以單片機(jī)的壓力測(cè)量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.6 RS-485接口電路

本系統(tǒng)中,通訊測(cè)量控制系統(tǒng)與各壓力測(cè)量控制系統(tǒng)屬主從式通訊網(wǎng)絡(luò),為適合此遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、干擾大的通訊環(huán)境,采用RS-485接口電路。本系統(tǒng)中選用的MAX483接口電路,是由MAXIM生產(chǎn)的專用于RS-485通訊的小功率收發(fā)器,含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器,其特點(diǎn)是具有減小轉(zhuǎn)換速率的驅(qū)動(dòng)器,可以使EMI(電磁干擾)減到最少,并減少因電纜終端不適當(dāng)而產(chǎn)生的影響,可以以高達(dá)250kb/s的速率無(wú)誤差地傳送數(shù)據(jù)。

3.7 自動(dòng)復(fù)位電路

由于壓力測(cè)量控制系統(tǒng)在井下連續(xù)運(yùn)行,為了防止由于意外干擾引起“死機(jī)”,特在壓力測(cè)量控制系統(tǒng)引入自動(dòng)復(fù)位電路,即看門(mén)狗電路?？撮T(mén)狗電路種類很多,為了減少元件個(gè)數(shù),本系統(tǒng)選用MAX706。

MAX706確保在加電期間復(fù)位,并防止掉電或降壓情況下微處理器代碼執(zhí)行出錯(cuò)。在加電時(shí)一旦 Vcc達(dá)到1V,即可保證 輸出低電平,當(dāng)Vcc上升超過(guò)復(fù)位門(mén)限電壓時(shí),需經(jīng)過(guò)大約200ms,一個(gè)內(nèi)部定時(shí)器才允許 變?yōu)楫?dāng)電平。只要VCC降低到復(fù)位門(mén)限電壓以下, 就變?yōu)榈碗娖健?p>MAX706看門(mén)狗電路還監(jiān)控微處理器的工作,如果在1.6S內(nèi)微處理器不觸發(fā)看門(mén)狗輸入(WDI)且WDI并非處于三態(tài),WDO將變?yōu)榈碗娖健?p>4 壓力測(cè)量控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

壓力測(cè)量控制系統(tǒng)的程序由主程序和幾個(gè)子程序組成。子程序主要包括測(cè)頻率子程序、計(jì)算壓力子程序、顯示數(shù)據(jù)子程序、串行通訊子程序等。

4.1 測(cè)頻率子程序

單片機(jī)多倍周期同步法測(cè)量的兩種情形,本系統(tǒng)選用第二種方法,即固定TM的多倍周期測(cè)量法。

4.2 計(jì)算壓力子程序

當(dāng)單片機(jī)測(cè)完一個(gè)信號(hào)頻率后,取出對(duì)應(yīng)的壓力盒常數(shù)A, B, f0,由公式

計(jì)算出壓力P(為兆帕)或換算成其他單位的壓力值。

4.3 顯示數(shù)據(jù)子程序

單片機(jī)把前面計(jì)算出的壓力值輸出到LCM液晶顯示模塊顯示。LCM液晶顯示模塊EA-D20040AR的初始化程序如下:

START: MOV DPTR, #2000H;置指令寄存器地址

MOV A, #38H; 置功能,數(shù)據(jù)以8位操作,2行顯示,5X7點(diǎn)陣

MOVX @DPTR, A

MOV A, #06H; 置輸入模式,設(shè)置AC為增量方式,顯示屏不移動(dòng)

MOVX @DPTR, A

MOV A, #OEH: 置顯示開(kāi)/關(guān)控制,顯示開(kāi),顯示光標(biāo),閃耀關(guān)

MOVX @DPTR, A

MOV A, #01H; 總清,清除屏幕,置AC地址為零

MOVX @DPTR, A

RET

4.4 壓力測(cè)量控制系統(tǒng)串行通訊子程序

本系統(tǒng)中,各壓力測(cè)量控制系統(tǒng)與通訊測(cè)量控制系統(tǒng)之間屬于多機(jī)通訊。通訊測(cè)量控制系統(tǒng)為主機(jī),各壓力測(cè)量控制系統(tǒng)為從機(jī)。壓力機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù),通訊測(cè)量控制系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)。

壓力測(cè)量控制系統(tǒng)(從機(jī))中斷方式通訊程序程序設(shè)計(jì)思想是:在主程序中設(shè)置好與串行通訊接收和中斷有關(guān)的初始化工作后,等待中斷,在收到一幀地址信息后啟動(dòng)中斷進(jìn)入通訊服務(wù)程序,在以后的接收或發(fā)送通訊中就采用查詢方式,直到本次通訊結(jié)束,由中斷返回到主程序。其中若從機(jī)未作好發(fā)送準(zhǔn)備及出現(xiàn)非法命令等也從中斷返回,在主程序中作好準(zhǔn)備。主機(jī)應(yīng)重新和從機(jī)聯(lián)絡(luò),使從機(jī)再次進(jìn)入串行口中斷。

本文作者創(chuàng)新點(diǎn):

本文設(shè)計(jì)的壓力測(cè)量控制系統(tǒng)以80C51單片機(jī)為核心,包括傳感器、光耦6N139、數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)74HC151、點(diǎn)陣式液晶顯示模塊EA-D20040AR, RS-485接口電路及高效電源電路等。測(cè)控系統(tǒng)接收到通訊分機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)采集命令后,采集四通道的壓力,傳給通訊分機(jī),再由通訊分機(jī)傳到地面, 實(shí)現(xiàn)了快速監(jiān)測(cè)處理和及時(shí)反饋信息。