一種新穎的智能碼盤的研究
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2．2 數(shù)據(jù)采集電路
本設(shè)計采用STC12C2052AD作為碼盤CPU，它是一款高速，低功耗，超小封裝的單片機，其價格低廉，性能可靠，無需擴展即可滿足設(shè)計要求。片內(nèi)2 KBFLASH和256 B片內(nèi)RAM，可以完成10萬次以上的擦寫次數(shù)，引腳封裝和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼容，系統(tǒng)硬件設(shè)計簡單、軟件編程方便。數(shù)據(jù)采集在外部中斷中完成，當按采集按鈕時，系統(tǒng)立即響應(yīng)中斷，即執(zhí)行中斷處理程序，從P1口讀入撥碼開關(guān)狀態(tài)，然后拆分位碼和數(shù)碼，如果數(shù)據(jù)有效(數(shù)碼數(shù)值不大于9)，則將采集數(shù)據(jù)存入相應(yīng)內(nèi)存，并轉(zhuǎn)存到E2PROM內(nèi)，即完成了位碼指定位的數(shù)據(jù)輸入，然后碼盤CPU將這組數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶系統(tǒng)CPU，再移植到控制參數(shù)緩沖器和送顯示器顯示，提示操作者設(shè)置控制參數(shù)的大小。當所有位設(shè)置完成后，即可完成整體數(shù)據(jù)采集。
2．3 數(shù)據(jù)輸出電路
該碼盤數(shù)據(jù)輸出由碼盤CPU通過異步通信串行接口(UART)進行串口發(fā)送，發(fā)送和接收波特率設(shè)置為1200b／s。
為保證通信可靠性，采用對講機通信方式，碼盤CPU采集數(shù)據(jù)完畢后(接到發(fā)送命令)主動發(fā)送呼叫口令“S”，用戶控制系統(tǒng)CPU接收口令“S”后，應(yīng)答“O”來建立通信連接。聯(lián)結(jié)建立完畢后，將設(shè)置參數(shù)從高位到低位依次連續(xù)發(fā)送3遍。用戶系統(tǒng)CPU將接收到的3組數(shù)據(jù)進行對應(yīng)表決校驗，來確定接收數(shù)據(jù)正確性。
用戶可以根據(jù)自己需要將接收到的16位數(shù)據(jù)將進行數(shù)據(jù)前后分組，每組數(shù)據(jù)位數(shù)和物理含義由用戶自己決定。例如在環(huán)境檢測系統(tǒng)中1～3位為環(huán)境溫度，4～5位為空氣濕度，6～8位為二氧化碳濃度，9～13位為光照強度，14～16位為噪聲強度。
3 軟件設(shè)計
本設(shè)計采用匯編語言編程，主要包括主程序、數(shù)據(jù)采集子程序、顯示子程序、FLASH讀／寫子程序、串口發(fā)送／接收子程序等。
3．1 碼盤CPU主程序流程圖
碼盤CPU主程序流程圖如圖4所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/160992.htm
主要由系統(tǒng)初始化、E2PROM讀出、顯示，虛擬串口發(fā)送等程序模塊組成，系統(tǒng)初始化主要置更新標志為1，其目的是系統(tǒng)從E2PROM內(nèi)讀出斷電前最后一次保存的數(shù)據(jù)，顯示，并發(fā)送給用戶控制系統(tǒng)CPU，供用戶系統(tǒng)使用。
3．2 數(shù)據(jù)輸入中斷服務(wù)程序
圖5為數(shù)據(jù)輸入子程序流程圖，主要處理數(shù)據(jù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)存入E2PROM中。數(shù)據(jù)輸入子程序是智能碼盤程序的核心部分，其執(zhí)行過程如下：
(1)將P1的數(shù)據(jù)讀入；
(2)拆分位碼、數(shù)碼；
(3)判斷數(shù)碼數(shù)據(jù)是否合法(若數(shù)碼大于9，則視為不合法)，若不合法，采樣數(shù)據(jù)無效；
(4)將位碼、數(shù)碼數(shù)據(jù)寫入E2PROM；
(5)向用戶CPU發(fā)送。
4 應(yīng)用實例
在木材干燥過程中，需要若干個干燥階段。每個階段都需要設(shè)置干燥時間、干燥溫度以及干燥濕度。若濕度太大，木材易發(fā)霉；若溫度過高，濕度太低，木材干燥過快，易引發(fā)內(nèi)裂，所以要求控制系統(tǒng)在滿足干燥濕度的條件下，盡快達到干燥溫度，并在該干燥溫度和濕度條件下保持干燥階段時間，使木材內(nèi)的水分自然流出。
只應(yīng)用該碼盤的前10位就能滿足干燥過程參數(shù)的設(shè)置，16～13位設(shè)置干燥時間(時／分)，12～10位設(shè)置干燥溫度(干球溫度)，9～7位設(shè)置干燥濕度(濕球溫度)。干燥控制系統(tǒng)從串行口接收到這些干燥控制參數(shù)保存到30H～39H中，即30H～33H保存干燥時間，34H～36H保存干燥溫度，37H～39H保存干燥濕度，控制系統(tǒng)在工作時，根據(jù)實際采樣溫度、濕度與這些控制設(shè)置參數(shù)比較決策是否加熱提高干燥溫度、是否噴灑蒸氣提高干燥濕度、根據(jù)實際干燥時間是否更改干燥階段等控制。
5 結(jié)語
經(jīng)試驗調(diào)試證明，本文提出的方法是切實可行的，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，占用硬件接口少(只占用計算機一個串行口)，當要求輸入數(shù)據(jù)越大，數(shù)字位數(shù)越多時，本方法的優(yōu)越性越明顯。
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