的行線和列線都斷開，行線 PC0PC2 呈高電平。所以溫度信號(hào)經(jīng)過處理后直接送入 ADS1110 中 , ADS1110 的輸出信號(hào)連入系統(tǒng)的虛擬 I2C總線上 和 。溫度信號(hào)的輸出值 400mV 到 1700mv 可以近似線形的代表 0 到 100 度的溫度值。調(diào)整電位器 RP103 就可以調(diào)節(jié)整個(gè)放大器的放大倍數(shù)，本系統(tǒng)設(shè)定放大倍數(shù)為 50。 鉑電阻的溫度特性如下 : 當(dāng)溫度為 78℃ ~0℃時(shí) : ? ? ]100102 7 3 7 3 8 0 0 8 0 [100 31221263 tttttRt ??????????? ???? (32) 當(dāng)溫度為 0~600℃時(shí) : )105 8 0 0 8 0 (1 0 0 263 tRt ?? ?????? (33) 本系統(tǒng)主要應(yīng)用溫度在 0至 100 度的范圍內(nèi)測溫度，所以只考慮鉑電阻在 0至 600 度范圍內(nèi)的溫度特性。本系統(tǒng)采用非平衡電橋結(jié)合模擬校正電路來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信號(hào)的處理，硬件電路簡單可靠，同時(shí)又大大地提高了鉑電阻測溫的精度，并且考慮到轉(zhuǎn)換器存在一定的死區(qū)，用一個(gè)加法器將系統(tǒng)的輸出信號(hào)提高一個(gè)固定的電平。圖溫度信號(hào)處理電路用鉑電阻組成的電橋電路被廣泛的應(yīng)用在各種測溫電路中，但在這種檢測電路中，平衡電橋中以 及鉑電阻的阻值和溫度之間的非線性特性給最后的溫度測量來了一定的誤差，所以往往難以達(dá)到較高的指標(biāo)要求。較高的電阻功耗較低，但會(huì)延長總線的轉(zhuǎn)換時(shí)間，限制總線速度阻值較低的電阻，允許總線 高速運(yùn)轉(zhuǎn)，但功耗較高。 ADS1110 與單片機(jī)的硬件連接 16 16 圖 31 與單片機(jī)連接電路圖 圖 31與單片機(jī)連接電路圖所示為與單片機(jī)連接電路。從 ADS1110 中讀取 多于三個(gè)字節(jié)的值是無效的，從第四個(gè)字節(jié)開始的所有字節(jié)將為 FFH。 ② ADS1110 的 I2C地址 ADS1110 的 I2C 地址是 1001aaa，其中 aaa 是出廠時(shí)的默認(rèn)設(shè)置。如果器件不在總線上，并且如果主機(jī)試圖對(duì)其尋址，它不會(huì)接收到應(yīng)答信號(hào)，因?yàn)樵摰刂诽帥]有器件將 SDA 線拉低。在主機(jī)發(fā)送完一個(gè)字節(jié)即 8位數(shù)據(jù)到從機(jī)后，它停止驅(qū)動(dòng) SDA線，并等待從機(jī)對(duì)該字節(jié)的應(yīng)答。 在主機(jī)發(fā)送開始條件以后，它還會(huì)發(fā)送一個(gè)字節(jié)，表明它想與哪一個(gè)從機(jī)通信，該字節(jié)稱作地址字節(jié)。在產(chǎn)生通信時(shí)，總線被激活，只有主機(jī)才能開始一次通信。 I2C 總線是雙向的，線可用來發(fā)送 和接收數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)以 8 位為一組，通過總線傳送。主機(jī)和從機(jī)都能讀和寫，但從機(jī)只能依主機(jī)的方向工作。本課題選用采樣速率 8，輸 14 14 出碼位數(shù)為 16 位。 表 31 最小碼和最大碼 采樣速率（ sps） 位數(shù) 最小值 最大值 8 16 32768 32767 16 15 16864 16383 32 14 8192 8191 使用需要熟悉輸出碼的計(jì)算方式。 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADS1110 （ 1） A/D 轉(zhuǎn)換器 ADS1110 總體介紹 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADS1110 是精密的連續(xù)自校準(zhǔn) A/D轉(zhuǎn)換器，帶有差分輸入和高達(dá)16 位的分辨率，可每秒采樣 12 或 128 次以進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 本系統(tǒng)采用的是德國原裝高精度壓力變送器 DMP33LI。 AT89S52 單 片 機(jī) 鍵盤輸入 壓力表 泄漏閥 溫度變送器 通信模塊 充氣閥 自檢閥 被測工件 A/D 液晶顯示 模擬調(diào)壓器 壓力變送器 壓縮氣源 A/D 12 12 3 系統(tǒng)的硬件電路 壓力信號(hào)采集電路的設(shè)計(jì) 壓力變送器的選擇 壓力信號(hào)的采集是整個(gè)系統(tǒng)的核心，壓力變送器的精度是影響系統(tǒng)精度的主要因素所以應(yīng)選擇壓力變送器的主要依據(jù)就是高精度。對(duì)單片機(jī)而言，系統(tǒng)要求檢測兩路模擬量的輸入，同時(shí)輸出兩路開關(guān)量，并提供了鍵盤輸入接口，液晶顯示輸出接口和通信接口。一次完整的檢測過程就結(jié)束，系統(tǒng)準(zhǔn)備下一次檢測?，F(xiàn)將系統(tǒng)的總體工作情況描述如下： （ 1）首先打開氣源，氣體經(jīng)過過濾器以后變成了純凈的氣體，再經(jīng)過減壓閥以后就等到了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的壓力輸出。這就大大限制了儀器的體積和靈活性。所以本系的通訊模塊借鑒了 MODBUS 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中的 CRC 檢驗(yàn)碼的生成過程設(shè)計(jì)了一種自定義的通訊協(xié)議。它描述了控制器請(qǐng)求訪問其它設(shè)備的過程，如果回應(yīng)來自其它設(shè)備的請(qǐng)求，以及怎樣偵測錯(cuò)誤并記錄。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)例如以太網(wǎng)和其它設(shè)備之間可以通信。 串口通訊模塊的選擇 因?yàn)樾枰衔粰C(jī)進(jìn)行通 信，將側(cè)漏儀采集的數(shù)據(jù)輸出，所以本系統(tǒng)必須提供一個(gè)可以上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信的接口，由于系列單片機(jī)本身就提供了標(biāo)準(zhǔn)串行接口。由于按鍵的數(shù)目較多，系統(tǒng)設(shè)計(jì)成行列式鍵盤，鍵值以掃描方式輸入單片機(jī)，并采用可編程芯片來擴(kuò)展系統(tǒng)的輸入輸出口線，這樣有效解決了單片機(jī)輸出口 線的不足。本課題選用了在單片機(jī)中最早實(shí)現(xiàn)技術(shù)的公司的，其為、字節(jié)的，足以存儲(chǔ)大量的漢字字符碼。傳感器的精度直接影響系統(tǒng)的總體精度，本系統(tǒng)選取的壓力傳感器為德國進(jìn)口的高精度壓力傳感器，其普遍應(yīng)用于工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域中，把氣體，液體壓力轉(zhuǎn)換成正比高線性電信號(hào)輸出。該系統(tǒng)加入液晶顯示和鍵盤輸模塊，使得輸入和輸出變得直觀且操作簡單。當(dāng)放氣階段結(jié)束后，就完成了一個(gè)檢測過程。平衡階段結(jié)束時(shí)，檢測系統(tǒng)內(nèi)的壓力被保存，作為壓力的參考值。當(dāng)測量開始時(shí)，打開電磁閥、對(duì)被測件進(jìn)行充氣也就是充氣過程，充氣過程以設(shè)定的壓力向被測工件充氣，充氣階段結(jié)束后，關(guān)閉電磁閥，進(jìn)入平衡階段。本文重點(diǎn)以直接壓力為例來介紹氣體測漏的具體實(shí)現(xiàn)過程。同時(shí)在價(jià)格上也比直接壓力法高出了很多。對(duì)于差壓法，則不論檢測壓力多大，均能進(jìn)行高精度泄漏測量檢測。最后提出了課題的主要研究內(nèi)容文章結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的氣泡法仍是目前氣密性檢測的主要手段，檢測方式復(fù)雜、容易產(chǎn)生誤判、無法實(shí)現(xiàn)檢測自動(dòng)化。 第四章詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想將系統(tǒng)的軟件進(jìn)行功能塊的劃分，詳細(xì)的介紹了各個(gè)功能塊的具體實(shí)現(xiàn)，并給出了軟件流程圖 。 第二章在介紹了系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能和各個(gè)功能塊的劃分，以及關(guān)鍵技術(shù)的選者等。其豐富的外設(shè)如鍵盤輸入和液晶顯示輸出簡化了操作人員的操作，便于觀察結(jié)果，不易產(chǎn)生誤判。在一般情 況下首選直接壓力法，在精度要求較高的場合才選用差壓法。如圖 12所示 : 壓力表 空氣源 水槽 被測物件 4 4 圖 12 流量測試法 (3)直接壓力測試法 (The leak detecting method by air pressure decay) 加正壓或負(fù)壓后關(guān)閉閥門，由壓力表或壓力傳感器、壓力開關(guān)等測出因被測物泄漏引起的壓力下降值。 (1)氣泡法 (The leak detecting method by air bubble) 傳統(tǒng)的測漏方法主要是氣泡法。 （ 5）福田天津儀器儀表公司 福田天津儀器儀表研究所承接國內(nèi)外客戶有關(guān)空氣壓測試、控制等方面的各種開發(fā)項(xiàng)目，但自己開發(fā)的項(xiàng)目較少，主要引進(jìn) FUKUDA 公司的技術(shù)。 （ 3）日本 COSMOS 的公司 日本 COSMOS 的公司空氣測漏儀是對(duì)氣密部品成品進(jìn)行加壓或抽真空后，通過測出被測件與標(biāo)準(zhǔn)件之間的微小差壓來判斷是否有泄漏的自動(dòng)測試器。 （ 1）法國 ATEQ 公司 法國 ATEQ 為世界制造氣密性測試儀器的先驅(qū)，涉及汽車、醫(yī)藥、家電、壓鑄、包裝、閥門、煤氣、電子、建筑、航空等領(lǐng)域。如法國公司的產(chǎn)品，帶有顯示屏，可以顯示容器內(nèi)的壓力變化，同時(shí)可以給出測量的泄漏量 。這種采用特殊氣體進(jìn)行泄漏檢測的方法雖然有較高的可靠性，但是需要采用價(jià)格昂貴的檢測儀器。 測漏檢測的發(fā)展