基于单片机的压力测量控制系统研发(2)

基于单片机的压力测量控制系统研发

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单片机开发与应用

给负载电流，并且这个电流随着电感磁场储存的能量转移到输出滤波电容和负载中而减少为零。

图３压力测量控制系统８０Ｃ５１扩展系统

在８０Ｃ５１单片机中，外部Ｉ／Ｏ口是作为外部ＲＡＭ来扩展的，选址的方法与扩充外部ＲＡＭ的方法完全相同。本电路除了外部的ＲＡＭ外，还有ＬＣＤ显示器作为外部Ｉ／Ｏ器件，因此，只采用线选址方式是不够的，应采用译码选址方式。

３．４ＬＣＭ点阵式液晶显示模块接口设计

ＬＣＭ点阵式液晶显示模块能显示的字符多，并且能显示汉

字，因而在智能化测量控制仪表中得到了广泛的应用。本系统选用的是ＥＰＳＯＮ公司生产的ＥＡ－Ｄ２００４０ＡＲ点阵式液晶显示模块，它由ＴＮ型液晶显示器、ＣＭＯＳ驱动器和ＣＭＯＳ控制器组成，模块内集成有字符发生器和数据存贮器，采用单±５Ｖ电源供电，内部有能显示９６个ＡＳＣＩＩ字符和９２个特殊字符的字库。ＥＡ－

３．６ＲＳ－４８５接口电路

本系统中，通讯测量控制系统与各压力测量控制系统属主从式通讯网络，为适合此远距离、多点、干扰大的通讯环境，采用ＲＳ－４８５接口电路。本系统中选用的ＭＡＸ４８３接口电路，是由ＭＡＸＩＭ生产的专用于ＲＳ－４８５通讯的小功率收发器，含有一个驱动器和一个接收器，其特点是具有减小转换速率的驱动器，可以使ＥＭＩ（电磁干扰）减到最少，并减少因电缆终端不适当而产生的影响，可以以高达２５０ｋｂ／ｓ的速率无误差地传送数据。

３．７自动复位电路

由于压力测量控制系统在井下连续运行，为了防止由于意外干扰引起＂死机＂，特在压力测量控制系统引入自动复位电路，即看门狗电路。看门狗电路种类很多，为了减少元件个数，本系统选用ＭＡＸ７０６。

ＭＡＸ７０６确保在加电期间复位，并防止掉电或降压情况下微处理器代码执行出错。在加电时一旦Ｖｃｃ达到１Ｖ，即可保证ＲＥＳＴ输出低电平，当Ｖｃｃ上升超过复位门限电压时，需经过大约２００ｍｓ，一个内部定时器才允许ＲＥＳＴ变为当电平。只要ＶＣＣ降低到复位门限电压以下，ＲＥＳＴ就变为低电平。

ＭＡＸ７０６看门狗电路还监控微处理器的工作，如果在１．６Ｓ内微处理器不触发看门狗输入（ＷＤＩ）且ＷＤＩ并非处于三态，ＷＤＯ将变为低电平。

Ｄ２００４０ＡＲ与单片机８０Ｃ５１的接口电路如图４所示：

４压力测量控制系统软件设计

压力测量控制系统的程序由主程序和几个子程序组成。子程序主要包括测频率子程序、计算压力子程序、显示数据子程序、串行通讯子程序等。

技

术创新

４．１测频率子程序

单片机多倍周期同步法测量的两种情形，本系统选用第二种方法，即固定ＴＭ的多倍周期测量法。

４．２计算压力子程序

当单片机测完一个信号频率后，取出对应的压力盒常数Ａ，

Ｂ，ｆ０，由公式

计算出压力Ｐ（为兆帕）或换算成其他单位的压力值。

图４ＥＡ－Ｄ２００４０ＡＲ与８０Ｃ５１的接口电路

４．３显示数据子程序

单片机把前面计算出的压力值输出到ＬＣＭ液晶显示模块显示。ＬＣＭ液晶显示模块ＥＡ－Ｄ２００４０ＡＲ的初始化程序如下：

３．５电源电路

本系统的通讯测量控制系统及所有的压力测量控制系统共用同一本安电源，应尽量地降低线路损耗，提高电源工作效率。为此，压力测量控制系统除控制传感器的电源供电外，还采用了美国ＭＡＸＩＭ公司的高效、＋５Ｖ输出可调降低压稳压器

ＭＡＸ６３９，可将＋５．５￣＋１１．５Ｖ之间的电池电压转换为＋５Ｖ出，并在整个电压范围内提供１００ｍＡ输出电流，静态电流仅为１０μＡ，效率高于９０％。

一个ＭＡＸ６３９所需外围器件较少，即一个小的廉价电感、

输入旁路电容、一个滤波电容和一个肖基特二极管，不需要任何补偿元件。它实质上是一个降压ＤＣ－ＤＣ转换器，当开关合上时，加到电感上的电压等于Ｖ＋减ＶＯＵＴ，通过电感的电流斜坡上升，从而在电感的电场中储能，该电流还流入输出滤波电容和负载；当开关断开时，此电流以相同的方式流过电感，但因开关此时已断开，它必然要流过二极管。当开关断开时，电感仅供

ＰＬＣ技术应用２００例》

ＳＴＡＲＴ：ＭＯＶＤＰＴＲ，＃２０００Ｈ；置指令寄存器地址

ＭＯＶＡ，＃３８Ｈ；置功能，数据以８位操作，２行显示，５Ｘ７点阵ＭＯＶＸ＠ＤＰＴＲ，Ａ

ＭＯＶＡ，＃０６Ｈ；置输入模式，设置ＡＣ为增量方式，显示屏不

移动

ＭＯＶＸ＠ＤＰＴＲ，Ａ

ＭＯＶＡ，＃ＯＥＨ：置显示开／关控制，显示开，显示光标，闪耀关ＭＯＶＸ＠ＤＰＴＲ，Ａ

ＭＯＶＡ，＃０１Ｈ；总清，清除屏幕，置ＡＣ地址为零ＭＯＶＸ＠ＤＰＴＲ，ＡＲＥＴ

４．４压力测量控制系统串行通讯子程序

本系统中，各压力测量控制系统与通讯测量控制系统之间属于多机通讯。（下转第１０６页）

邮局订阅号：８２－９４６３６０元／年－

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