【正文】 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(shè)定值地址OVER 0031H 超載重量值首址WEIGH 0039H 機(jī)動車實際質(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明寄存器名 。用外部中斷 0 實現(xiàn)掉電保護(hù)功能；利用串行口實現(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(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。本次設(shè)計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，同時還能較好地克服電源本身產(chǎn)生的干擾信號對系統(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。電源接地時應(yīng)遵循以下原則：在接地面上，電源接地和數(shù)字信號接地相互隔離，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)電源污染問題越來越嚴(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)計選用蜂鳴器。圖中,WP 接 ,當(dāng) WP 為 0 時是寫操作，當(dāng) WP 為 1 時是讀操作，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)自動化控制中得到大量的應(yīng)用。電源正常時，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。也可以隨時使用手動復(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)抖動該電路可以實時地監(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40“死機(jī)” ， 端電平由高到低， 當(dāng)變低超過 140 ms，將引起 MAX813L 產(chǎn)生一個WDOWDO200 ms 的復(fù)位脈沖。此電路可以實現(xiàn)上電、瞬時掉電以及程序運(yùn)行出現(xiàn)“死機(jī)”時的自動復(fù)位和隨時的手動復(fù)位；并且可以實時地監(jiān)視電源故障，以便及時地保存數(shù)據(jù)。當(dāng)電源恢復(fù)正常時，取消掉電工作方式，通過復(fù)位單片機(jī)，使系統(tǒng)重新正常工作。39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，激活掉電方式，與非門輸出為低電平，時鐘發(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。此外，工業(yè)現(xiàn)場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，會造成重要的數(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，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 該輸入端收不到脈沖信號，則內(nèi)部定時器溢出，WDO 由高電平變?yōu)榈碗娖?RESET 上電時，自動產(chǎn)生 200ms 的復(fù)位脈沖；手動復(fù)位端輸入低電平時，該端也產(chǎn)生復(fù)位信號輸出/WDO 正常工作時，輸出保持高電平，看門狗輸出時，該端輸出信號由高電平變?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 門限值檢測器，用于電源故障報警、電池低電壓檢測或＋5 V 以外的電源監(jiān)控；低電平有效的手動復(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 掉電告警門限檢測器；（4） 手動復(fù)位輸入。為解決這些問題，可利用 MAX813L 芯片，實37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、自動復(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)動器輸出端 7 B 反向接收器輸入和反向驅(qū)動器輸出端 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 隨著計算機(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、自檢測等性能。當(dāng) 為低時 RO 有效，為高時 RO 為高阻狀態(tài) 3 DE 驅(qū)動器輸出使能端。 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36 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)計的。在超過功耗時，熱關(guān)閉電路將驅(qū)動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+5V 的電源。 MAX485芯片MAX485 是用于 RS—485 通信的小功率收發(fā)器，含有一個驅(qū)動器和一個接收器。電纜長度和比特率是有關(guān)的，較低的比特率允許較長的電纜。3)長距離連接:一個 RS485 連接最長可以達(dá)到 4000ft,而 RS232 的典型距離限制為 50 到 100ft。2)網(wǎng)絡(luò)能力:RS485 是一個多引出線接口，這個接口可以有多個驅(qū)動器和接受器，而不是限制為兩臺設(shè)備。RS485與 RS232 相比有很多優(yōu)點(diǎn)：1)成本低:驅(qū)動器和接收器價格便宜，并且只需要單一的一個+5V（或者更低）的電源來產(chǎn)生差動輸出需要的最小 的壓差。（2）通過 PCI 多串口卡，可以直接選用輸出信號為 RS485 類型的擴(kuò)展卡。(2)EMI問題：發(fā)送驅(qū)動器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路，如沒有一個低阻的返回通道（信號地），就會以輻射的形式返回源端，整個總線就會像一個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，整個網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。很多情況下，連接 RS485 通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來。34RS485 有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實現(xiàn)點(diǎn)對點(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 個結(jié)點(diǎn)。為了保證下位機(jī)的數(shù)據(jù)能高速及時、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 個數(shù)碼管。將數(shù)字 0～F(也可以是 0～9)所對應(yīng)的七段代碼組成一個表，進(jìn)行查表，就可求得各數(shù)字對應(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。33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，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，一個端口(如 P1 口)就可以構(gòu)成 4*4=16 個按鍵，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：31圖 采集模塊整體硬件接口電路矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)及工作原理：在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，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， 用于產(chǎn)生 A／D 轉(zhuǎn)換的時鐘， 為一個雙向I／O 口，可用于對模擬輸進(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.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(MUX Settling Time)才被檢測；DO 為A／D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端；CLK 為時鐘；SARS 為轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端，該端為高電平時，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，30該端為高電平時，數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)線上，該端為低電平時，數(shù)據(jù)輸出。：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；時鐘頻率為 250kHz 時，其轉(zhuǎn)換時間為 32μs；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)，28故本設(shè)計采用 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27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 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 （134）))(113230 URUIfIf ????當(dāng) R1= R2 ，R3= Rf 時， （135 ）)(1210If??當(dāng) R1= R2 ，R3= Rf 時，U0=UI2 UI1 （136） 由于信號需放大 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量設(shè)備和放 大傳感器的微弱信號等方面。由于 OP07 具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對于 OP07A 最大為 25μV），所以 OP07 在很多應(yīng)用場合不需要額外的調(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 有大力值、抗偏載，組合壓頭具有自動復(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、安全過載報警、材料試驗機(jī)等領(lǐng)域如電子汽車衡、電子臺秤、電子叉車、動態(tài)軸重秤、電子吊鉤秤、電子計價秤、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25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。一臺電子秤主要是由秤體、傳感器、儀表三部分組成，在對傳感器準(zhǔn)確度選擇的時候，應(yīng)使傳感器的準(zhǔn)確度略高于理論計算值，因為理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