【正文】 矩 陣 式 鍵 盤 接 口 技 術(shù)鍵 盤 是 由 若 干 個 按 鍵 組 成 的 開 關(guān) 矩 陣 ， 它 是 最 簡 單 的 單 片 機(jī) 輸 入 設(shè) 備 ， 操 作員 可 以 通 過 鍵 盤 輸 入 數(shù) 據(jù) 或 命 令 ， 實(shí) 現(xiàn) 簡 單 的 人 機(jī) 通 信 。 導(dǎo) 向 體 的 設(shè) 計 要 和殼 體 緊 密 配 合 ， 但 其 最 重 要 的 是 要 保 持 和 殼 體 的 同 心 性 ， 同 時 ， 還 要 特 別 注 意 的是 其 通 過 軸 承 和 軸 與 葉 輪 一 定 要 配 合 緊 密 ， 防 止 太 松 影 響 重 性 ， 太 緊 又 會 影 響 葉輪 的 旋 轉(zhuǎn) 。 同 樣 ， 由 于 殼 體 管 徑 的 限 制 ，葉 輪 的 最 大 的 外 徑 也 限 制 在 了 12mm 上 。 圖 41 傳 感 器 結(jié) 構(gòu) 及 安 裝 示 意 圖渦 輪 葉 片 是 渦 輪 流 量 傳 感 器 的 最 重 要 的 部 分 ， 它 的 設(shè) 計 的 好 壞 直 接 關(guān) 系 到 整個 渦 輪 流 量 傳 感 器 的 測 量 精 度 。 如 圖 41 由 于 渦 輪鐵路技校畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第 22 頁流 量 計 傳 感 器 的 大 小 受 公 共 汽 車 發(fā) 動 機(jī) 輸 油 管 徑 的 大 小 的 限 制 ， 在 設(shè) 計 渦 輪 流 量計 傳 感 器 的 殼 體 時 ， 渦 輪 流 量 傳 感 器 的 殼 體 的 內(nèi) 徑 要 與 之 相 適 應(yīng) 根 據(jù) 現(xiàn) 在 發(fā) 動 機(jī)的 輸 油 管 的 實(shí) 際 情 況 本 文 取 殼 體 的 內(nèi) 徑 為 12， 從 而 能 夠 滿 足 流 體 流 量 的 要 求 。值 得 強(qiáng) 調(diào) 的 是 ， P3 口 的 每 一 條 引 腳 均 可 獨(dú) 立 定 義 為 第 一 功 能 的 輸 入 輸 出或 第 二 功 能 。 P3 能 驅(qū) 動 （ 吸 收 或 輸 出 電 流 ） 4 個LS 型 的 TTL 負(fù) 載 。 P2 可 以 驅(qū) 動 （ 吸 收 或 輸 出 電 流 ） 4 個 LS 型 的TTL 負(fù) 載 。 在 訪 問 外 部 存 儲 器 時 ，它 可 以 作 為 擴(kuò) 展 電 路 高 8 位 地 址 總 線 送 出 高 8 位 地 址 。 對 EPROM 編 程 和 程 序 驗 證 時 ， 它 接 收 低 8 位 地 址 。 P1 口 能 驅(qū) 動 （ 吸 收 或輸 出 電 流 ） 4 個 LS 型 的 TTL 負(fù) 載 。鐵路技校畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第 21 頁② P1 口 （ 1 腳 至 8 腳 ） ： 是 準(zhǔn) 雙 向 8 位 I/O 口 。 對 于 常 用 的 8031 來 說 ， 無內(nèi) 部 程 序 存 儲 器 ， 所 以 EA 腳 必 須 常 接 地 ， 這 樣 才 能 只 選 擇 外 部 程 序 存 儲 器 。④ EA/VPP（ 引 腳 ） ： 當(dāng) EA 端 保 持 高 電 平 時 ， 訪 問 內(nèi) 部 程 序 存 儲 器 ， 但 在PC（ 程 序 計 數(shù) 器 ） 值 超 過 0FFFH（ 對 851/8751/80C51） 或 1FFFH（ 對 8052）時 ， 將 自 動 轉(zhuǎn) 向 執(zhí) 行 外 部 程 序 存 儲 器 內(nèi) 的 程 序 。 但 在 此 期間 ， 每 當(dāng) 訪 問 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 時 ， 這 兩 次 有 效 的 PSEN 信 號 將 不 出 現(xiàn) 。③ PSEN（ 29 腳 ） ： 此 腳 的 輸 出 是 外 部 程 序 存 儲 器 的 讀 選 通 信 號 。 然 而 要 注 意 的 是 ， 每 當(dāng) 訪 問 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 時 ，將 跳 過 一 個 ALE 脈 沖 。 即 使 不 訪 問 外 部 存 儲 器 ， ALE 端 仍 以 不 變 的 頻 率周 期 性 地 出 現(xiàn) 正 脈 沖 信 號 ， 此 頻 率 為 振 蕩 器 頻 率 的 1/6。 推 薦 在 此 引 腳 與 VSS引 腳 之 間 連 接 一 個 約 的 下 拉 電阻 ， 與 VCC引 腳 之 間 連 接 一 個 約 10μ F 的 電 容 ， 以 保 證 可 靠 地 復(fù) 位 。 采 用 外 部 振 蕩 器 時 ， 對 HMOS 單 片 機(jī) ， 該 引 腳 接 外 部 振 蕩器 的 信 號 ， 即 把 外 部 振 蕩 器 的 信 號 直 接 接 到 內(nèi) 部 時 鐘 發(fā) 生 器 的 輸 入 端 ； 對XHMOS， 此 引 腳 應(yīng) 懸 浮 。XTAL2（ 18 腳 ） :接 外 晶 體 的 另 一 端 。 在 單 片 機(jī) 內(nèi) 部 ， 它 是 一 個 反 相 放大 器 的 輸 入 端 ， 這 個 放 大 器 構(gòu) 成 了 片 內(nèi) 振 蕩 器 。(1)主 電 源 引 腳 VCC和 VSS VCC——（ 40 腳 ） 接 +5V 電 壓 ；VSS——（ 20 腳 ） 接 地 。硬 件 圖 說 明 為 達(dá) 到 本 系 統(tǒng) 功 能 ， 采 用 8031 單 片 機(jī) 設(shè) 計 一 個 最 小 系 統(tǒng) ， 為 讀鍵 盤 給 定 值 ， 同 時 實(shí) 行 檢 測 和 控 制 ， 專 門 擴(kuò) 展 一 個 8155 可 編 程 接 口 。 為 了 讀 取 鍵 盤給 定 值 及 檢 測 和 控 制 ， 專 門 擴(kuò) 展 一 個 8155 可 編 程 接 口 及 程 序 存 儲 器EPROM2732。PKP式 中 ， K3——折 線 的 斜 率 , K3= ；BC2PQ??K2——折 線 的 斜 率 ， K2= ；A1K1——折 線 的 斜 率 ， K1= 。12)。 假 設(shè) 3 個 差 值 基 點(diǎn) 分 別 為 Δ P1， Δ P2 和 Δ P3， 其 對 應(yīng) 的 流 量 值 分別 為 Q1， Q2， Q3， 如 圖 33 所 示圖 33 用 分 段 線 性 插 值 法 求 解 流 量 圖現(xiàn) 在 ， 用 圖 33 中 的 折 線 , , ,來 代 替 弧 線 OA,AB,BC。 下 面 以 分段 線 性 插 值 法 求 解 。鐵路技校畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第 18 頁圖 32 流 量 差 壓 變 化 曲 線由 圖 32 可 以 看 出 ， 流 量 差 壓 變 化 曲 線 是 非 線 性 的 。為 了 只 用 函 數(shù) 值 本 身 ， 并 在 盡 可 能 低 的 次 數(shù) 下 達(dá) 到 較 高 的 精 度 ， 可 以 采 用 樣 條 插值 法 。 但 是 ， 就 大 多 數(shù) 工 程 要 求 而 言 ， 也 能 基 本 滿 足 需 要 。 然 后 ， 轉(zhuǎn) 到 相 應(yīng)段 逼 近 公 式 進(jìn) 行 計 算 。在 用 分 段 法 進(jìn) 行 程 序 設(shè) 計 之 前 ， 必 須 首 先 判 斷 輸 入 值 xi 處 于 哪 一 段 。（ 4） 根 據(jù) Pn(x)編 寫 出 匯 編 語 言 應(yīng) 用 程 序 。 也鐵路技校畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第 17 頁可 以 使 常 用 刻 度 范 圍 插 值 距 離 取 小 一 點(diǎn) ， 而 在 曲 線 較 平 緩 和 非 常 用 刻 度 區(qū) 域 距 離大 取 大 一 點(diǎn) ， 但 是 非 等 距 插 值 點(diǎn) 選 取 比 較 麻 煩 。這 種 方 法 的 特 點(diǎn) 是 函 數(shù) 基 點(diǎn) 的 分 段 不 是 等 距 的 ， 而 是 根 據(jù) 函 數(shù) 曲 線 形 狀 的 變化 率 的 大 小 來 修 正 插 值 點(diǎn) 間 的 距 離 。 要 想 減 少 誤 差 ， 必 須 把 基 點(diǎn) 分 得 很 細(xì) ， 但 這 樣 勢 必 占用 更 多 的 內(nèi) 存 ， 并 使 計 算 機(jī) 的 開 銷 加 大 。 這 種 方 法 的 主 要 優(yōu) 點(diǎn) 是 使xi+1 xi 為 常 數(shù) ， 從 而 簡 化 計 算 過 程 。 主 要 有 以 下 兩 種 方 法 ： 距 分 段 法 。（ 2） 將 上 述 曲 線 進(jìn) 行 分 段 ， 選 取 各 插 值 基 點(diǎn) 。分 段 插 值 法 程 序 設(shè) 計 步 驟 如 下 ：（ 1） 用 實(shí) 驗 法 測 量 出 傳 感 器 的 輸 出 變 化 曲 線 ， y=f(x)(或 各 插 值 節(jié) 點(diǎn) 的 值（ xi,yi） ， i=0， 1， 2， …， n)。最 常 用 的 是 線 性 插 值 和 拋 物 線 插 值 。 因 此 ， 在 實(shí) 際 應(yīng) 用 中 ， 為 了 提 高 精 度 ， 經(jīng) 常 采 用折 線 來 代 替 曲 線 ， 此 方 程 稱 為 分 段 插 值 法 。01x?或g(x)= y0 + y1 （ 34）?01x??10x?? 式 （ 33） 為 點(diǎn) 斜 式 直 線 方 程 ， 式 （ 34） 為 兩 點(diǎn) 式 直 線 方 程 。已 知 y 在 點(diǎn) x0 和 x1 的 對 應(yīng) 值 分 別 為 y0 和 y1， 現(xiàn) 在 用 直 線 AB 代 替 弧 線AB， 由 此 可 得 直 線 方 程 g(x)=ax+b （ 31）根 據(jù) 插 值 條 件 ， 應(yīng) 滿 足 ： （ 32）?????baxyo10圖 31 線 性 插 值 法 示 意 圖 解 方 程 組 （ 32） ， 可 求 出 直 線 方 程 g(x)的 參 數(shù) a 和 b。 線 性 插 值 法 是 代 數(shù)插 值 法 中 最 簡 單 的 形 式 。 這 樣 ，不 僅 能 節(jié) 省 大 量 的 硬 件 開 支 ， 而 且 精 度 也 大 為 提 高 。鐵路技校畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第 15 頁諸 如 此 類 的 問 題 ， 在 模 擬 儀 表 及 測 量 系 統(tǒng) 中 ， 解 決 起 來 相 當(dāng) 麻 煩 ， 有 時 甚 至是 不 可 能 解 決 的 。 在 流 量 測 量 中 ， 流 量 孔 板 的 差 壓 信 號 與 流 量 之間 也 是 非 線 性 關(guān) 系 ， 即 使 能 夠 用 公 式 Q=K 計 算 ， 但 開 方 運(yùn) 算 不 但 復(fù) 雜 ， 而P?且 誤 差 也 比 較 大 。 因 此 ， 如 何 找 出 一 種 既 方 便 ， 又 能 滿 足 實(shí) 際 功 能 要 求 的 數(shù) 據(jù) 處 理方 法 ， 就 是 這 一 節(jié) 所 要 解 決 的 問 題 。鐵路技校畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第 14 頁第三章 數(shù)據(jù)處理 測 量 數(shù) 據(jù) 預(yù) 處 理 技 術(shù)許 多 控 制 系 統(tǒng) 及 智 能 化 儀 器 中 ， 一 些 參 量 往 往 是 非 線 性 參 量 ， 常 常 不 便 于 計算 和 處 理 ， 有 時 甚 至 很 難 找 出 明 顯 的 數(shù) 學(xué) 表 達(dá) 式 ， 需 要 根 據(jù) 實(shí) 際 檢 測 值 或 采 用 一些 特 殊 的 方 法 來 確 定 其 與 自 變 量 之 間 的 函 數(shù) 關(guān) 系 式 ； 在 某 些 時 候 ， 即 使 有 明 顯 的解 析 表 達(dá) 式 ， 但 計 算 起 來 也 相 當(dāng) 麻 煩 。永 久 磁 鐵 對 葉 片 有 吸 引 力 ， 產(chǎn) 生 磁 阻 力 矩 ， 小 口 徑 傳 感 器 在 小 流 量 時 ， 磁 阻 力 矩在 諸 阻 力 矩 中 成 為 主 要 項 ， 為 此 將 永 久 磁 鋼 分 為 大 小 兩 種 規(guī) 格 ， 小 口 徑 配 小 規(guī) 格以 降 低 磁 阻 力 矩 。 葉 輪 幾 何 形 狀 及 尺 寸 對 傳 感 器 性 能 有 較 大 影響 ， 要 根 據(jù) 流 體 性 質(zhì) 、 流 量 范 圍 、 使 用 要 求 等 設(shè) 計 ， 葉 輪 的 動 平 衡 很 重 要 ， 直接 影 響 儀 表 的 性 能 和 使 用 壽 命 。 、3)渦 輪 亦 稱 葉 輪 ， 是 傳 感 器 的 檢 測 部 件 ， 它 由 高 導(dǎo) 磁 性 材 料 制 成 。 對 于 大 口 徑傳 感 器 亦 可 用 碳 鋼 與 不 銹 鋼 組 合 的 鑲 嵌 結(jié) 構(gòu) ， 殼 體 外 壁 裝 信 號 檢 出 器 。 渦 輪 傳 感 器 輸 出 的 脈 沖 信 號 ， 經(jīng) 前 置 放 大 器 放 大后 ， 送 入 顯 示 儀 表 ， 就 可 以 實(shí) 現(xiàn) 流 量 的 測 量 。 不 同 的 儀 表 有 不 同 的 k， 并 隨 儀 表 長 期 使 用 的 磨 損 情 況 而 變化 。 根 據(jù) 電 磁 感 應(yīng) 原 理 ，在 線 圈 內(nèi) 將 感 應(yīng) 出 脈 動 的 電 勢 信 號 ， 此 脈 動 信 號 的 頻 率 與 被 測 流 體 的 流 量 成 正 比 ，k 是 渦 輪 傳 感 器 的 重 要 特 性 參 數(shù) 。鐵路技校畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第 12 頁 渦 輪 流 量 計 傳 感 器 的 原 理渦 輪 傳 感 器 的 工 作 原 理 是 當(dāng) 流 體 沿 著 管 道 的 軸 線 方 向 流 動 ， 并 沖 擊 渦 輪 葉 片時 ， 便 有 管 道 內(nèi) 流 體 的 力 作 用 在 葉 片 上 ， 推 動 渦 輪 旋 轉(zhuǎn) 。 用 戶 的 輸 入 信 號 是 何 種 類 型 及 分 度 號 都 由 鍵 盤 輸 入 。第二章 控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)原理 總 體 方 案 設(shè) 計單 片 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 根 據(jù) 各 種 傳 感 器 、 變 送 器 送 來 的 脈 沖 信 號 ， 輸 入 單 片 機(jī) 的 定時 /計 數(shù) 器 T0、 T1， 經(jīng) 過 數(shù) 字 濾 波 后 ， 根 據(jù) 查 表 求 得 流 量 值 。 如 ： 音 樂 信 號 以 數(shù) 字 的 形 式 存 于 存 儲 器 中 （ 類 似 于 ROM） ， 由 微 控 制 器 讀出 ， 轉(zhuǎn) 化 為 模 擬 音 樂 電 信 號 （ 類 似 于 聲 卡 ） 。