基于單片機(jī)的智能儀器監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)用

　　由于經(jīng)分析儀器傳感器轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)是0～1V，顯然不能用內(nèi)部參考電壓模式進(jìn)行采樣，所以系統(tǒng)選用外部參考電壓方式。但是作者在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，外部參考電壓不能過低。試驗(yàn)表明，當(dāng)外部參考低于1V時(shí)，在輸入的模擬量在90 mV以下時(shí)，采樣的結(jié)果明顯不準(zhǔn)確，有很嚴(yán)重的非線性，甚至出現(xiàn)明顯死區(qū)。所以監(jiān)控平臺(tái)在傳感器與A/D采樣芯片之間加入了放大器，將傳感器傳給A/D采樣芯片的信號(hào)放大至0～2V，通過計(jì)算可知此時(shí)的外部參考電壓VREF=2/1.2207=1.6384V，事實(shí)證明這種方法起到了良好的作用，A/D采樣芯片發(fā)揮了良好的性能，滿足了監(jiān)控平臺(tái)的要求。

　　3.3 LCD液晶顯示模塊

　　LCD液晶顯示器是人機(jī)界面的重要窗口，也是本監(jiān)控平臺(tái)的特色之一，本平臺(tái)所有人機(jī)交互功能皆通過LCD結(jié)合鍵盤完成。鍵盤采用的是2×4觸摸按鍵設(shè)計(jì)，占用CPU的6個(gè)I/O口，其中一個(gè)按鍵與儀器啟動(dòng)電路相連，成為該分析儀器的啟動(dòng)鍵。液晶顯示器采用的是240×128點(diǎn)陣式大屏幕寬視角液晶顯示器（LCD），顯示模塊的外部接口引腳共有21個(gè)，其中Pin18腳為顯示字符的字體選擇引腳，接高電平則顯示的字體為8×6，接低電平則顯示的字體為8×8。該液晶屏內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器T6963C及周邊電路，具有硬件初始化功能。

　　LCD的Pin4腳為顯示區(qū)域?qū)Ρ榷日{(diào)節(jié)管腳，接入電壓可以在-6V～18V之間調(diào)節(jié)。本監(jiān)控平臺(tái)選用MAXIM公司生產(chǎn)8引腳雙列直插封裝的MAX749芯片來提供液晶屏的輝度調(diào)節(jié)的震蕩電壓。該芯片是專為L(zhǎng)CD對(duì)比度電壓調(diào)節(jié)而設(shè)計(jì)的，其輸出電壓具有良好的可調(diào)性，可以通過數(shù)字控制、電位調(diào)節(jié)、PWM控制工三種方法實(shí)現(xiàn)。起工作電路如圖3。

　　圖3 MAX749工作電路設(shè)計(jì)

　　3.4 紅外打印及串口通訊模塊

　　根據(jù)紅外打印協(xié)議，打印模塊硬件部分主要由紅外物理層包括紅外收發(fā)器及編解碼硬件電路實(shí)現(xiàn)。其中物理層編解碼采用了惠普公司紅外3/16的編解碼芯片——hp-7001，此芯片使用1.63μs或者3/16脈沖模式收發(fā)信號(hào)，可對(duì)波特率編程。紅外收發(fā)器采用安捷倫的hsdl-3610，它全兼容IrDA 1.1，最高傳輸速率可達(dá)4Mbps,連接距離大于1.5米且耗電較少?？紤]到單片機(jī)80C196kc的串行接口要用于數(shù)據(jù)通訊,所以改用HSO、HSI實(shí)現(xiàn)紅外打印的類串口數(shù)據(jù)輸出輸入。由于80C196kc和hp7001的接收發(fā)送腳都是TTL電平，可直接相連，無需MAX232等電平轉(zhuǎn)換芯片。考慮到9600bps是紅外通訊協(xié)議的基本波特率，故80C196kc以及hp-7001和hsdl-3610都采用9600bps進(jìn)行通訊。

　　串口通信使用了80C196kc的串行數(shù)據(jù)接口，采用RS-232方式，由MAX232實(shí)現(xiàn)串行信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換。采用8位數(shù)據(jù)位、一位停止位、無奇偶校驗(yàn)位的傳輸方式，提供4800、9600、19200三種波特率供用戶選擇，以適用于計(jì)算機(jī)通訊的需要。通訊時(shí)只需用在儀器與計(jì)算機(jī)之間用串口線連接，運(yùn)行相應(yīng)程序，即可完成數(shù)據(jù)的傳輸。該通信只傳送已存入flash中的歷史采樣數(shù)據(jù)，最多一次可傳送40組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)均包括所有采樣參數(shù)、計(jì)算參數(shù)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)的系統(tǒng)參數(shù)（如日期時(shí)間、燃料類型等）。