【正文】 差動(dòng)變壓器的導(dǎo)磁鐵芯通常固定在金屬膜片控盒上感受壓力變化引起的變形。早期的極板電容傳感器體積較大，后來(lái)的硅膜式壓力傳感器采用集成電路工藝，體積很小，檢測(cè)電路具有更高的靈敏度和較低的漂移，而且輸出為非線性信號(hào)。金屬應(yīng)變片壓力傳感器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量范圍寬，線性好，成本低，缺點(diǎn)是輸出靈敏度低，遲滯、蠕變較大、穩(wěn)定性不好。1. 金屬應(yīng)變式壓力傳感器金屬應(yīng)變式壓力傳感器是利用金屬應(yīng)變片的阻值隨應(yīng)力變形而改變的原理進(jìn)行工作的，應(yīng)變片一般粘貼在彈性膜片上。1%，負(fù)載電阻：0~500Ω （在 24V DC 供電時(shí)），供電電壓：15~36V DC，工作壓力：0~ ，工作溫度：20~150℃，安裝方式：法蘭安裝。UQZ33系列浮球液位變送器就是一個(gè)很好的選擇。本控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于工業(yè)水箱的液位控制，對(duì)于水箱液位測(cè)量而言，被測(cè)液體清潔干凈，無(wú)混濁，無(wú)大的懸浮物。它是通過(guò)液體底壓強(qiáng)使半導(dǎo)體擴(kuò)散硅薄膜產(chǎn)生形變,引起電橋不平衡,電路輸出與液位高度相對(duì)應(yīng)的電壓而獲取液位信號(hào)。6. 壓差式液位傳感器差壓傳感器是利用液體的壓強(qiáng)原理,在液體底部測(cè)液底壓強(qiáng)和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓差。這類(lèi)傳感器一般具有體積小，重量輕，無(wú)動(dòng)作部件，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。就其檢測(cè)原理而言，機(jī)構(gòu)一般有輸入光纖束，輸出光纖束，光電轉(zhuǎn)換器，傳感器殼體組成。目前大多用于水利水文監(jiān)測(cè)中。這種方法中測(cè)點(diǎn)數(shù)目與測(cè)量精度因電極的排列方式而受到限制。4. 直流電極式液位傳感器這種形式的傳感器也稱電接觸式液位測(cè)量?jī)x表, 其檢測(cè)原理是利用液體的導(dǎo)電特性將導(dǎo)電液體的液面升高與電極接通視為電路的開(kāi)關(guān)閉合, 該信號(hào)直接或經(jīng)由一個(gè)電阻及一個(gè)三極管組成的簡(jiǎn)單電路, 傳給后續(xù)處理電路。電容液位測(cè)量?jī)x表不能用于易粘附的液體測(cè)量。常見(jiàn)的電容傳感器測(cè)量電路有變壓器電橋式、運(yùn)算放大器式及脈沖寬度式等。3. 電容式液位傳感器電容液位傳感器是利用被測(cè)對(duì)象物質(zhì)的導(dǎo)電率, 將液位變化轉(zhuǎn)換成電容變化來(lái)進(jìn)行測(cè)量的一種液位計(jì)。 聲波液位系統(tǒng)中的微處理機(jī)能迅速、精密地計(jì)算出傳感器到被測(cè)物之間的距離。2. 聲波式液位傳感器這種類(lèi)型測(cè)量?jī)x表從聲波源發(fā)射聲波, 測(cè)量聲波到達(dá)所測(cè)液面后反射回來(lái)所需時(shí)間, 利用該時(shí)間與液位高度成比例的原理來(lái)進(jìn)行測(cè)量。另一種浮體式液位傳感器是在滑輪組上用鋼絲繩一端掛浮球, 另一端掛重錘, 通過(guò)浮球與重錘的運(yùn)動(dòng)距離達(dá)到液位檢測(cè)的目的, 其缺點(diǎn)是鋼絲繩與滑輪間存在滑動(dòng)摩擦力, 回位誤差較大, 特別是在鋼絲繩和滑輪生銹的情況下, 回位誤差更大甚至失效。 液位傳感器選擇常用的液位傳感器按照原理可分為浮體式，聲波式，電容式，直流電極式，光纖式和壓差式幾大類(lèi)。② 再根據(jù)熱點(diǎn)阻的量程變送輸出對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(420mA）值。輸出 4～20m A 電流信號(hào)。%，溫度飄移177。CSWBⅡ型變送器就是一個(gè)很好的選擇。其價(jià)格便宜，測(cè)溫范圍50 ～150 ℃。但是其溫度與電阻值是非線性關(guān)系，處理起來(lái)比較復(fù)雜，因此不適合本系統(tǒng)。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 27 頁(yè)熱電阻是利用金屬的電阻率隨溫度變化而變化的特性，將溫度量轉(zhuǎn)化成電阻量。熱敏電阻由金屬氧化物或半導(dǎo)體材料制成，靈敏度高、熱惰性小、壽命長(zhǎng)、價(jià)格便宜。測(cè)量準(zhǔn)確，價(jià)格適中測(cè)溫范圍寬，線性度較好。圖 311 熱電偶原理圖熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一，熱電偶工作原理是基于賽貝克(seeback)效應(yīng) ,即兩種不同成分的導(dǎo)體兩端連接成回路（如圖 311） ，如兩連接端溫度不同，則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流的物理現(xiàn)象。為其選擇合適的傳感器很重要：一是這些傳感器的性能決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能；而是不同的傳感器價(jià)格相差很大，選擇性能適合，價(jià)格便宜的傳感器對(duì)于搭建低成本系統(tǒng)很重要。故選用傳感器時(shí)應(yīng)注意。高溫傳感器標(biāo)注為： 40℃ —— +250℃。7. 允許使用溫度規(guī)定了此傳感器能適用的場(chǎng)合，對(duì)于傳感器的影響很大。一般以每10℃范圍內(nèi)產(chǎn)生的漂移為計(jì)量單位。.SFU傳感器的滯后反映出了傳感器的機(jī)械部分不可避免的缺陷，在選擇的時(shí)候也要有所注意。5. 滯后（遲滯）傳感器的滯后特性指在相同工作條件下，傳感器在正反行程期間輸出—輸入曲線不重合的程度。但靈敏度愈高，測(cè)量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S 是一個(gè)常數(shù)。選用傳感器時(shí)應(yīng)該滿足分辨率即可，因?yàn)榉直媛试礁撸瑑r(jià)格越貴。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。只有當(dāng)輸入量的變化超過(guò)分辨力時(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化。也就是說(shuō)如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。其線性度： (31)%????SFfe其中 為線性度， 為輸出平均值與基準(zhǔn)擬和直線的最大偏差f ax 選用傳感器時(shí)一般要求其線性度較高，否則處理數(shù)據(jù)麻煩，且結(jié)果準(zhǔn)確度不高。2. 線性度：通常情況下，傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。對(duì)于一般傳感器常用的性能參數(shù)有：1. 量程：在任何的傳感器進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，如果被測(cè)量超出規(guī)定測(cè)量范圍，測(cè)量的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)較大的誤差或者造成傳感器的破壞。目前，市場(chǎng)上出售的傳感器種類(lèi)繁多，其性能和用途差別很大。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。而檢測(cè)信號(hào)在通常情況下都需要使用傳感器。R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 012. 寫(xiě)數(shù)據(jù)R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 顯示數(shù)據(jù)13. 讀數(shù)據(jù)正常狀態(tài)下，寫(xiě)數(shù)據(jù)或讀數(shù)據(jù)后，列地址將自動(dòng)增 1。這種稱為 “改寫(xiě)模式” (Read Modify Write)的方式,為逐個(gè)讀取像點(diǎn)修改的工作提供了方便。8. 設(shè)置頁(yè)地址的設(shè)置格式如下：R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 0 1 1 1 1 頁(yè)地址（0～3）9. 設(shè)置列地址一般情況下，顯示RAM 被分成四頁(yè)，每頁(yè)80個(gè)字節(jié)，當(dāng)設(shè)置了頁(yè)地址和列地址后即可確定顯示RAM中的唯一單元，該單元由低到高的各個(gè)數(shù)據(jù)位對(duì)應(yīng)于顯示屏上某一列的8 行數(shù)據(jù)位。該指令的格式如下：R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1/07. 顯示開(kāi)/關(guān)指令下面是顯示開(kāi)/關(guān)指令的格式：R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1/0其中D0=1 為開(kāi)顯示；D0=1 為關(guān)顯示。R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1/06. ADC 選擇指令該指令用來(lái)設(shè)置列驅(qū)動(dòng)輸出端與液晶顯示屏的列驅(qū)動(dòng)線的連接方式。終止驅(qū)動(dòng)指令須在關(guān)顯示狀態(tài)下輸入。格式如下：R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 0 顯示起始行 （0～31）5. 終止驅(qū)動(dòng)選擇該指令用軟件終止 SED1520 的 LCD 驅(qū)動(dòng)的輸出。格式如下：R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1/0 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 23 頁(yè)4. 顯示起始行設(shè)置該指令設(shè)置了對(duì)應(yīng)顯示屏上首行的顯示RAM 中的行號(hào)。其復(fù)位格式如下：R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 03. 占空比選擇在選擇占空比時(shí)，如果D0=0，則選擇的占空比為1/16，D0=1 為1/32。8080 系列MPU 操作時(shí)序 (RES=0)如圖39所示圖39 SED1520操作時(shí)序 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 22 頁(yè)四、 SED1520顯示RAM的結(jié)構(gòu)SED1520 中的顯示RAM共有32 行80 列其結(jié)構(gòu)如圖310所示圖310 SED1520的RAM結(jié)構(gòu)五、 SED1520 的指令系統(tǒng)1. 讀狀態(tài)字當(dāng)SED1520 處于“忙” 狀態(tài)時(shí)，除了讀狀態(tài)指令外，其它指令均不起作用，因此在訪問(wèn)SED1520 時(shí)，都要先讀狀態(tài)，判斷是否 “忙”。 V1，V2，V3，V4，V5：LCD 驅(qū)動(dòng)電源，要求：VDD≥ V1≥ V2≥ V3≥ V4≥ V5。 VDD：邏輯電源＋5V。 SEG0－SEG60：LCD 列驅(qū)動(dòng)輸出端。主方式下，OSC1 輸出時(shí)鐘信號(hào)；OSC2 輸入時(shí)鐘信號(hào)。 SED1520F0A：OSC1，OSC2 為內(nèi)部振蕩器的外接端，OSC1 和 OSC2 之間接一個(gè)電阻，即可啟動(dòng)內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器工作。M/S: 主從工作方式選擇端: 6點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊 SED1520 控制器使用手冊(cè) 1) 當(dāng) M/S = 1 時(shí),SED1520 工作在主方式下，自產(chǎn)生并向外提供工作時(shí)序信號(hào)；2) 當(dāng) M/S = 0 時(shí),SED1520 工作在從方式下，接收主方式下工作的 SED1520 提供的時(shí)序信號(hào)。正常工作時(shí)，決定了 SED1520 與 MPU 的接口類(lèi)型：1) RES = “1”表示接口適配 68 系列時(shí)序，可直接與 68 系列微處理器相連；2) RES = “0”表示接口適配 80 系列時(shí)序，可直接與 80 系列微處理器相連；E（RD）： 與 68 系列 MPU 相連時(shí)（RES = “1”）：為 E 讀/ 寫(xiě)使能信號(hào)； 與 80 系列 MPU 相連時(shí)（ RES = “0”）：為 RD 讀操作信號(hào)。A=“0”選擇指令通道。一、 SED1520的特性1. 內(nèi)置2560 位顯示RAM區(qū)RAM中的1位數(shù)據(jù)控制液晶屏上一個(gè)像素的亮暗狀態(tài)，1表示亮0表示暗2. 具有16個(gè)行驅(qū)動(dòng)輸出和61個(gè)列驅(qū)動(dòng)輸出3. 可直接與80 系列為微處理器相連亦可直接與68 系列微處理器相連4. 驅(qū)動(dòng)占空比為1/16或1/325. 可以與SED1520 級(jí)聯(lián)使用以便擴(kuò)展行列驅(qū)動(dòng)能力二、 SED1520 管腳功能如下：DB0－DB7 ：三態(tài)數(shù)據(jù)總線。12232A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖38所示 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 20 頁(yè)圖38 12232A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖SED1520 液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器集行列驅(qū)動(dòng)器和控制器于一體，被廣泛應(yīng)用于小規(guī)模液晶顯示模塊。我們選用的12232A點(diǎn)陣式液晶 LCD，內(nèi)置SED1520液晶顯示控制器。當(dāng)需要修改日歷時(shí)鐘時(shí)，需要先使 SET 位置 1，當(dāng)需要讀日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)時(shí)，必須先查詢寄存器 A 中的 UIP 位，只有當(dāng)其為 0 時(shí)，才能進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)。寄存器 D：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0VRT 0 0 0 0 0 0 0寄存器 D 中僅 D7 有定義，讀時(shí)應(yīng)總為 1，若為 0 則說(shuō)明內(nèi)部鋰電池已耗盡。寄存器 B：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0SET PIE AIE UIE SQW DM 12/24 DSE 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 19 頁(yè)SET 位為 0 時(shí)，每秒計(jì)數(shù)一次，置 1 后，更新轉(zhuǎn)換被禁止；PIE、AIE、UIE 位當(dāng)它們?yōu)?1 時(shí)，分別允許周期中斷、報(bào)警中斷和時(shí)鐘數(shù)據(jù)更新結(jié)束中斷，為 0 時(shí)，禁止中斷產(chǎn)生；SQWE 位當(dāng)其為 1 時(shí)，按以寄存器 A 中由 RS3 RS2 RS1 RS0 設(shè)定的頻率從SQW 引腳輸出方波，當(dāng)其為 0 時(shí)，SQW 為低電平；當(dāng) DM 為 1 時(shí)選用二進(jìn)制數(shù)據(jù)格式，反之為 BCD 數(shù)據(jù)格式；12/24 位為 1 時(shí)，指定 24 小時(shí)時(shí)間格式，否則為 12 小時(shí)時(shí)間格式；DSE 為 1 時(shí)允許夏時(shí)制發(fā)生。圖 36 DS12887 引腳分布DS12887 管腳名稱：AD0～AD7 — 地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線NC — 空腳MOT — 總線類(lèi)型選擇（MOTOROLA/INTEL）CS — 片選AS — ALER/W — 在 INTEL 總線下作為 /WRDS — 在 INTEL 總線下作為 /RDRESET — 復(fù)位信號(hào)IRQ — 中斷請(qǐng)求輸出SQW — 方波輸出VCC — +5V 電源GND — 電源地 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 18 頁(yè)DS12887 存儲(chǔ)器分布如圖 37 所示 00 SECONDS01 SECODES ALARM02 MINUTES 00 13 03 MINUTES ALARM 04 HOURS 05