【正文】 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)立的看門狗輸出，如果看門狗輸入在 1． 6 s 內(nèi)未被觸發(fā)，其輸。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) 掉電告警門限檢測(cè)器； （ 4） 手動(dòng)復(fù)位輸入。為解決這些問題， 可 利用 MAX813L 芯片，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)系統(tǒng)的看門狗電路、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)象和電源故障帶來的不利影響。 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 。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。 芯片 引腳 及功能 MAX485 芯片引腳圖如圖 所示，引腳說明如表 4 所示 圖 MAX485 芯片 表 4 MAX485 引腳說明 MAX485 引腳 名稱 功能 1 RO 接收器輸 出端。 MAX485是為半雙工 bnm,./而設(shè)計(jì)的。在超 過 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)。收發(fā)器的工作電流在 120— 500uA 之 間，只需一個(gè) +5V 的電源。 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。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。 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。 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。 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）的電源來產(chǎn)生差動(dòng)輸出需要的最小 的壓差。（ 2）通過 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。(2)EMI 問題：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。 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 。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。 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)。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。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)。 依次循環(huán)點(diǎn)亮 4 個(gè)數(shù)碼管。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。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。 36 圖 顯示電路 由圖可見， 先從 PB 口 選通要點(diǎn)亮的的數(shù)碼管代碼 ，然后 CPU 送來的二進(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 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。 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 。 只要有 一列 的電平 為低， 則表 示鍵盤 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。 介紹一種確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下 的方法 —— “ 行掃描法 ” 。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 過讀入 輸入線 的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。矩陣式 結(jié)構(gòu)的 鍵盤顯 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，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，而直接用端口線則只能多出一鍵 (9 鍵 )。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 盤模 塊 矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)及工作原理 ： 在 鍵盤中按鍵數(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。 小結(jié) 將惠斯登電橋、放大器、 TLC0838 與單片機(jī)連接起來，就組成了本系統(tǒng)的采 集模塊 。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)。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。 作 特點(diǎn)： TLC0838 可通過和微控制器相連的串行數(shù)據(jù)鏈路來傳送控制命令，在使用前需要對(duì)通道進(jìn)行選擇和輸進(jìn)端進(jìn)行配置，其控制邏輯表如表 3 所列。 TLc0838 具有 8 位分辨率；易于和微處理器接口或獨(dú)立 使用；可滿量程工作；可用地址邏輯多路器選通 8 輸進(jìn)通道；單 5V 供電，范圍為 0～5V：輸進(jìn)和輸出與 TTL、 CMOS 電平兼容；時(shí)鐘頻 率為 250kHz 時(shí)，其轉(zhuǎn) 換時(shí)間為 32μ s；總調(diào)整誤差為177。更高 的可達(dá)－ 40℃～ +125℃。由于 TLC0838采用的是串行輸進(jìn)結(jié)構(gòu)，因此封裝體積小，可節(jié)省 51 系列單片機(jī) I／ O資源，價(jià)格也較適中。另外，其 輸進(jìn)基準(zhǔn)電壓大小可以調(diào)整 。具有輸進(jìn)可 配置的 多通道 多路 器和串 形輸進(jìn) 輸出 方式。并行方式一般在轉(zhuǎn)換后可直接讀取 數(shù)據(jù)，但芯片的引腳比較多；串行方式所用芯片引腳少、封裝小，在 PCB 板上占用的空間也小，但需要通過軟件處理才能得到所需要的數(shù)據(jù)，故本設(shè)計(jì)采用 TLC0838。 芯片引腳功 能說明：（引腳 如圖 所 示，說明如表 2 所示） 圖 OP07 芯片引腳圖 表 2 OP07 引腳說明 OP07 引腳 說明 OP07 引腳 說明 1 調(diào)零端 5 空腳 2 反向輸入端 6 輸出 3 正向輸入端 7 電源 4 接地 8 調(diào)零端 30 的接線方式 如圖 所示為 OP07 的差分減法電 路 ，根據(jù)“虛短 ”，“虛斷”，可得 ))(1( 13223 310 URRURR RRRU IfIf ?????? （ 134） 當(dāng) R1= R2 ， R3= Rf 時(shí)， )( 1210 UURRU IIf ?? （ 135） 當(dāng) R1= R2 ， R3= Rf 時(shí)， U0=UI2 UI1 （ 136） 由于信號(hào)需放大 5 倍，取 R1=R2=10KΩ ， R3=Rf=50KΩ ,正好滿足要求。 3V 至177。2nA ）和開環(huán)增益 高（對(duì)于 OP07A為 300V/mV）的特點(diǎn)， 這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得 OP07 特別 適用于高增益的測(cè)量設(shè)備和放 大傳感器的微弱信號(hào)等方面。由于 OP07 具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于 OP07A 最大為 25μV ），所以 OP07 在很多應(yīng)用場(chǎng)合 不需要額外的調(diào)零措施。 ％ F?S/10℃ 輸出溫度影響 177。適 用于 汽車衡 、軌道 衡以及各類電子衡器等。橋式稱重傳感器 、抗偏載，組合壓 頭具有自動(dòng)復(fù)位與調(diào)心功能 。適用于車載專用秤、天車秤及車輛輪、軸力的測(cè)量。 稱重傳 感器主 要應(yīng) 用在各 種電 子衡器 、工 業(yè)控制 領(lǐng)域 、在線 控制 、安全過載報(bào)警、材料試驗(yàn)機(jī)等領(lǐng)域如電子 汽車衡、電子臺(tái)秤、電子叉車 、動(dòng)態(tài)軸 重秤、 電子吊 鉤秤 、電子 計(jì)價(jià)秤 、電 子鋼材 秤、 電子軌 道衡、 料斗秤、配料秤、罐裝秤等。為 了適 應(yīng)各種 衡器的 結(jié)構(gòu) 安裝需 要， 稱重傳 感器做 成了各種 各樣的 結(jié)構(gòu)形 式， 如橋式 稱重傳 感器 、懸臂 梁式 稱重傳 感器、 柱式稱重傳感器、箱式稱重傳感器、 s 型稱重 傳感器等。能 夠?qū)崿F(xiàn) 力電轉(zhuǎn) 換的 傳感器 有很 多種類 ，最常 見的有電 阻應(yīng)變 式、電 磁力 式和電 容式等 。 一臺(tái) 電子秤 主要 是由秤 體、傳 感器、儀 表三部 分組成 ，在 對(duì)傳感 器準(zhǔn)確 度選 擇的時(shí) 候， 應(yīng)使傳 感器的 準(zhǔn)確度略 高于理 論計(jì)算 值， 因?yàn)槔?論往往 受到 客觀條 件的 限制， 如秤體 的強(qiáng)度差 一點(diǎn)， 儀表的 性能 不是很 好、秤 的工 作環(huán)境 比較 惡劣等 因素都 直接影響 到秤的 準(zhǔn)確度 要求 ，因此 要從各 方面 提高要 求， 又要考 慮經(jīng)濟(jì) 效益，確保達(dá)到目的。 所以， 采用的 傳感 器滿足 儀表 輸入靈 敏度 的要求 ，能 夠與所 選儀表匹配。傳 感器型 式的 選擇主 要取決 于稱 量的類 型和 安裝空 間，保 證安裝合 適，稱 量安全 可靠 ；另一 方面， 要考 慮廠家 的建 議。 但在實(shí) 際使用 時(shí)， 由于加 在傳感 器上 的載荷 除被 稱物體 外，還 存在秤體 自重、 皮重、 偏載 及振動(dòng) 沖擊等 載荷 ，因此 選用 傳感器 量程時(shí) ，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。 傳感器 量程的 選擇 可依據(jù) 秤的 最大稱 量值 、選用 傳感 器的個(gè) 數(shù)、秤體的自 重、可 能產(chǎn)生 的最 大偏載 及動(dòng)載 等因 素綜合 評(píng)價(jià) 來確定 。 3 稱 重 傳 感器的選擇 稱重傳 感器實(shí) 際上 是一種 將質(zhì) 量信號(hào) 轉(zhuǎn)變 為可測(cè) 量的 電信號(hào) 輸出的裝置。因?yàn)榛菟沟?電橋具 有很多 優(yōu)點(diǎn) ，如可 以抑制 溫度 變化的 影響 ，可以 抑制側(cè) 向 26 力干擾 ，可以 比較方 便的 解決稱 重傳感 器的 補(bǔ)償問 題等 ，所以 惠斯登 電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用。 它的功能 有兩個(gè) ，首先 是它 承受稱 重傳感 器所 受的外 力， 對(duì)外力 產(chǎn)生反 作用力， 達(dá)到相 對(duì)靜平 衡； 其次， 它要產(chǎn) 生一 個(gè)高品 質(zhì)的 應(yīng)變場(chǎng) （區(qū)） ，使粘貼在此區(qū)的電阻 應(yīng)變片比較理想的完成應(yīng)變棗電信號(hào)的轉(zhuǎn)換任務(wù)。 由此可 見，電 阻應(yīng) 變片、 彈性 體和檢 測(cè)電 路是電 阻應(yīng) 變式稱 重傳感器中不 可缺少 的幾個(gè) 主要 部分。 本設(shè)計(jì)中用的傳感器是 WPL110，它輸入阻抗 是 770Ω，輸出阻抗是700Ω，即Δ R=70Ω，輸入電壓 U=12V， 代入公式 133 可知，電橋的 輸出電壓 VU 70120 ??? 即電橋輸出電壓范圍是 0— TLC0838 的輸 入電壓是 0— 5V，故需將電壓放大 5 倍。 當(dāng)電橋 輸出端 接有 放大器 時(shí)， 由于放 大器 的輸入 阻抗 很高， 所以可以認(rèn)為 電橋的 負(fù)載電 阻為 無窮大 ，這時(shí) 電橋 以電壓 的形 式輸出 。 出 方式 電橋的 輸出方 式有 電流型 和電 壓型兩 種， 主要根 據(jù)負(fù) 載情況 而定。 24 圖 電橋電路 2 工 作 方 式： 單臂工 作：電 橋中 只有一 個(gè)臂 接入被 測(cè)量 ，其它 三個(gè) 臂采用 固定電阻； 雙臂工 作：如 果電 橋兩個(gè) 臂接 入被測(cè)