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一种基于微机的记录仪硬件设计

微计算机信息 谭荆?? 2010年08月20日 ?? 收藏0

?  工业现场的电压信号或者热电阻信号经转换放大处理后,具有正信号和负信号,故设计中将INLO=0,另外设计中将基准电压通过稳压调压电路设置到2V,这样7109 可以输入的模拟量程就为:-2V 到+2V 即最大量程为Fs=4V。

  一般Rint 的值使得A/D 在退积分阶段流过的电流为20uA,则可以Rint=200KΩ,根据公式9 得出本设计中在模拟输入信号较小时,如0~0.5 伏时,自动调零电容可选比积分电容CINT 大一倍,以减小噪声,CAZ 的值越大,噪声越小,如果CINT 选为0.15μF,则

  CAZ=2CINT=0.33μF。

  本设计电路中,RUN/HOLD(运行/保持)引脚接+5V,使A/D 转换连续进行。[4]A/D 转换正在进行时,STATUS 引脚输出高电平,STATUS 引脚降为低电平时,由74HC373 锁存的地址信号A1 输出低电平信号到ICL7109 的HBEN,读高4 位数据、极性和溢出位;由A0 输出低电平信号到LBEN,读低8 位数据。RUN/HOLD 接+5V,A/D 转换连续进行,将A/D 每次转换结实的信号经过反向接入80C196KC 的中断输入脚,当A/D 转换完成自动申请中断信号,然后80C196KC 给出片选信号、读信号和HBEN、LBEN 信号,A/D 转换的结果根据控制信号出现在数据总线D0~D7 上。不需要采集数据时,不会影响微处理器的工作,这种方法可简化设计。

  2.2 通信接口的设计

  设计了RS485 通讯接口,同时设置了可以配备专用USB 通讯模块接口。如下图2

通信接口的设计

图2 通讯接口分配控制图

  通过光偶可以实现RS485 通讯和USB 接口通讯之间的切换,[5]在此处使用80C196KC 的P1.4 作为切换信号,当需要进行RS485 通讯的时候可以将P1.4 设置为1,反之将P1.4 设置为0 是可以实现USB 接口通讯功能。

  2.3 显示器模块接口的设计

  参照国内和国际市场无纸记录仪使用液晶显示器的特点,[6]通过对各种液晶资料的对比分析本设计选择了一款YD501A 彩色液晶VRAM 彩色液晶显示器。DC/DC 电压变换器产生液晶所用各种驱动电压,DC/AC 逆变器则用来点亮冷阴级背光灯,显示驱动逻辑电路采用优化的逻辑电路;采用分时技术让显示与写入数据同时进行,实现了画面的高速更新,而且互不干扰。 YD501A 的基本原理如下图3 所示:

液晶控制框图

图3 液晶控制框图

  3.结论

  通过标准所要求的全部例行实验,结果完全满足无纸记录仪标准规定的各项指标,完全能适应工业现场使用环境的需要。 通过实验,证明了本课题提出的需要攻关的技术已经掌握,并成功的运用于实践。并且通过对信号采集、信号处理、软/硬件设计的加强,提高了无纸记录仪在现场工作的稳定性、可靠性和先进性。

  本文作者创新点: 对于以50HZ 为主的工业现场干扰信号,采用积分方式,选定一个特定的积分周期,达到滤波抗干扰的效果。

  参 考 文 献:

[1] 谢燊. 无纸记录仪的现状及发展趋势[J]. 自动化与仪器仪表, 2001,(3):24-25.
[2] 汪建. MCS-96 系列单片机原理及运用技术[M]. 武汉:华中理工大学出版社,1999,(01): 39-371.
[3] 周立功. 等编著PDIUSBD12 USB 固件编程与驱动开发[J], 电子世界, 2003,(2)
[4] PDIUSBD12 芯片在USB 接口电路中的应用[D]. 中国IC 网, 2005,(10)..
[5] 马忠梅. 单片机的C 语言运用设计[M].北京: 北京航空航天大学出版社, 2001,(11):15-18.
[6] 吴振纲,陈虎.PLC 的人机接口与编程[J].微计算机信息,2005,8-1:21-23。


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