【正文】 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 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。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。 44讀若干個(gè)連續(xù)單元的數(shù)據(jù)可以當(dāng)前地址開始，也可以從制定的地址開始。圖 主程序流程圖 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 為寫保護(hù)引腳，2ISCL，SDA 為二線串行接口。 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)車實(shí)際質(zhì)量首址QIAN 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43 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看門狗等；如果沒(méi)有掉電標(biāo)志就直接進(jìn)行初始化。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。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)。本次設(shè)計(jì)不只做了直流端濾波，還有交流端濾波。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)電源濾波不僅能有效地防止外界環(huán)境的電磁干擾傳入系統(tǒng)，而且能有效地抑制系統(tǒng)本身產(chǎn)生的干擾向外界傳遞，造成電磁環(huán)境污染，同時(shí)還能較好地克服電源本身產(chǎn)生的干擾信號(hào)對(duì)系統(tǒng)工作的影響。將幾條接地通路接到電源公共點(diǎn)上，以保證電源電路有低的阻抗通道。電源接地時(shí)應(yīng)遵循以下原則：在接地面上，電源接地和數(shù)字信號(hào)接地相互隔離，減少地線間的耦合。由于電源通常是由市電電網(wǎng)經(jīng)變換后得到的，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，市電電網(wǎng)電源污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，各種干擾極易耦合到供電線路中。接口電路如圖 318 所示。本次設(shè)計(jì)選用蜂鳴器。圖中,WP 接 ,當(dāng) WP 為 0 時(shí)是寫操作，當(dāng) WP 為 1 時(shí)是讀操作，SCL 接單片機(jī) ,SDA 接單片機(jī) 。 24C02 芯片1 芯片特點(diǎn)串行 E2PROM 是基于 CBUS 的存儲(chǔ)器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，2I體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)化控制中得到大量的應(yīng)用。電源正常時(shí)，確保 R2 上的電壓高于 1．26 V，即保證 MAX813L 的PFI 輸入端電平高于 V。也可以隨時(shí)使用手動(dòng)復(fù)位按鈕使 MAX813L 產(chǎn)生復(fù)位脈沖，由于為產(chǎn)生復(fù)位脈沖端 要求低電平MR至少保持 140ms 以上，故可以有效地消除開關(guān)抖動(dòng)該電路可以實(shí)時(shí)地監(jiān)視電源故障（掉電、電壓降低等） 。只要程序一旦跑飛引起程序“死機(jī)” ， 端電平由高到低， 當(dāng)變低超過(guò) 140 ms，將引起 MAX813L 產(chǎn)生一個(gè)WDOWDO200 ms 的復(fù)位脈沖。此電路可以實(shí)現(xiàn)上電、瞬時(shí)掉電以及程序運(yùn)行出現(xiàn)“死機(jī)”時(shí)的自動(dòng)復(fù)位和隨時(shí)的手動(dòng)復(fù)位；并且可以實(shí)時(shí)地監(jiān)視電源故障，以便及時(shí)地保存數(shù)據(jù)。當(dāng)電源恢復(fù)正常時(shí)，取消掉電工作方式，通過(guò)復(fù)位單片機(jī)，使系統(tǒng)重新正常工作。圖 單片機(jī)的掉電工作方式電路原理圖　　單片機(jī)的掉電工作方式電路原理圖如圖 所示：當(dāng) PD 設(shè)置為 1 時(shí)，激活掉電方式，與非門輸出為低電平，時(shí)鐘發(fā)生器停止工作，單片機(jī)內(nèi)所有運(yùn)行狀態(tài)均被停止，只有片內(nèi) RAM 和 SFR 中的數(shù)據(jù)被保存起來(lái)。37此外，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)由于諸多大型用電設(shè)備的投入或撤出電網(wǎng)運(yùn)行，往往造成系統(tǒng)的電源電壓不穩(wěn)，當(dāng)電源電壓降低或掉電時(shí)，會(huì)造成重要的數(shù)據(jù)丟失，系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。用看門狗監(jiān)視程序的運(yùn)行。這時(shí)，CPU 執(zhí)行隨機(jī)拼寫的指令，甚至將操作數(shù)作為操作碼執(zhí)行，導(dǎo)致程序“跑飛”或進(jìn)入“死循環(huán)”。若超過(guò) 該輸入端收不到脈沖信號(hào)，則內(nèi)部定時(shí)器溢出，WDO 由高電平變?yōu)榈碗娖?RESET 上電時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生 200ms 的復(fù)位脈沖；手動(dòng)復(fù)位端輸入低電平時(shí)，該端也產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)輸出/WDO 正常工作時(shí)，輸出保持高電平，看門狗輸出時(shí)，該端輸出信號(hào)由高電平變?yōu)榈碗娖? MAX813 的接口電路 (1)基本工作原理　　　　工業(yè)環(huán)境中的干擾大多是以窄脈沖的形式出現(xiàn)，而最終造成微機(jī)系統(tǒng)故障的多數(shù)現(xiàn)象為“死機(jī)”。 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)，其輸出將變?yōu)楦唠娖剑?V 門限值檢測(cè)器，用于電源故障報(bào)警、電池低電壓檢測(cè)或＋5 V 以外的電源監(jiān)控；低電平有效的手動(dòng)復(fù)位輸入。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(wèn)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(lái)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：圖 MAX485 在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用連接電路圖35 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(shuō)明如表 4 所示 圖 MAX485 芯片表 4 MAX485 引腳說(shuō)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(guò)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(lái)產(chǎn)生差動(dòng)輸出需要的最小 的壓差。（2）通過(guò) 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(wèn)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(méi)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(lái)。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32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。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(lái)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(guò)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(guò)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30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：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(lái)，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.28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。：TLC0838 可通過(guò)和微控制器相連的串行數(shù)據(jù)鏈路來(lái)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 32μs；總調(diào)整誤差為27177。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(guò)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。25 芯片引腳功能說(shuō)明：（引腳如圖 所示，說(shuō)明如表 2 所示）圖 OP07 芯片引腳圖表 2 OP07 引腳說(shuō)明OP07 引腳 說(shuō)明 OP07 引腳 說(shuō)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 的接線方式 如圖 所示為 OP07 的差分減法電路，根據(jù)“