基于單片機(jī)的電子皮帶秤的設(shè)計(jì)

1、隨著微電子技術(shù)的應(yīng)用，市場上使用的傳統(tǒng)稱重工具已經(jīng)滿足不了人們的要求。為了改變傳統(tǒng)稱重工具在使用上存在的問題，在本設(shè)計(jì)中將智能化、自動化、人性化用在了電子秤重的控制系統(tǒng)中。本系統(tǒng)主要由單片機(jī)來控制，測量物體重量部分由稱重傳感器及A/D轉(zhuǎn)換器組成，加上顯示單元，此電子皮帶秤具備了功能多、性能價格比高、功耗低、系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單、使用方便直觀、速度快、測量準(zhǔn)確、自動化程度高等特點(diǎn)。本系統(tǒng)以89C51單片機(jī)為主控芯片，外圍附以稱重電路、顯示電路、鍵盤電路等構(gòu)成智能稱重系統(tǒng)電路板，從而實(shí)現(xiàn)自動稱重系統(tǒng)的各種控制功能。可以說,此設(shè)計(jì)所完成的電子皮帶秤很大程度上滿足了應(yīng)用需求。當(dāng)被稱物體放置在秤體的秤臺上時，其

2、重量便通過皮帶秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān)系(一般成正比關(guān)系)的電信號(電壓或電流等)。此信號由放大電路進(jìn)行放大、經(jīng)濾波后再由模/數(shù)（A/D）器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號再送到微處器的CPU處理，CPU不斷掃描鍵盤和各種功能開關(guān)，根據(jù)鍵盤輸入內(nèi)容和各種功能開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行必要的判斷、分析、由儀表的軟件來控制各種運(yùn)算。運(yùn)算結(jié)果送到內(nèi)存貯器，需要顯示時，CPU發(fā)出指令，從內(nèi)存貯器中讀出送到顯示器顯示，或送打印機(jī)打印。一般地信號的放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換以及信號各種運(yùn)算處理都在儀表中完成。關(guān)鍵詞：89C51單片機(jī) 稱重傳感器 A/D轉(zhuǎn)換器LED顯示器

3、ABSTRACTWith the application of micro-electronics technology, tradition ponderation instrument used in market has been not satisfaction with hunman requirements already. In order to make up for the traditional apparatus shortcoming, we improve the apparatus's control system with intelligence and

4、 automation. This system is mainly controlled by microcontroller, the section of height measurement accomplish by supersonic sensor, the section of weight measurement accomplish by weight sensor and A/D transformer, this apparatus have many characteristic such as having more function, consume less e

5、nergy, small and move easily, low price, measure precisely, the speed is quick, automatic work without people and so on.The system is mainly controlled by the microcontroller89C51, the periphery is consist of the circuit of clock and calendar, the circuit of measure height and weight, the circuit of

6、 display and print, all of these comprise the circuit board of the intelligent apparatus of height and weight. It can achieve all function of the apparatus.When he was called in the objects placed on the scale, the weight and belt scales body through to weighing transducer, sensor generates electric

7、ity effect - the weight of the object, will be converted to a certain weight called objects (general function relation is proportional to the relationship between signal (the) voltage or current, etc.). This signal by amplifying circuit, the amplification by filter / (A/D) device, digital signals in

8、to tiny place of CPU, CPU scanning switch, all sorts of functions and keyboard according to various functions and keyboard input switch to judge, analysis, by the software to control all kinds of instruments. Computational results showed that need to CunZhuQi inside when the CPU, from inside CunZhuQ

9、i instruction in reading to display, or send the printer. Generally, the signal filter, A/D conversion and signal processing various operations in instrumentation.Keywords:89C51singlechip ponderation sensorA / D converterLED display目錄1 前言11.1 電子皮帶秤與稱重技術(shù)簡介11.2 電子皮帶秤的組成11.2.1 電子皮帶秤的基本結(jié)構(gòu)11.2.2 電子皮帶秤的工作

10、原理21.3 設(shè)計(jì)思路22 系統(tǒng)方案論證與選型42.1 控制器選擇42.2 系統(tǒng)檢測部分的硬件選擇52.2.1 傳感器的選擇52.2.2 放大電路選擇62.2.3 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇72.2.4 鍵盤處理部分方案論證122.3 顯示電路選擇部分133 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)143.1 微分處理器的發(fā)展143.2 X5045 EEPROM存儲芯片介紹153.3 74LS374芯片和74LS145芯片介紹173.4 主控電路硬件設(shè)計(jì)184 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)194.1 程序的總體設(shè)計(jì)194.2 系統(tǒng)主程序?qū)崿F(xiàn)194.3 子程序設(shè)計(jì)204.3.1 系統(tǒng)看門狗介紹204.3.2 動態(tài)顯示和按鍵掃描處理程序?qū)崿F(xiàn)234.

11、3.3 A/D轉(zhuǎn)換啟動程序?qū)崿F(xiàn)244.3.4 顯示處理子程序?qū)崿F(xiàn)244.3.5 鍵盤子程序?qū)崿F(xiàn)254.4 軟件仿真調(diào)試274.5 用戶使用說明274.5.1 控制面板介紹274.5.2 控制面板功能說明28結(jié)論29謝辭30參考文獻(xiàn)31附錄321 前言1.1 電子皮帶秤與稱重技術(shù)簡介電子皮帶秤被廣泛地應(yīng)用于礦山、煤炭、化學(xué)工業(yè)和碼頭等行業(yè)他是一種非常重要的動態(tài)測量系統(tǒng)。利用MCS-51單片機(jī)特點(diǎn)，在電子皮帶秤原有機(jī)械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上加入了由單片機(jī)稱重的自動控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電子皮帶秤調(diào)節(jié)的自動化。電子皮帶秤是皮帶輸送機(jī)輸送固體散狀物料過程中對物料進(jìn)行連續(xù)自動稱重的一種計(jì)量設(shè)備，它可以在不中斷物料流的情

12、況下測量出皮帶輸送機(jī)上通過物料的瞬時流量和累積流量。稱重技術(shù)自古以來就被人們所重視，作為一種計(jì)量手段，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個領(lǐng)域，與人民的生活緊密相連。電子皮帶秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計(jì)量器具，是國計(jì)民生、國防建設(shè)、科學(xué)研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計(jì)量設(shè)備，衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的高低，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會經(jīng)濟(jì)效益的提高。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的單體儀表，而且作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個組成部分，推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動化和管理的現(xiàn)代化，它起到了縮短作業(yè)時間、改善操作條件、降低能源和材料的消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及加強(qiáng)企業(yè)管理、改善經(jīng)營管理等多方面的

13、作用。稱重裝置的應(yīng)用已遍及到國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。因此，稱重技術(shù)的研究和衡器工業(yè)的發(fā)展各國都非常重視。50年代中期電子技術(shù)的滲入推動了衡器制造業(yè)的發(fā)展。60年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子衡器以來，經(jīng)過40多年的不斷改進(jìn)與完善，我國電子衡器從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型?，F(xiàn)今電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展：計(jì)量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點(diǎn)從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展，特別是對快速稱重和動態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。通過分析近年來電子衡器產(chǎn)品的發(fā)展情況及國內(nèi)外市場的需求，電子衡器總的發(fā)展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化

14、；其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。電子皮帶秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計(jì)量器具，是國計(jì)民生、國防建設(shè)、科學(xué)研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計(jì)量設(shè)備，衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的高低，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會經(jīng)濟(jì)效益的提高。1.2 電子皮帶秤的組成電子皮帶秤的基本結(jié)構(gòu)電子皮帶秤是利用物體的重力作用來確定物體質(zhì)量（重量）的測量儀器，也可用來確定與質(zhì)量相關(guān)的其它量大小、參數(shù)、或特性。不管根據(jù)什么原理制成的電子秤均由以下三部分組成：(1)稱重、傳力復(fù)位系統(tǒng) 它是被稱物體與轉(zhuǎn)換元件之間

15、的機(jī)械、傳力復(fù)位系統(tǒng)，又稱電子皮帶秤的秤體，一般包括接受被稱物體載荷的承載器、秤橋結(jié)構(gòu)、吊掛連接部件和限位減振機(jī)構(gòu)等。(2)稱重傳感器即由非電量（質(zhì)量或重量）轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件，它是把支承力變換成電的或其它形式的適合于計(jì)量求值的信號所用的一種輔助手段。按照稱重傳感器的結(jié)構(gòu)型式不同，可以分直接位移傳感器（電容式、電感式、電位計(jì)式、振弦式、空腔諧振器式等）和應(yīng)變傳感器（電阻應(yīng)變式、聲表面諧振式）或是利用磁彈性、壓電和壓阻等物理效應(yīng)的傳感器。對稱重傳感器的基本要求是：輸出電量與輸入重量保持單值對應(yīng)，并有良好的線性關(guān)系；有較高的靈敏度；對被稱物體的狀態(tài)的影響要?。荒茉谳^差的工作條件下工作；有較好的頻

16、響特性；穩(wěn)定可靠。(3)測量顯示和數(shù)據(jù)輸出的載荷測量裝置即處理稱重傳感器信號的電子線路（包括放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、電流源或電壓源、調(diào)節(jié)器、補(bǔ)嘗元件、保護(hù)線路等）和指示部件（如顯示、打印、數(shù)據(jù)傳輸和存貯器件等）。這部分習(xí)慣上稱載荷測量裝置或二次儀表。在數(shù)字式的測量電路中，通常包括前置放大、濾波、運(yùn)算、變換、計(jì)數(shù)、寄存、控制和驅(qū)動顯示等環(huán)節(jié)。電子皮帶秤的工作原理當(dāng)被稱物體放置在秤體的秤臺上時，其重量便通過皮帶秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān)系(一般成正比關(guān)系)的電信號(電壓或電流等)。此信號由放大電路進(jìn)行放大、經(jīng)濾波后再由模/數(shù)（A/D）器進(jìn)行

17、轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號再送到微處器的CPU處理，CPU不斷掃描鍵盤和各種功能開關(guān)，根據(jù)鍵盤輸入內(nèi)容和各種功能開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行必要的判斷、分析、由儀表的軟件來控制各種運(yùn)算。運(yùn)算結(jié)果送到內(nèi)存貯器，需要顯示時，CPU發(fā)出指令，從內(nèi)存貯器中讀出送到顯示器顯示，或送打印機(jī)打印。一般地信號的放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換以及信號各種運(yùn)算處理都在儀表中完成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路微控制器技術(shù)傳感器技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,電子產(chǎn)品的更新速度達(dá)到了日新月異的地步。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中,除了能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能外,還增加了打印和通訊功能,可以實(shí)現(xiàn)和其他機(jī)器或設(shè)備（包括上位PC機(jī)和數(shù)據(jù)存儲設(shè)備）交換數(shù)據(jù).除此之外,系統(tǒng)的微控制器部分選

18、擇了兼容性比較好的AT89系列單片機(jī),在系統(tǒng)更新?lián)Q代的時候,只需要增加很少的硬件電路,甚至僅僅刪改系統(tǒng)控制程序就能夠?qū)崿F(xiàn)。另外由于實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，稱可以有一定量的過載，但不能超出要求的范圍。綜上所述,本系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)思路是：利用壓力傳感器采集因壓力變化產(chǎn)生的電壓信號，經(jīng)過電壓放大電路放大，然后再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后把數(shù)字信號送入單片機(jī)。單片機(jī)經(jīng)過相應(yīng)的處理后，得出當(dāng)前所稱物品的重量，然后再顯示出來。2 系統(tǒng)方案論證與選型本系統(tǒng)由5個部分組成:控制器部分、測量部分、數(shù)據(jù)顯示部分、鍵盤部分、和電路電源部分,系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案框圖如圖2-1所示。圖2-1 設(shè)計(jì)思路框圖測量部分是利用稱重傳感

19、器檢測壓力信號，得到微弱的電信號（本設(shè)計(jì)為電壓信號），而后經(jīng)處理電路（如濾波電路，差動放大電路，）處理后，送A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量輸出?？刂破鞑糠纸邮軄碜訟/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號，經(jīng)過復(fù)雜的運(yùn)算，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為物體的實(shí)際重量信號，并將其存儲到存儲單元中?？刂破鬟€可以通過對擴(kuò)展I/O的控制，對鍵盤進(jìn)行掃描，而后通過鍵盤散轉(zhuǎn)程序，對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制數(shù)據(jù)顯示部分根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)顯示功能。2.1 控制器選擇本系統(tǒng)由于要求必須使用單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控制器,而且以單片機(jī)為主控制器的設(shè)計(jì)，可以容易地將計(jì)算機(jī)技術(shù)和測量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新型的只需要改變軟件程序就可以更新?lián)Q代的“智能化測量控制

20、系統(tǒng)”。這種新型的智能儀表在測量過程自動化、測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面，都取得了巨大的進(jìn)展。根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)的分析,可以選用帶EEPROM的單片機(jī),由于應(yīng)用程序不大,應(yīng)用程序直接存儲在片內(nèi),不用在外部擴(kuò)展存儲器，這樣電路也可簡化。INTEL公司的8051和8751都可使用，在這里選用ATMENL生產(chǎn)的AT89CXX系列單片機(jī)。AT89CXX有兩大優(yōu)勢:第一，片內(nèi)存儲器采用閃速存儲器,使程序?qū)懭敫臃奖悖坏诙?，提供了更小尺寸的芯?使整個硬件電路體積更小,此外價格低廉性能比較穩(wěn)定的MCPU,具有8K×8ROM、256×8RAM、2個16位定時計(jì)數(shù)器、4個8位I/O

21、接口,這些配置能夠很好地實(shí)現(xiàn)本儀器的測量和控制要求。最后方案確定選擇AT89C51這個比較常用的單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能要求。系統(tǒng)檢測部分的硬件選擇由于電子皮帶秤的數(shù)據(jù)采集部分主要包括稱重傳感器、處理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，因此此部分的論證主要分以下三方面。傳感器的選擇傳感器是一個十分重要的元件,因此對傳感器的選擇也顯的特別的重要,不僅要注意其量程和參數(shù),還有考慮到與其相配置的各種電路的設(shè)計(jì)的難以程度和設(shè)計(jì)性價比等等。傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的最大稱量值、選用傳感器的個數(shù)、秤體的自重、可能產(chǎn)生的最大偏載及動載等因素綜合評價來確定。一般來說，傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷，其稱量的準(zhǔn)確度就

22、越高。但在實(shí)際使用時，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、偏載及振動沖擊等載荷，因此選用傳感器量程時，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。傳感器量程的計(jì)算公式是在充分考慮到影響秤體的各個因素后，經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)而確定的。其公式如下：CK0×K1×K2×K3×(WmaxW)/N （2-1）C單個傳感器的額定量程；W秤體自重；Wmax被稱物體凈重的最大值；N秤體所采用支撐點(diǎn)的數(shù)量；K0保險系數(shù)，一般取值在之間；K1沖擊系數(shù)；K2秤體的重心偏移系數(shù)；K3風(fēng)壓系數(shù)。綜合考慮,本系統(tǒng)采用CHBW電阻應(yīng)變式傳感器,其最大量程為1000k

23、g的稱重傳感器由雙彎曲梁結(jié)構(gòu)，優(yōu)質(zhì)合金鋼制造。四角誤差校準(zhǔn)，偏聽偏信心載荷保持精度。長期穩(wěn)定性好，可靠性高，密封防塵設(shè)計(jì)，感器測量精度高、溫度特性好、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于基于單片機(jī)的電子皮帶秤。該稱重傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，其工作原理如圖2-2所示： 圖2-2 稱重傳感器工作原理圖表2-1 壓力傳感器主要技術(shù)指標(biāo)準(zhǔn)確度等級 Accuracy class C3 0.02 0.03 額定載荷Rated load kg 50-1000靈敏度 Sensitivity mV/V 非線性 Nonlinearity %F.S. 滯后 Hysteresis 重復(fù)性 Repeatabi

24、lity 蠕變 Creep %F.S./30min 蠕變恢復(fù) creep recovery 零點(diǎn)輸出 Zero balance %F.S. ±1 零點(diǎn)溫度系數(shù) Zero temperature coefficient %F.S./10±3額定輸出溫度系數(shù)Rated output temperature coefficient 輸入電阻 Input resistance 380±2輸出電阻 Output resistance 350±2絕緣電阻 Insulation resistance M5000 放大電路選擇稱重傳感器輸出電壓振幅范圍020mV。而A/

25、D轉(zhuǎn)換的輸入電壓要求為02V，因此放大環(huán)節(jié)要有100倍左右的增益。對放大環(huán)節(jié)的要求是增益可調(diào)的（70150倍），根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況增益設(shè)為100倍即可，零點(diǎn)和增益的溫度漂移和時間漂移極小。按照輸入電壓20mV，分辨率20000碼的情況，漂移要小于1µV。由于其具有極低的失調(diào)電壓的溫漂和時漂（±1µV），從而保證了放大環(huán)節(jié)對零點(diǎn)漂移的要求。殘余的一點(diǎn)漂移依靠軟件的自動零點(diǎn)跟蹤來徹底解決。穩(wěn)定的增益量可以保證其負(fù)反饋回路的穩(wěn)定性，并且最好選用高阻值的電阻和多圈電位器。由圖2-2稱重傳感器的工作原理圖可知，電阻應(yīng)變片組成的傳感器是把機(jī)械應(yīng)變轉(zhuǎn)換成R/R，而應(yīng)變電阻的變

26、化一般都很微小，例如傳感器的應(yīng)變片電阻值120，靈敏系數(shù) K=2，彈性體在額定載荷作用下產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)?000，應(yīng)變電阻相對變化量為：R/R = K×= 2×1000×106 =0.002 （2-2）由式2-2可以看出電阻變化只有0.24，其電阻變化率只有0.2%。這樣小的電阻變化既難以直接精確測量，又不便直接處理。因此，必須采用轉(zhuǎn)換電路，把應(yīng)變計(jì)的R/R變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化，但是這個電壓或電流信號很小，需要增加增益放大電路來把這個電壓或電流信號轉(zhuǎn)換成可以被A/D轉(zhuǎn)換芯片接收的信號。在前級處理電路部分，我們考慮可以采用以下兩種方案：方案一：利用普通低溫漂運(yùn)算放大

27、器構(gòu)成前級處理電路；普通低溫漂運(yùn)算放大器構(gòu)成多級放大器會引入大量噪聲。由于A/D轉(zhuǎn)換器需要很高的精度，所以幾毫伏的干擾信號就會直接影響最后的測量精度。所以，此種方案不宜采用。方案二：主要由高精度低漂移運(yùn)算放大器構(gòu)成差動放大器，而構(gòu)成的前級處理電路；差動放大器具有高輸入阻抗，增益高的特點(diǎn)，可以利用普通運(yùn)放(TL062)做成一個差動放大器。其設(shè)計(jì)電路如圖2-3所示：圖2-3利用普通運(yùn)放設(shè)計(jì)的差動放大器比較稱重傳感器和差動放大器的放大倍數(shù)，如果差動放大器倍數(shù)略大于稱重傳感器（5%），則系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足要求。其計(jì)算結(jié)果如下：稱重傳感器輸出電壓為5V，并且它的靈敏度為2MV/V，則放大倍數(shù)為：5×

28、2=10MV 5÷10=500倍差動放大器運(yùn)算放大倍數(shù)： K =（1+R3/R4）（1+2R5/W）=（1+400÷100）（1+2×200÷4）=505倍2.2.3 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇世界上有多種類型的ADC，有傳統(tǒng)的并行、逐次逼近型、積分型ADC，也有近年來新發(fā)展起來的-型和流水線型ADC，多種類型的ADC各有其優(yōu)缺點(diǎn)并能滿足不同的具體應(yīng)用要求。1、ADC集成電路類型介紹并行比較A/D轉(zhuǎn)換器：如ADC0808、 ADC0809等。并行比較ADC是現(xiàn)今速度最快的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣速率在1GSPS以上，通常稱為“閃爍式”ADC。它由電阻分壓器、比較器、緩

29、沖器及編碼器四種分組成。這種結(jié)構(gòu)的ADC所有位的轉(zhuǎn)換同時完成，其轉(zhuǎn)換時間主取決于比較器的開關(guān)速度、編碼器的傳輸時間延遲等。缺點(diǎn)是：并行比較式A/D轉(zhuǎn)換的抗干擾能力差，由于工藝限制，其分辨率一般不高于8位，因此并行比較式A/D只適合于數(shù)字示波器等轉(zhuǎn)換速度較快的儀器中，不適合本系統(tǒng)。逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器：如：ADS7805、ADS7804等。逐次逼近型ADC是應(yīng)用非常廣泛的模/數(shù)轉(zhuǎn)換方法，這一類型ADC的優(yōu)點(diǎn)：高速，采樣速率可達(dá) 1MSPS；與其它ADC相比，功耗相當(dāng)?shù)停辉诜直媛实陀?2位時，價格較低。缺點(diǎn)：在高于14位分辨率情況下，價格較高；傳感器產(chǎn)生的信號在進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換之前需要進(jìn)行調(diào)理，包

30、括增益級和濾波，這樣會明顯增加成本。積分型A/D轉(zhuǎn)換器：如：ICL7135、ICL7109、ICL1549、MC14433等。積分型ADC又稱為雙斜率或多斜率ADC，是應(yīng)用比較廣泛的一類轉(zhuǎn)換器。它的基本原理是通過兩次積分將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成與其平均值成正比的時間間隔。與此同時，在此時間間隔內(nèi)利用計(jì)數(shù)器對時鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。積分型ADC兩次積分的時間都是利用同一個時鐘發(fā)生器和計(jì)數(shù)器來確定，因此所得到的表達(dá)式與時鐘頻率無關(guān)，其轉(zhuǎn)換精度只取決于參考電壓VR。此外，由于輸入端采用了積分器，所以對交流噪聲的干擾有很強(qiáng)的抑制能力。若把積分器定時積分的時間取為工頻信號的整數(shù)倍，可把由工頻

31、噪聲引起的誤差減小到最小，從而有效地抑制電網(wǎng)的工頻干擾。這類ADC主要應(yīng)用于低速、精密測量等領(lǐng)域，如數(shù)字電壓表。其優(yōu)點(diǎn)是：分辨率高，可達(dá)22位；功耗低、成本低。缺點(diǎn)是：轉(zhuǎn)換速率低，轉(zhuǎn)換速率在12位時為100300SPS。     壓頻變換型ADC：其優(yōu)點(diǎn)是：精度高、價格較低、功耗較低。缺點(diǎn)是：類似于積分型ADC，其轉(zhuǎn)換速率受到限制，12位時為100300SPS。2、MAX187功能及應(yīng)用介紹根據(jù)系統(tǒng)的精度要求以及綜合的分析其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用了12位A/DMAX187轉(zhuǎn)換器。A/DMAX187轉(zhuǎn)換器是美國MAXIM公司生產(chǎn)的一種串行A/D 轉(zhuǎn)換器,具

32、有低功耗、高精度、高速度、體積小、接口簡單等特點(diǎn)。它是一種單通道12 位逐次逼近型串行A/ D 轉(zhuǎn)換器,內(nèi)部設(shè)有采樣保持電路,采用單一的+5V 供電,接收0+5V 模擬信號輸入。MAX187特點(diǎn) 12位分辨率；單一+ 5V 工作電壓,工作電流1.5mA ,關(guān)斷電流2A ；內(nèi)部采樣/ 保持電路,75Ksps 采樣速率；±1/2LSB 整體非線形度；內(nèi)部4.096V 基準(zhǔn)電壓, 與SPI、QSPI 及Mi2crowire 兼容的3 線串行接口。MAX187結(jié)構(gòu)MAX187引腳MAX187 串行A/ D 轉(zhuǎn)換器有DIP/ SO 兩種封裝。如圖2-4所示(DIP 封裝) 。VDD ：電源端接

33、+ 5V ；AIN ：采樣模擬信號輸入端,0 - VREF ；SHDN ：三電平關(guān)閉輸入端；REF :用于模擬轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電壓端,使用外部基準(zhǔn)電源時用作輸；;GND :模擬地和數(shù)字地；CS:片選信號輸入端；SCLK:串行時鐘輸入端；DOUT:串行數(shù)據(jù)輸入端,數(shù)據(jù)在SCLK下降沿輸出。 MAX187內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2-4 MAX187內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖MAX187內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。片內(nèi)包括12 位逐次逼近ADC、比較器、DAC、采樣/ 保持器、輸出移位寄存器等。MAX187特性及特點(diǎn)工作方式控制選擇1）SHDN = 0 ,MAX187 工作在關(guān)斷方式,僅需提供10A 電流；2）SHDN = 1 ,MAX1

34、87 工作在普通方式,使用內(nèi)部參考電源；3) SHDN 懸空,MAX187 內(nèi)部參考電壓無效,允許在REF 管腳輸入外部參考電源。工作過程簡述MAX187 工作時序圖如圖2-5所示。 圖2-5 MAX187工作時序圖MAX187 的工作過程實(shí)現(xiàn)如下：1）保持SCLK= 0 ,CS 的下降沿使采樣/ 保持器開始工作,轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換; 在轉(zhuǎn)換期間應(yīng)始終保持SCLK= 0 ;數(shù)據(jù)輸出前應(yīng)保持CS = 0。2）經(jīng)過一個內(nèi)部8. 5s 轉(zhuǎn)換周期后,DOUT 被拉為高點(diǎn)平,轉(zhuǎn)換結(jié)束,數(shù)據(jù)在SCLK的時序控制下從OUT 端輸出。3)在轉(zhuǎn)換結(jié)束后,可在任何時刻通過SCLK時鐘將數(shù)據(jù)移出移位寄存器。DOUT 在

35、SCLK的下降沿開始輸出,下一個時鐘的下降沿在DOUT 端產(chǎn)生一個MSB ,由于有12 位和一個開始位,所以至少有13 個時鐘周期來移出這些數(shù)據(jù)。4) 連續(xù)13 個SCLK周期后,使CS = 1 ,DOUT 變?yōu)楦咦钁B(tài),結(jié)束一個完整的轉(zhuǎn)變周期。如果13 個SCLK周期后,CS 仍為0 ,這時SCLK仍不斷發(fā)生,DOUT 端在LSB 后將輸出“0”,成為無效位。5) 在兩個操作周期間應(yīng)保持一個最小時間間隔Tcs = 0.5s ,以使A/ D 轉(zhuǎn)換器完成初始化,這樣整個一個轉(zhuǎn)換輸出的周期大約為12.25s。MAX187 在工業(yè)污水水質(zhì)及排放總量在線實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用MAX187 與AT89C51

36、 單片機(jī)的接口MAX187 和AT89C51 的接口電路如圖2-6所示。圖2-6 MAX187與89C51接口電路工業(yè)污水水質(zhì)及排放總量在線實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)主要有污水采樣和污水水質(zhì)參數(shù)檢測兩部分功能。在污水水質(zhì)參數(shù)檢測中采用MAX187 將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。污水水質(zhì)參數(shù)主要包括PH值、COD、重金屬、色度、瞬時流量和累積流量等。傳感器將采集到的信號經(jīng)放大、濾波,通過8 選1 模擬開關(guān)輸給A/ D 轉(zhuǎn)換器MAX187 ,轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號通過DOUT 端輸入給單片機(jī)。這里我們采用軟件合成的方式模擬SPI 接口將單片機(jī)與MAX187 連接,從而完成串行數(shù)據(jù)的A/ D 轉(zhuǎn)換。MAX187 的

37、SCLK、CS、DOUT 端直接與單片機(jī)的通用I/ O 口相連,不需要任何接口變換。由于MAX187 內(nèi)部有2.5V 參考電源所以只需在REF 引腳上接4.7F 電容,用參考電源提供工作電壓。為減少來自電源的干擾,在VDD 端接10F 和0.1F 的濾波電容。MAX187 與AT89C51 接口程序MAX187 :SETB CS ;置CS 無效CLR SCLK ;SCLK初始化為低NOP NOPCLR CS ;CS 有效ACALL D134NS ;調(diào)延時子程序ACALL D134NS NOP SETB SCLK NOP CLR SCLK ;轉(zhuǎn)換開始;片選信號無效,輸出結(jié)束NOP MOV R7

38、, # 12 ;延時子程序CLR SCLKRLC APUSH ACCMOV A ,BRLC AMOV B ,APOP ACCNOPDJNZ R7 ,MAX1871ACALL D134NSSETB CSRETD134NS： MOV R7 , # 5MOV A , # 0 ;A 累加器清零MOV B , # 0MAX1871：SETB SCLK; 串行數(shù)據(jù)輸出DJNZ R7 ,D134NS1MOV C ,DOUTD134NS1：NOPRET鍵盤處理部分方案論證矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理： 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。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在

39、交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。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）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。矩陣式鍵盤的按鍵識別方法：確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法。其工作過程如下。判斷鍵盤中有無鍵按下是將全部行線Y0-Y3置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。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

40、4根行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：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。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。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。 矩陣式鍵盤的特點(diǎn)是把檢測線分成兩組，一組為行線，一組列線，按鍵放在行線和列線的交叉點(diǎn)上。圖2-7給出了一個4×4的矩陣鍵盤結(jié)構(gòu)的鍵盤接口電路，圖中的每一個按鍵都通過不同的行線和列線與主機(jī)相連這。4×4矩陣式鍵盤共可以安裝16個鍵，但只需要8

41、條測試線。當(dāng)鍵盤的數(shù)量大于8時，一般都采用矩陣式鍵盤。在本系統(tǒng)中鍵盤采用矩陣式鍵盤并采用中斷工作方式。鍵盤為4×4鍵盤，包括0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、十個數(shù)字及確認(rèn)和清除鍵等。采用中斷工作方式提高了CPU的利用效率，沒鍵按下時沒有中斷請求，有鍵按下時，向CPU提出中斷請求，CPU響應(yīng)后執(zhí)行中斷服務(wù)程序，在中斷程序中才對鍵盤進(jìn)行掃描。圖2-7 矩陣式按鍵分布圖2.3 顯示電路選擇部分?jǐn)?shù)據(jù)顯示是電子秤的一項(xiàng)重要功能，是人機(jī)交換的主要組成部分，它可以將測量電路測得的數(shù)據(jù)經(jīng)過微處理器處理后直觀的顯示出來。數(shù)據(jù)顯示部分可以有以下兩種方案供選擇。的組成有以下兩種方案可供選擇：一是

42、LED數(shù)碼管顯示,二是LCD液晶顯示兩種選擇。在設(shè)計(jì)中選擇LED顯示。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 微分處理器的發(fā)展本電子皮帶秤的控制系統(tǒng)精度較高，需要的I/O接口也比較多，因此采用AT89C51單片機(jī)作為本系統(tǒng)的微處理器。AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，2個16位可編程定時計(jì)數(shù)器，2個全雙工串行通信口。片內(nèi)含4kbytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生

43、產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51提供了高性價比的解決方案。因此此單片機(jī)完全能滿足溫度控制系統(tǒng)的要求。AT89C51的主要特性如下：1、壽命達(dá)1000寫/擦循環(huán)；2、數(shù)據(jù)保留時間：10年；3、全靜態(tài)工作：0Hz24MHz；4、三級程序存儲器鎖定；5、128×8位內(nèi)部RAM；6、32可編程I/O線；7、2個16位定時器/計(jì)數(shù)器；8、6個中斷源；9、可編程串行通道；10、低功耗閑置和掉電模式；11、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。89C51單片機(jī)的接法及引腳功能為:VCC（40）：接5V電源。GND（20）：接地

44、。P0口（3932）：P0口為8位漏極開路雙向I/O口，每個引腳可吸收8個TTL門電流。 P1口（18）：P1口是從內(nèi)部提供上拉電阻器的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收和輸出4個TTL門電流。 P2口（2128）：P2口為內(nèi)部上拉電阻器的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收和輸出4個TTL門電流。 P3口（1017）：P3口是8個帶有內(nèi)部上拉電阻器的雙向I/O口，可接收和輸出4個TTL門電流，P3口也可作為AT89C51的特殊功能口。 RST（9）：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位時，要保持RST引腳2個機(jī)器周期的高電平時間。 ALE/PROG（30）：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于

45、鎖存地址的低位字節(jié)，在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6，它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的，要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過1個ALE脈沖。 PSEN（29）：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取值期間，每個機(jī)器周期2次PSEN有效，但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這2次有效的PSEN信號將不出現(xiàn)。EA/VPP（31）：當(dāng)EA保持低電平時，外部程序存儲器地址為（0000HFFFFH）不管是否有內(nèi)部程序存儲器。FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1（19）

46、：反向振蕩器放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2（18）：來自反向振蕩器的輸出。3.2 X5045 EEPROM存儲芯片介紹X5045把四種常用的功能：上電復(fù)位、看門狗定時器、電源電壓監(jiān)控和塊鎖（BLOCKLOCKTM）保護(hù)的串行EEPROM存儲器組成在一個封裝之內(nèi)，降低了系統(tǒng)成本、減少空間增加了可靠性。1.X5045引腳功能介紹X5045引腳功能如表3-1所示。表3-1X5045引腳功能引腳號引腳名說明1CS/WDI片選輸入（低點(diǎn)平有效）2SO串行輸出3WPE2PROM寫保護(hù)輸入4GND地5SI串行輸入6SCK串行時鐘輸入7RESET復(fù)位信號輸出8Vcc電源電壓由X5045引腳

47、功能可知：CS/WDI引腳為雙功能，看門狗定時器電路監(jiān)測WDI的輸入來判斷微處理器是否工作正常。在設(shè)定的定時器時間內(nèi)，微處理器必須在WDI引腳上產(chǎn)生一個由高到低的電平變化，以清內(nèi)部定時器，即“喂狗”；否則X5045將產(chǎn)生一個復(fù)位信號。在X5045內(nèi)部的一個控制寄存器中有2位可編程位，決定了定時器時間的長短。微處理器可以通過指令來改變這2個位，從而改變看門狗定時時間的長短。其外部管腳圖如圖3-1所示。圖3-1 X5045管腳圖2.X5045內(nèi)部部分功能介紹(1)看門狗看門狗定時器對微處理器提供了獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)故障程序飛車，只要看門狗定時器計(jì)時達(dá)到其編程的超時極限，RESET 引腳立即自身

48、產(chǎn)生高電平復(fù)位信號。高電平變化(上升沿)將復(fù)位看門狗定時器。(2)電壓監(jiān)控當(dāng)電流電壓Vcc降至最小轉(zhuǎn)換點(diǎn)以下，芯片的RESET 引腳立即產(chǎn)生復(fù)信信號，這樣電源接通和關(guān)斷瞬間電源電壓不穩(wěn)定就不會造成系統(tǒng)死機(jī)，數(shù)據(jù)誤寫及誤動作等故障。(3)EEPROM 存儲器芯片內(nèi)部的存貯器采用CMOS工藝的4096位串行EEPROM。它的內(nèi)部按512×8組織。每個字節(jié)可擦寫10萬次以上，內(nèi)部數(shù)據(jù)可保存100年以上使用簡單的3線總線串行外設(shè)接口(SPI)，就可對芯片進(jìn)行讀寫操作，一次最多寫4個字節(jié)。3.X5045芯片的工作原理X5045內(nèi)含一個8位的指令寄存器，對芯片的所有操作都需通過對指令寄存器寫命令

49、來完成，其指令集如表3-2所示。所有指令、地址和數(shù)據(jù)都是以高位(MSB)在前的方式串行傳送，讀和寫指令的第3位包含了高地址位A8。表3-2 X5045指令集指令名指令格式操作WREN0000 0110設(shè)置寫使能鎖存器允許寫WRDI0000 0100復(fù)位寫使能鎖存器禁止寫RDSR0000 0101讀狀態(tài)寄存器WRSR0000 0001寫狀態(tài)寄存器READ0000 A8011從所選地址開始的存貯器中讀出數(shù)據(jù)WRITE0000 A8010把數(shù)據(jù)寫入所選地址開始的存貯器中3.3 74LS374芯片和74LS145芯片介紹1、74LS374鎖存驅(qū)動芯片引腳說明：D0D7 數(shù)據(jù)輸入端；OE 三態(tài)允許控制端

50、（低電平有效）；CP 時鐘輸入端；O0O7 輸出端。74LS374的輸出端O0O7可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時，O0O7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。當(dāng) OE 為高電平時，O0O7呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)時鐘端 CP 脈沖上升沿的作用下，端口O隨數(shù)據(jù)端口D而變。由于CP端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善為400mV。74LS374的引腳圖如3-2所示。圖3-274LS374的引腳圖2、74LS145芯片的特點(diǎn)74LS145是4-10位譯碼器/驅(qū)動器，通過接受BCD碼，轉(zhuǎn)譯成適當(dāng)?shù)妮敵隹梢?/p>

51、來驅(qū)動10位顯像管。所以可以說是譯碼器，又是驅(qū)動器。它具有的特點(diǎn)有：1）低功耗，典型的為35mW；2）工作電流可達(dá)80mA；3）具有完全解碼輸入邏輯的功能；4）所有輸出無關(guān)于無效的BCD輸入條件。圖3-374LS145的引腳圖3.4 主控電路硬件設(shè)計(jì)單片機(jī)輸出的開關(guān)信號多為TTL（CMOS）電平，這種信號一般不能直接驅(qū)動外部設(shè)備開啟或關(guān)閉。故采用74LS07芯片來將低壓直流電平信號放大，再來驅(qū)動外部設(shè)備。同時，測控動作通常適于強(qiáng)電系統(tǒng)聯(lián)系在一起，如本系統(tǒng)中的測試大功率的電動機(jī)、接觸器等，這些在開關(guān)過程中會產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾信號，如不加以隔離，可能會使保護(hù)器的保護(hù)作用失效，或是造成誤動作，從而影

52、響正常的生產(chǎn)。因此，在此控制端接口電路設(shè)計(jì)處理中，一要放大，二要隔離。放大功能的實(shí)現(xiàn)很容易，采用74LS07芯片即可?？刂破骷捎美^電器，繼電器本身有一定的隔離作用，但是為了使系統(tǒng)更好的免受外部的信號干擾，在此還是采用了光電隔離器進(jìn)行隔離。電路如下圖3-4所示。當(dāng)開關(guān)量輸出為高電平是時，經(jīng)放大驅(qū)動器74LS07是發(fā)光二極管發(fā)光，從而使光敏三極管導(dǎo)通，進(jìn)而使三極管導(dǎo)通，因而使繼電器J的線圈通電，繼電器觸點(diǎn)斷開，從而使電動機(jī)電源斷開，是電動機(jī)停止運(yùn)行，從而達(dá)到保護(hù)刀具的作用。圖3-4主控部分電路圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)是一件復(fù)雜的工作，為了把復(fù)雜的工作條理化，就要有相應(yīng)的步驟和方法。其步驟可概

53、括為以下三點(diǎn)：1分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對復(fù)雜的問題進(jìn)行具體的分析，找出合理的計(jì)算是方法及適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而確定編寫程序的步驟。這是能否編制出高質(zhì)量程序的關(guān)鍵。2根據(jù)算法畫流程圖：畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯的可能性。3寫程序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅饋?，?gòu)成一個有機(jī)的整體，即程序。程序數(shù)據(jù)的一種理想方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是對利用到的控制結(jié)構(gòu)類程序做適當(dāng)?shù)南拗?，特別是限制轉(zhuǎn)向語句(或指令)的使用，從而控制了程序的復(fù)雜性，力求程序的上、下文順序與執(zhí)行流程保持一致性，使程序易讀易理解，減少邏輯錯誤和易于修改、調(diào)試。根據(jù)系統(tǒng)

54、的控制任務(wù)，本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、初始化程序、顯示子程序、數(shù)據(jù)采集子程序和延時程序等組成。程序的總體設(shè)計(jì)為了能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能，經(jīng)過認(rèn)真的分析和整理，以及對整體功能進(jìn)行細(xì)化、分配，把系統(tǒng)的程序劃分為以下幾個主要模塊:1、初始化模塊: 通過該模塊來對堆棧、定時器、計(jì)數(shù)器、中斷和特殊功能寄存器進(jìn)行賦值，有關(guān)寄存器的清零，以及計(jì)數(shù)器/定時器的初值存放等。2、按鍵操作模塊: 該模塊能夠在系統(tǒng)一上電后就開始對鍵盤進(jìn)行掃描，一旦在相應(yīng)時刻檢測到有鍵按下，就會相應(yīng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理程序，處理完畢后能夠返回主程序。3、A/D轉(zhuǎn)換模塊：MAX187的A/D轉(zhuǎn)換子程序。4、顯示模塊 ：該模塊應(yīng)能夠把顯示碼進(jìn)行準(zhǔn)確

55、顯示。5、顯示碼轉(zhuǎn)換模塊：用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的二進(jìn)制AD值轉(zhuǎn)化為BCD碼，BCD碼再轉(zhuǎn)換成分離BCD碼，分離BCD碼最后轉(zhuǎn)換成數(shù)碼管顯示碼，以便送出顯示，它是顯示處理程序的先遣隊(duì)。除了上述功能以外，該系統(tǒng)還具有看門狗功能以及工作狀態(tài)顯示功能等。4.2 系統(tǒng)主程序?qū)崿F(xiàn)該系統(tǒng)的主程序有初始化（相關(guān)寄存器清零，設(shè)置顯示初值，看門狗初始化等）、A/D轉(zhuǎn)換，標(biāo)度變換，顯示處理鍵盤掃描，鍵盤處理等程序，其流程圖如圖4-1所示。圖4-1 主程序流程圖因?yàn)閮x表在進(jìn)行顯示時，外界的物理量經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字量再經(jīng)過標(biāo)度變換、顯示處理，顯示出來，因此顯示程序應(yīng)該寫在中斷里面，這里系統(tǒng)設(shè)定的是每隔1毫秒中斷一次，即每

56、隔一毫秒送一次顯示。4.3 子程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)子程序主要包括電子狗設(shè)計(jì)、A/D轉(zhuǎn)換啟動程序設(shè)計(jì)、鍵盤程序設(shè)計(jì)、顯示程序設(shè)計(jì)、以及中斷程序設(shè)計(jì)等。系統(tǒng)看門狗介紹X5045芯片是集上電復(fù)位、電壓監(jiān)控、看門狗定時以及EEPROM數(shù)據(jù)存儲四種功能一起的多用途芯片。1、讀時序(1)把CS拉低以選擇芯片；(2)發(fā)送8位的讀(READ)指令；(3)送8位的字節(jié)地址；(4)將所選定地址的存儲器中的數(shù)據(jù)移到期S0線上。繼續(xù)提供時鐘脈沖可連續(xù)讀出接下的地址空間中的數(shù)據(jù)。每移出一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，字節(jié)地址自動增到下一個較高地址、達(dá)到最高地址時，地址計(jì)數(shù)器翻轉(zhuǎn)至00H，無限循環(huán)下去直到把CS置為高電平，可以終止操作。讀時序圖如圖4-2所示。圖4-2 讀數(shù)據(jù)時序圖2、寫時序在寫時序之前，必須先發(fā)出WREN 指令使“寫使能”鎖存器置位。具體置位“寫使能”鎖存器操作為：(1)CS先被拉到低電平；(2)由時鐘同步送入WREN 指令；(3)將CS變?yōu)楦唠娖健憯?shù)據(jù)到E2PROM 操作為：(1)拉低CS并保持在低電平；(2)發(fā)送寫指令(WRITE)；(3)寫數(shù)據(jù)可以連續(xù)寫多達(dá)4個字節(jié)的數(shù)據(jù)。3、X5045看門狗與單片機(jī)接口讀、寫程序如下：EP