機(jī)動(dòng)車超載檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說明書

1、 .PAGE65 / NUMPAGES72摘 要本設(shè)計(jì)為機(jī)動(dòng)車超載檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要求能夠判斷機(jī)動(dòng)車是否超載并且在超載時(shí)能夠提供報(bào)警和顯示超載的重量。本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)作為系統(tǒng)處理的核心，利用橋式稱重傳感器WPL110將機(jī)動(dòng)車載重量轉(zhuǎn)換成電壓信號；然后通過放大電路將電壓信號調(diào)理后送到A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC0838轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并計(jì)算出載重量；所得的載重量將通過RS485接口電路送到上位機(jī)，上位機(jī)與設(shè)定的載重量作比較并判斷是否超載，若超載顯示超載的重量并報(bào)警。關(guān)鍵字：AT89C51單片機(jī)；超載檢測；稱重傳感器；A/D轉(zhuǎn)換；顯示；AbstractThe design for the mo

2、tor overload detection system design, requires to determine whether motoroverloads and when overloadsgives an alarm and displays the weight of overloading.This design uses AT89C51 microcontroller as the core system processing, the use of a bridge load weighing sensor WPL110 changed motor weight into

3、 voltage signals; then the voltage signal via amplifier circuit and sent to A / D converter chip TLC0838 into digital signals and calculates the load; obtained through the RS485 interface circuit load to the host computer, the host computer and the seting load for comparison and to determine whether

4、 the overload, if overload shows the weight and gives an alarm.Keyword:AT89C51microcontroller；Overloading detector；Weighing sensor；A / D converter；Show；;畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作與取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得與其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研

5、究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了意。作 者 簽 名：日 期：指導(dǎo)教師簽名： 日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉咳荨Ｗ髡吆灻?日 期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或

6、集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc2

7、95467465摘 要 PAGEREF _Toc295467465 h IHYPERLINK l _Toc295467466Abstract PAGEREF _Toc295467466 h IIHYPERLINK l _Toc295467467第一章緒論 PAGEREF _Toc295467467 h 1HYPERLINK l _Toc2954674681.1選題背景 PAGEREF _Toc295467468 h 1HYPERLINK l _Toc2954674691.2主要設(shè)計(jì)（研究）容 PAGEREF _Toc295467469 h 2HYPERLINK l _Toc2954674701

8、.3系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo) PAGEREF _Toc295467470 h 2HYPERLINK l _Toc2954674711.4解決的關(guān)鍵問題 PAGEREF _Toc295467471 h 2HYPERLINK l _Toc295467472第二章系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295467472 h 3HYPERLINK l _Toc2954674732.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與其功能 PAGEREF _Toc295467473 h 3HYPERLINK l _Toc2954674742.2方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295467474 h 3HYPERLINK l _Toc2

9、954674752.2.1方案一 PAGEREF _Toc295467475 h 3HYPERLINK l _Toc2954674762.2.2方案二 PAGEREF _Toc295467476 h 4HYPERLINK l _Toc2954674772.3方案的論證 PAGEREF _Toc295467477 h 4HYPERLINK l _Toc2954674782.3.1 AVR系列 PAGEREF _Toc295467478 h 4HYPERLINK l _Toc2954674792.3.2 51系列 PAGEREF _Toc295467479 h 5HYPERLINK l _Toc2

10、954674802.4方案的確定 PAGEREF _Toc295467480 h 5HYPERLINK l _Toc295467481第三章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295467481 h 7HYPERLINK l _Toc2954674823.1單片機(jī) PAGEREF _Toc295467482 h 7HYPERLINK l _Toc2954674833.2采集模塊 PAGEREF _Toc295467483 h 8HYPERLINK l _Toc2954674843.2.1惠斯登電橋 PAGEREF _Toc295467484 h 8HYPERLINK l _Toc29546

11、74853.2.2稱重傳感器WPL110 PAGEREF _Toc295467485 h 9HYPERLINK l _Toc2954674863.2.3 Op07芯片 PAGEREF _Toc295467486 h 11HYPERLINK l _Toc2954674873.2.4 TLC0838芯片 PAGEREF _Toc295467487 h 13HYPERLINK l _Toc2954674883.2.5 小結(jié) PAGEREF _Toc295467488 h 15HYPERLINK l _Toc2954674893.3鍵盤模塊 PAGEREF _Toc295467489 h 16HYPE

12、RLINK l _Toc2954674903.4顯示模塊 PAGEREF _Toc295467490 h 17HYPERLINK l _Toc2954674913.5通訊模塊 PAGEREF _Toc295467491 h 18HYPERLINK l _Toc2954674923.5.1 RS-485的優(yōu)點(diǎn) PAGEREF _Toc295467492 h 18HYPERLINK l _Toc2954674933.5.2 MAX485芯片 PAGEREF _Toc295467493 h 19HYPERLINK l _Toc2954674943.6看門狗模塊 PAGEREF _Toc2954674

13、94 h 20HYPERLINK l _Toc2954674953.6.1 MAX813L芯片 PAGEREF _Toc295467495 h 20HYPERLINK l _Toc2954675143.6.2 24C02芯片 PAGEREF _Toc295467514 h 23HYPERLINK l _Toc2954675153.7報(bào)警模塊 PAGEREF _Toc295467515 h 24HYPERLINK l _Toc2954675163.8 電源模塊 PAGEREF _Toc295467516 h 24HYPERLINK l _Toc295467517第四章軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _

14、Toc295467517 h 26HYPERLINK l _Toc2954675184.1系統(tǒng)主程序的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295467518 h 26HYPERLINK l _Toc2954675194.1.1 設(shè)計(jì)思想 PAGEREF _Toc295467519 h 26HYPERLINK l _Toc2954675204.1.2 資源分配 PAGEREF _Toc295467520 h 26HYPERLINK l _Toc2954675214.1.3 主程序流程圖 PAGEREF _Toc295467521 h 26HYPERLINK l _Toc2954675224.2參數(shù)恢復(fù)

15、子程序的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295467522 h 27HYPERLINK l _Toc2954675234.2.1 設(shè)計(jì)思想 PAGEREF _Toc295467523 h 27HYPERLINK l _Toc2954675244.2.2 資源分配 PAGEREF _Toc295467524 h 28HYPERLINK l _Toc2954675254.2.3 參數(shù)恢復(fù)子程序流程圖 PAGEREF _Toc295467525 h 28HYPERLINK l _Toc2954675264.3看門狗中斷子程序的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295467526 h 30HYPERLINK

16、 l _Toc2954675274.3.1 設(shè)計(jì)思想 PAGEREF _Toc295467527 h 30HYPERLINK l _Toc2954675284.3.2 資源分配 PAGEREF _Toc295467528 h 30HYPERLINK l _Toc2954675294.3.3 看門狗中斷子程序流程圖 PAGEREF _Toc295467529 h 31HYPERLINK l _Toc2954675304.4通訊子程序的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295467530 h 32HYPERLINK l _Toc2954675314.4.1 設(shè)計(jì)思想 PAGEREF _Toc29546

17、7531 h 32HYPERLINK l _Toc2954675324.4.2 資源分配 PAGEREF _Toc295467532 h 33HYPERLINK l _Toc2954675334.4.3 通訊子程序流程圖 PAGEREF _Toc295467533 h 33HYPERLINK l _Toc2954675344.5鍵盤子程序的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295467534 h 34HYPERLINK l _Toc2954675354.5.1 設(shè)計(jì)思想 PAGEREF _Toc295467535 h 34HYPERLINK l _Toc2954675364.5.2 資源分配 PA

18、GEREF _Toc295467536 h 35HYPERLINK l _Toc2954675374.5.3 鍵盤子程序流程圖 PAGEREF _Toc295467537 h 35HYPERLINK l _Toc2954675384.6采集子程序的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295467538 h 36HYPERLINK l _Toc2954675394.6.1 設(shè)計(jì)思想 PAGEREF _Toc295467539 h 36HYPERLINK l _Toc2954675404.6.2 資源分配 PAGEREF _Toc295467540 h 36HYPERLINK l _Toc2954675

19、414.6.3 采集子程序流程圖 PAGEREF _Toc295467541 h 37HYPERLINK l _Toc2954675424.7顯示子程序的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295467542 h 38HYPERLINK l _Toc2954675434.7.1 設(shè)計(jì)思想 PAGEREF _Toc295467543 h 38HYPERLINK l _Toc2954675444.7.2 資源分配 PAGEREF _Toc295467544 h 38HYPERLINK l _Toc2954675454.7.3 顯示子程序流程圖 PAGEREF _Toc295467545 h 39HYPE

20、RLINK l _Toc295467546第五章總結(jié) PAGEREF _Toc295467546 h 40HYPERLINK l _Toc2954675475.1系統(tǒng)先進(jìn)性 PAGEREF _Toc295467547 h 40HYPERLINK l _Toc2954675485.2系統(tǒng)局限性 PAGEREF _Toc295467548 h 40HYPERLINK l _Toc295467549參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc295467549 h 41HYPERLINK l _Toc295467550英文原文與翻譯 PAGEREF _Toc295467550 h 43HYPERLINK l

21、_Toc295467551原文 PAGEREF _Toc295467551 h 43HYPERLINK l _Toc295467552翻譯 PAGEREF _Toc295467552 h 49HYPERLINK l _Toc295467553致 PAGEREF _Toc295467553 h 53HYPERLINK l _Toc295467554附錄 PAGEREF _Toc295467554 h 54HYPERLINK l _Toc2954675551程序清單: PAGEREF _Toc295467555 h 54HYPERLINK l _Toc295467556(1)主程序： PAGERE

22、F _Toc295467556 h 54HYPERLINK l _Toc295467557(2)恢復(fù)參數(shù)子程序： PAGEREF _Toc295467557 h 55HYPERLINK l _Toc295467558(3)看門狗中斷子程序： PAGEREF _Toc295467558 h 58HYPERLINK l _Toc295467559(4)通訊子程序： PAGEREF _Toc295467559 h 58HYPERLINK l _Toc295467560(5)鍵盤子程序： PAGEREF _Toc295467560 h 59HYPERLINK l _Toc295467561(6)采集子

23、程序： PAGEREF _Toc295467561 h 60HYPERLINK l _Toc295467562(7)顯示子程序： PAGEREF _Toc295467562 h 63HYPERLINK l _Toc2954675632元器件清單: PAGEREF _Toc295467563 h 64第一章 緒 論1.1選題背景車輛超載是指運(yùn)輸車輛所載的貨物質(zhì)量超過了額定裝載質(zhì)量的情況,車輛超載有著以下危害：車輛超載會(huì)增加車輛對路面的損害，按照國際上通用的計(jì)算方法，汽車軸載質(zhì)量對公路路面的破壞關(guān)系服從“十六次方法則”，即汽車軸載質(zhì)量每增加一倍，公路受損將增加16倍,全國公路每年因車輛超載造成的損

24、失超過300億元。2. 容易引發(fā)道路交通事故，汽車超載之后，車輛處于超負(fù)荷狀態(tài)行駛，會(huì)導(dǎo)致車輛的制動(dòng)和操作性等安全性能迅速下降，表現(xiàn)為輪胎變形爆胎、剎車失靈、轉(zhuǎn)向器輕飄抖動(dòng)、鋼板彈簧折斷、半軸斷裂等等。據(jù)統(tǒng)計(jì)載重貨車道路交通事故中有80%以上是由于超載運(yùn)輸所造成的?？梢妼τ谌绾蜗拗破嚦d的研究對道路的保養(yǎng)和減少交通事故有極其重要的意義。目前，為有效治理機(jī)動(dòng)車嚴(yán)重違章超載、超限運(yùn)輸現(xiàn)象，預(yù)防道路交通事故，維護(hù)良好的道路交通秩序，許多交通管理部門專門成立了“治超”機(jī)構(gòu)，“治超”人員日夜上路查堵，往往造成交通堵塞，查一漏百，而人工判斷又缺乏準(zhǔn)確性，查堵中的不正之風(fēng)時(shí)有發(fā)生。鑒于這種情況，在超載車必

25、經(jīng)的道路下埋上檢測儀器，通過電腦自動(dòng)識(shí)別是否超載就顯得尤為重要。本設(shè)計(jì)就是基于這種需求，設(shè)計(jì)一基于單片機(jī)的機(jī)車超載檢測系統(tǒng)，對過往機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行稱重，判斷是否超載，若超載顯示超載重量并進(jìn)行報(bào)警。要判斷汽車是否超載首先要知道車輛所裝載的貨物質(zhì)量，隨著傳感器技術(shù)和微處理器技術(shù)的發(fā)展，利用電子技術(shù)也可以測量出物體的質(zhì)量進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對汽車超載的監(jiān)控，而且精度可以做的很高。利用電子技術(shù)判斷汽車是否超載的基本的原理是：利用傳感器將汽車的載重量轉(zhuǎn)化為電壓信號，然后通過放大電路將這個(gè)微弱的電壓信號按比例放大后送A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過接口電路將這個(gè)數(shù)字信號傳送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，計(jì)算出汽車的載重量并判斷是否

26、超載，如果超載了要顯示超載的重量并報(bào)警。1.2主要設(shè)計(jì)（研究） 容本設(shè)計(jì)涉與一基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的機(jī)車超載檢測系統(tǒng)，在高速公路收費(fèi)口的路面上裝有固定連著傳感器的鋼板，當(dāng)汽車經(jīng)過時(shí)，車輛的重量就會(huì)被稱重傳感器測量出來，送到變送器處理后，再傳送到計(jì)算機(jī)，經(jīng)過分析判斷，就會(huì)對超載車輛發(fā)出警報(bào)。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的主要功能：（1）該系統(tǒng)有32個(gè)傳感器，每個(gè)收費(fèi)路口用4個(gè)傳感器組成一個(gè)稱，可同時(shí)檢測8個(gè)收費(fèi)口；（2）一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制32個(gè)變送器工作，采用多點(diǎn)通訊形式；（3）計(jì)算機(jī)通過發(fā)送命令字控制相應(yīng)的變送器進(jìn)行校正、故障診斷、數(shù)據(jù)采集等工作，；（4）具備掉電參數(shù)保護(hù)功能，上電后參數(shù)恢復(fù)功能；（5）能夠遵循RS-485

27、通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，生成標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通信數(shù)據(jù)包。1.3系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)本系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的主要技術(shù)指標(biāo)如下:（1）參數(shù)測量誤差圍為不大于1%；（2）實(shí)時(shí)采集周期1次/1分鐘，發(fā)送周期1次/1小時(shí)；（3）監(jiān)控?cái)?shù)量：32臺(tái)；（4）數(shù)據(jù)輸出：所有表格數(shù)據(jù)，查詢結(jié)果均可輸出為 Excel文件。1.4解決的關(guān)鍵問題本系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵問題如下：（1）尋找適合現(xiàn)場條件的稱重傳感器。傳感器的靈敏度、測量圍都會(huì)影響所測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。（2）測量數(shù)據(jù)的處理。若測量數(shù)據(jù)處理不當(dāng)，系統(tǒng)就會(huì)做出錯(cuò)誤的判斷。（3）鍵盤輸入。鍵盤用來設(shè)定上限值和解除報(bào)警。（4）掉電保護(hù)。在一些測控系統(tǒng)中，存在電源開斷、瞬時(shí)電壓不穩(wěn)等不安全因素，將

28、會(huì)造成系統(tǒng)死機(jī)、信息丟失、運(yùn)行不穩(wěn)定等故障，這就需要掉電保護(hù)。（5）與上位機(jī)的通信。第二章 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與其功能設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。圖2.1 以單片機(jī)為處理器的系統(tǒng)本設(shè)計(jì)為機(jī)動(dòng)車超載檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要求能夠判斷機(jī)動(dòng)車是否超載并且在超載時(shí)能夠提供報(bào)警和顯示超載的重量。本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)作為系統(tǒng)處理的核心，利用橋式稱重傳感器WPL110將機(jī)動(dòng)車載重量轉(zhuǎn)換成電壓信號；然后通過放大電路將電壓信號放大后送到A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC0838轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并計(jì)算出載重量；所得的載重量將通過RS485接口電路送到上位機(jī)，上位機(jī)與設(shè)定的載重量作比較并判斷是否超載，若超載

29、顯示超載的重量并報(bào)警；參數(shù)可通過鍵盤設(shè)定，鍵盤還可解除報(bào)警。2.2方案設(shè)計(jì)2.2.1方案一處理器基于AVR的機(jī)動(dòng)車超載檢測系統(tǒng)。本檢測系統(tǒng)主要由主控制板、顯示部分、鍵盤部分、采集部分、串行通信部分和報(bào)警部分構(gòu)成。主控制板主要由AVR單片機(jī)、CPLD、濾波電路、電平轉(zhuǎn)換電路等構(gòu)成。AVR單片機(jī)主要實(shí)現(xiàn)控制功能，CPLD主要實(shí)現(xiàn)I/O口擴(kuò)展、邏輯判斷等功能。系統(tǒng)經(jīng)過初始化之后，先用鍵盤設(shè)定載重上限值，然后采集數(shù)據(jù)，由AVR單片機(jī)判斷是否超載，超載要發(fā)出報(bào)警。2.2.2方案二處理器基于51系列單片機(jī)的機(jī)動(dòng)車超載檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件框圖如下所示:圖2.2 基于51系列單片機(jī)的系統(tǒng)硬件框圖本次設(shè)計(jì)采用51

30、系列的AT89C51單片機(jī)作為系統(tǒng)處理的核心，利用橋式稱重傳感器WPL110將機(jī)動(dòng)車載重量轉(zhuǎn)換成電壓信號；然后通過放大電路將電壓調(diào)理后送到A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC0838轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并計(jì)算出載重量；所得的載重量將通過RS485接口電路送到上位機(jī)，上位機(jī)與設(shè)定的載重量作比較并判斷是否超載，若超載顯示超載的重量并報(bào)警；參數(shù)可通過鍵盤設(shè)定，鍵盤還可解除報(bào)警。2.3方案的論證2.3.1 AVR系列AVR單片機(jī)是Atmel公司推出的較為新穎的單片機(jī)，其顯著的特點(diǎn)為高性能、高速度、低功耗。它取消機(jī)器周期，以時(shí)鐘周期為指令周期，實(shí)行流水作業(yè)。 通用寄存器一共32個(gè)（R0R31），前16個(gè)寄存器（R0R15）都

31、不能直接與立即數(shù)打交道，因而通用性有所下降。AVR系列沒有類似累加器A的結(jié)構(gòu)，它主要是通過R16R31寄存器來實(shí)現(xiàn)A的功能。在AVR中，沒有像51系列的數(shù)據(jù)指針DPTR，而是由X（由R26、R27組成）、Y（由R28、R29組成）、Z（由R30、R31組成）三個(gè)16位的寄存器來完成數(shù)據(jù)指針的功能(相當(dāng)于有三組DPTR)，而且還能作后增量或先減量等的運(yùn)行。2.3.2 51系列51系列部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，稱作位處理器，或布爾處理器。它的處理對象不是字或字節(jié)而是位。雖然其他種類的單片機(jī)也具有位處理功能，但能進(jìn)行位邏輯運(yùn)算的實(shí)屬少見。51系列在片RAM區(qū)間還特別開辟了一個(gè)雙重功能的

32、地址區(qū)間，十六個(gè)字節(jié)，單元地址20H2FH，它既可作字節(jié)處理，也可作位處理，使用極為靈活。AVR系列單片機(jī)不能直接對RAM單元中的位進(jìn)行操作，若想對RAM中的某位置位時(shí)，必須通過狀態(tài)寄存器SREG的T位進(jìn)行中轉(zhuǎn)。51系列的I/O腳的設(shè)置和使用非常簡單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時(shí)，只須將該腳設(shè)置為高電平（復(fù)位時(shí)，各I/O口均置高電平）。當(dāng)該腳作輸出腳使用時(shí)，則為高電平或低電平均可。低電平時(shí)，吸入電流可達(dá)20mA，具有一定的驅(qū)動(dòng)能力；而為高電平時(shí)，輸出電流僅數(shù)十A甚至更?。娏鲗?shí)際上是由腳的上拉電流形成的），基本上沒有驅(qū)動(dòng)能力。其原因是高電平時(shí)該腳也同時(shí)作輸入腳使用，而輸入腳必須具有高的輸入阻抗，因而上

33、拉的電流必須很小才行。作輸出腳使用，欲進(jìn)行高電平驅(qū)動(dòng)時(shí)，得利用外電路來實(shí)現(xiàn)，I/O腳不通，電流經(jīng)R驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光；低電平時(shí)，I/O腳導(dǎo)通，電流由該腳入地，LED滅（I/O腳導(dǎo)通時(shí)對地的電壓降小于1V，LED的域值1.51.8V）。2.4方案的確定本次設(shè)計(jì)采用51系列AT89C51單片機(jī)，選用它作為核心控制新片，可使電路極簡化，而且程序的編寫與固化也相當(dāng)方便、靈活。與系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)方案包括：看門狗的選擇、傳感器的選擇、A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器的選擇、顯示器的選擇、通訊模塊的選擇與電源方案等?？撮T狗的選擇：看門狗芯片可以選擇X25045和MAX813L等。X25045部沒有故障檢測，而MAX813L部自帶

34、了看門狗躍遷檢測器，故選用MAX813L。它有加電、掉電以與供電電壓下降情況下的復(fù)位輸出，復(fù)位脈沖寬度典型值為200 ms；獨(dú)立的看門狗輸出，如果看門狗輸入在16 s未被觸發(fā)，其輸出將變?yōu)楦唠娖剑?.25 V門限值檢測器，用于 HYPERLINK :/tech.ddvip /machine/power/index.html t _blank 電源故障報(bào)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(dòng)復(fù)位輸入；8引腳DIP封裝。 傳感器的選擇：橋式稱重傳感器有WPL110、CL110等, CL110的額定載荷是1030t，而WPL110的額定載荷是1050t，故本設(shè)計(jì)選擇WPL110。

35、它抗偏載，組合壓頭具有自動(dòng)復(fù)位與調(diào)心功能。高精度、低功效、全密封，適用于各類惡劣環(huán)境。量程是1050t ，綜合精度達(dá)到002（線性+滯后+重復(fù)性），靈 敏 度是2.0mV/V ，工作溫度在-20+65，輸入阻抗是700 ，輸出阻抗是750 ，安全過載：150 F?S ，供橋電壓為12VDC 。A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器的選擇：A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器，根據(jù)輸出的信號格式，可分為并行AD和串行AD。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。故本設(shè)計(jì)采用串行ADTLC0838。TLC0838是美國儀器公司生產(chǎn)的8位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器。具有輸進(jìn)

36、可配置的多通道多路器和串形輸進(jìn)輸出方式。它有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，圍為05V：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32s；總調(diào)整誤差為1LSB。顯示器的選擇：本設(shè)計(jì)采用LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，它是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附著在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/3149135.htm t _blank 正極，

37、使整個(gè)晶片被 HYPERLINK :/baike.baidu /view/59374.htm t _blank 環(huán)氧樹脂封裝起來。LED體積小，耗電相當(dāng)?shù)停绷黩?qū)動(dòng)，超低功耗（單管0.03-0.06瓦），電光功率轉(zhuǎn)換接近100%。一般來說LED的工作電壓是2-3.6V，工作電流是0.02-0.03A；通訊模塊的選擇：本設(shè)計(jì)采用RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，RS-485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）的電源來產(chǎn)生差動(dòng)輸出需要的最小1.5V的壓差。RS-485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。利用高阻抗接受器，一個(gè)RS-485連接

38、可以最多有256個(gè)接點(diǎn)，最長可以達(dá)到4000ft,比特率可以高達(dá)10Mbps。電源方案：本設(shè)計(jì)中的電源主要有兩種：、+5V和+12V。+5V為單片機(jī)、TLC0838、顯示、鍵盤、蜂鳴器、MAX813L與MAX485的模擬電源與數(shù)字電源； +12V的電源是供給運(yùn)算放大器、傳感器和看門狗芯片的。綜上所述，我們本次設(shè)計(jì)采用51系列的AT89C51單片機(jī)作為系統(tǒng)處理的核心，利用橋式稱重傳感器WPL110將機(jī)動(dòng)車載重量轉(zhuǎn)換成電壓信號；然后通過放大電路將電壓信號放大后送到A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC0838轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并計(jì)算出載重量；所得的載重量將通過RS485接口電路送到上位機(jī)，上位機(jī)與設(shè)定的載重量作比較并判

39、斷是否超載，若超載顯示超載的重量并報(bào)警；參數(shù)可通過鍵盤設(shè)定，鍵盤還可解除聲光報(bào)警。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要由看門狗模塊、通訊模塊、鍵盤模塊、采集模塊和顯示模塊組成，硬件框圖如圖3.1所示。圖3.1 系統(tǒng)硬件框圖下面將具體介紹各個(gè)主要組成部分的功能、選型以與具體連接方式。3.1單片機(jī)AT89C51是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89C51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。芯片圖如圖3.2所示。3.2采集模塊3

40、.2.1惠斯登電橋1橋路形式在應(yīng)變計(jì)的電測技術(shù)中，應(yīng)用最廣泛的測量電路是惠斯通電橋電路。測量電橋由于具有靈敏度高、測量圍寬、電路結(jié)構(gòu)簡單、精度高、容易實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)葍?yōu)點(diǎn)，因此能很好地滿足應(yīng)變測量的要求。 電橋根據(jù)電源的性質(zhì)分直流電橋和交流電橋兩種，當(dāng)Ui為直流時(shí)該電橋?yàn)橹绷麟姌?。電橋電路如圖3.3所示，它的四個(gè)橋臂由R1、R2、R3、R4組成。當(dāng)四臂電阻R1=R2=R3=R4=R時(shí)，稱為等臂電橋；當(dāng)R1=R2=R,R3=R4=RR時(shí)，稱為輸出對稱電橋；當(dāng)R1=R4=R，R2= R3=RR時(shí)，稱為電源對稱電橋，本設(shè)計(jì)采用等臂電橋。 圖3.3 電橋電路2工作方式：單臂工作：電橋中只有一個(gè)臂接入被測

41、量，其它三個(gè)臂采用固定電阻；雙臂工作：如果電橋兩個(gè)臂接入被測量，另兩個(gè)為固定電阻就稱為雙臂工作電橋，又稱為半橋形式；全橋方式：如果四個(gè)橋臂都接入被測量則稱為全橋形式。本設(shè)計(jì)采用全橋方式。3.輸出方式電橋的輸出方式有電流型和電壓型兩種，主要根據(jù)負(fù)載情況而定。本設(shè)計(jì)采用的是電壓輸出型，故只介紹電壓輸出型。當(dāng)電橋輸出端接有放大器時(shí)，由于放大器的輸入阻抗很高，所以可以認(rèn)為電橋的負(fù)載電阻為無窮大，這時(shí)電橋以電壓的形式輸出。輸出電壓即為電橋輸出端的開路電壓，其表達(dá)式為： (1-3-1)對于等臂電橋R1=R2=R3=R4=R ，當(dāng)R1的電阻增量R1=R時(shí)，可得輸出電壓為： (1-3-2)在實(shí)際使用中為了進(jìn)一

42、步提高靈敏度，常采用等臂電橋，四個(gè)被測信號接成兩個(gè)差動(dòng)對稱的全橋工作形式，R1=R+R,R2=R-R,R3=R+R,R4=R-R，將上述條件代入式(1-3-1)得 (1-3-3)由式(1-3-3)看出，由于充分利用了雙差動(dòng)作用，它的輸出電壓為單臂工作時(shí)的4倍，所以大大提高了測量的靈敏度。本設(shè)計(jì)中用的傳感器是WPL110，它輸入阻抗是770，輸出阻抗是700，即R=70，輸入電壓U=12V，代入公式1-3-3可知，電橋的輸出電壓即電橋輸出電壓圍是01V.已知TLC0838的輸入電壓是05V，故需將電壓放大5倍。3.2.2稱重傳感器WPL1101電阻應(yīng)變式稱重傳感器原理電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這

43、樣一個(gè)原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。由此可見，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測電路是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中不可缺少的幾個(gè)主要部分。彈性體是一個(gè)有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。它的功能有兩個(gè)，首先是它承受稱重傳感器所受的外力，對外力產(chǎn)生反作用力，達(dá)到相對靜平衡；其次，它要產(chǎn)生一個(gè)高品質(zhì)的應(yīng)變場（區(qū)），使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想的完成應(yīng)變棗電信號的轉(zhuǎn)換任務(wù)。2檢測電路檢測電路的功能是把

44、電阻應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵?。因?yàn)榛菟沟请姌蚓哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn)，如可以抑制溫度變化的影響，可以抑制側(cè)向力干擾，可以比較方便的解決稱重傳感器的補(bǔ)償問題等，所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用。因?yàn)槿珮蚴降缺垭姌虻撵`敏度最高，各臂參數(shù)一致，各種干擾的影響容易相互抵銷，所以稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋。3稱重傳感器的選擇稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。用傳感器首先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對正確選用傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以與它的安全和使用壽命，乃至整個(gè)衡器的可靠性和安全性。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(gè)數(shù)、

45、秤體的自重、可能產(chǎn)生的最大偏載與動(dòng)載等因素綜合評價(jià)來確定。一般來說，傳感器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器的載荷，其稱量的準(zhǔn)確度就越高。但在實(shí)際使用時(shí)，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、偏載與振動(dòng)沖擊等載荷，因此選用傳感器量程時(shí)，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般應(yīng)使傳感器工作在其30%70%量程，但對于一些在使用過程中存在較大沖擊力的衡器，如動(dòng)態(tài)軌道衡、動(dòng)態(tài)汽車衡、鋼材秤等，在選用傳感器時(shí)，一般要擴(kuò)大其量程，使傳感器工作在其量程的20%30%之，使傳感器的稱量儲(chǔ)備量增大，以保證傳感器的使用安全和壽命。傳感器型式的選擇主要取決于稱量的類型和安裝空間

46、，保證安裝合適，稱量安全可靠；另一方面，要考慮廠家的建議。廠家一般會(huì)根據(jù)傳感器的受力情況、性能指標(biāo)、安裝形式、結(jié)構(gòu)型式、彈性體的材質(zhì)等特點(diǎn)規(guī)定傳感器的適用圍，譬如鋁式懸臂梁傳感器適用于計(jì)價(jià)秤、平臺(tái)秤、案秤等；鋼式懸臂梁傳感器適用于料斗秤、電子皮帶秤、分選秤等；鋼質(zhì)橋式傳感器適用于軌道衡、汽車衡、天車秤等；柱式傳感器適用于汽車衡、動(dòng)態(tài)軌道衡、大噸位料斗秤等。所以，采用的傳感器滿足儀表輸入靈敏度的要求，能夠與所選儀表匹配。滿足整臺(tái)電子秤準(zhǔn)確度的要求。一臺(tái)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(shí)候，應(yīng)使傳感器的準(zhǔn)確度略高于理論計(jì)算值，因?yàn)槔碚撏艿娇陀^條件的限制，如秤體

47、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。4稱重傳感器的基本應(yīng)用稱重傳感器主要應(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(bào)警、材料試驗(yàn)機(jī)等領(lǐng)域如電子汽車衡、電子臺(tái)秤、電子叉車、動(dòng)態(tài)軸重秤、電子吊鉤秤、電子計(jì)價(jià)秤、電子鋼材秤、電子軌道衡、料斗秤、配料秤、罐裝秤等。綜合考慮以上因素，本設(shè)計(jì)采用橋式稱重傳感器WPL110。橋式稱重傳感器WPL110.具有大力值、抗偏載，組合壓頭具有自動(dòng)復(fù)位與調(diào)心功能。高精度、低功效、全密封適用于各類惡劣環(huán)境。適用于汽車衡、軌道衡以與各類電子衡器等。WPL1

48、10的技術(shù)參數(shù)如表1所示：表1 WPL110的技術(shù)參數(shù)型號WPL110量程1050t綜合精度002(線性+滯后+重復(fù)性)靈 敏 度2.0mV/V零點(diǎn)溫度影響0.02F?S/10輸出溫度影響0.02F?S/10工作溫度-20+65輸入阻抗770輸出阻抗700安全過載150 F?S供橋電壓建議12VDC材 質(zhì)合金鋼接線方式電源(+)紅線；電源(-)綠線；輸出(+)黃線；輸出(-)白線3.2.3 Op07芯片1.Op07簡介Op07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的單運(yùn)算放大器集成電路。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對于OP07A最大為25V），所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場合不需要額外的調(diào)零措施。O

49、P07同時(shí)具有輸入偏置電流低（OP07A為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。2.OP07特點(diǎn)OP07有許多特點(diǎn)，如不超過150V的超低偏移；1.8nA的低輸入偏置電流；0.5V/的低失調(diào)電壓漂移；3V至22V的高電源電壓圍3.OP07芯片引腳功能說明：（引腳如圖3.4所示，說明如表2所示）圖3.4 OP07芯片引腳圖表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4.OP07的接線方式 如圖3.5所示為

50、OP07的差分減法電路，根據(jù)“虛短”，“虛斷”，可得 （1-3-4）當(dāng)R1= R2 ，R3= Rf時(shí)， （1-3-5）當(dāng)R1= R2 ，R3= Rf時(shí)，U0=UI2- UI1 （1-3-6） 由于信號需放大5倍，取R1=R2=10K，R3=Rf=50K,正好滿足要求。圖3.5 OP07的差分減法電路3.2.4 TLC0838芯片AD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器，根據(jù)輸出的信號格式，可分為并行AD和串行AD。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)，故本設(shè)計(jì)采用TLC0838。1.TLC0838的主要

51、特點(diǎn)TLC0838是美國儀器公司生產(chǎn)的8位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器。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。這些接口在與微控制器連接時(shí)可以配置成移位寄存器，其多路器可由軟件配置為單端或差分輸進(jìn)，也可以配置為偽差分輸進(jìn)。另外，其輸進(jìn)基準(zhǔn)電壓大小可以調(diào)整。存全8位分辨率下，它答應(yīng)任意小的模擬電壓編碼間隔。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)IO資源，價(jià)格也較適中。其種類有貿(mào)易級別，工作環(huán)境為0+70，_T業(yè)級別，工作環(huán)境為40+85。更高的可達(dá)40+125。在實(shí)際運(yùn)用中我們選用的是TL0838I型號，滿足了實(shí)際需要。TLc0838具有8位分辨率；易于和微處

52、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，圍為05V：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32s；總調(diào)整誤差為1LSB。2.工作特點(diǎn)：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。表3 TLC0838配置信息位的功能控制位選擇的模擬通道（CH0-CH7）ComDif/SglOdd/EvenSel1Sel0012345670000V+V-0001V+V-0010V+V-0011V+V-0100V+V-0101V+V-0110V+V-0

53、111V+V-1000V+V-1001V+V-1010V+V-1011V+V-1100V+V-1101V+V-1110V+V-1111V+V-注：V+ 輸入電壓的正端，V-輸入電壓的負(fù)端。被轉(zhuǎn)換的電壓為V= V+ V-.3.引腳功能描述圖3.6 引腳排列TLC0838的引腳排列如圖3.6所示，其中CH0CH7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；DO為AD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；D

54、GTLGND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。4.與單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì)圖3.7 TLC0838與AT89C51單片機(jī)的硬件接口電路TLC0838與AT89C51單片機(jī)的硬件接口電路的電路原理如圖3.7所示。圖中，單片機(jī)的P2.0接TLC0838的片選信號，P1.1用于產(chǎn)生AD轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘，P1.0為一個(gè)雙向IO口，可用于對模擬輸進(jìn)進(jìn)行配置與輸出轉(zhuǎn)換所得的數(shù)據(jù)。在這里，模擬信號以單端方式輸進(jìn)，參考電壓為5V，即AD模擬量的輸進(jìn)圍為05V。3.2.5 小結(jié)將惠斯登電橋、放大器、TLC0838與單片機(jī)

55、連接起來，就組成了本系統(tǒng)的采集模塊。四個(gè)被測信號接成兩個(gè)差動(dòng)對稱的全橋工作形式，測得的信號經(jīng)計(jì)算輸出圍是0-1V,而TLC0838的輸入電壓圍是0-5V，故信號需放大5倍。整體接口電路如圖3.8所示：圖3.8 采集模塊整體硬件接口電路3.3鍵盤模塊矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理：在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時(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3.9所示。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個(gè)按鍵加以連接。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

56、盤，而直接用端口線則只能多出一鍵(9鍵)。圖3.9 矩陣式鍵盤電路圖由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。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，列線通過電阻接正電源，行線所接的8255 PC口（PC7PC4）作為輸出端，列線所接的8255 PC口（PC3PC0）作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。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，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。具體的識(shí)別如下所述。介紹一種確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下的方法 “行掃描法”。行掃描法行掃描法又稱為逐行(或列)掃描

57、查詢法，是一種最常用的按鍵識(shí)別方法，如上圖所示鍵盤：判斷鍵盤中有無鍵按下：將全部行線PC7PC4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4根行線相交叉的4個(gè)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，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。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。3.4顯示模塊 如圖3.10是一種由8255A接口芯片、驅(qū)動(dòng)器和共陰極 LED顯示器構(gòu)成的數(shù)字顯示電路。

58、圖3.10 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(dòng)后與 LED相連。若要顯示數(shù)字0，應(yīng)使g段熄滅，其余段均點(diǎn)亮。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01000000B40H，其中PA7未派用處，我們也將它置為0。同樣，可求出 l的編碼為79H，2的編碼為24H等等。將數(shù)字0F(也可以是09)所對應(yīng)的七段代碼組成一個(gè)表，進(jìn)行查表，就可求得各數(shù)字對應(yīng)的七段代碼值。把要顯示的數(shù)字的七段代碼從8255A輸出，就可點(diǎn)亮相應(yīng)的段，顯示這個(gè)數(shù)字

59、。依次循環(huán)點(diǎn)亮4個(gè)數(shù)碼管。3.5通訊模塊在電參數(shù)儀的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)采集由單片機(jī)AT89C51負(fù)責(zé)，上位PC機(jī)主要負(fù)責(zé)通信（包括與單片機(jī)之間的串行通信和數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信），以與數(shù)據(jù)處理等工作。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)。通常，主控PC機(jī)和由單片機(jī)構(gòu)成的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相距較遠(yuǎn)，近則幾十米，遠(yuǎn)則上百米，并且數(shù)據(jù)傳輸通道環(huán)境比較惡劣，經(jīng)常有大容量的電器（如電動(dòng)機(jī)，電焊機(jī)等）啟動(dòng)或切斷。為了保證下位機(jī)的數(shù)據(jù)能高速與時(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。3.5.1 RS-485的優(yōu)點(diǎn)我們可以用RS-232接口連接兩臺(tái)計(jì)算機(jī)，但是

60、，當(dāng)你需要在一個(gè)更長的距離上或者比RS-232更快的速度下進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候，RS-485就是一個(gè)解決的辦法。RS-485與RS-232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）的電源來產(chǎn)生差動(dòng)輸出需要的最小1.5V的壓差。與之相對應(yīng)，RS-232的最小+5V與-5V輸出需要雙電源或者一個(gè)價(jià)格昂貴的接口芯片，這個(gè)接口芯片可以生成這些電源。2)網(wǎng)絡(luò)能力:RS-485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。利用高阻抗接受器，一個(gè)RS-485連接可以最多有256個(gè)接點(diǎn)。3)長距離連接:一個(gè)RS-485連接最長可以達(dá)到40