一種基于微機的記錄儀硬件設(shè)計

一般Rint 的值使得A/D 在退積分階段流過的電流為20uA，則可以Rint=200KΩ，根據(jù)公式9 得出本設(shè)計中在模擬輸入信號較小時，如0～0.5 伏時，自動調(diào)零電容可選比積分電容CINT 大一倍，以減小噪聲，CAZ 的值越大，噪聲越小，如果CINT 選為0.15μF，則
CAZ=2CINT=0.33μF。
本設(shè)計電路中，RUN/HOLD(運行/保持)引腳接+5V，使A/D 轉(zhuǎn)換連續(xù)進行。[4]A/D 轉(zhuǎn)換正在進行時，STATUS 引腳輸出高電平，STATUS 引腳降為低電平時，由74HC373 鎖存的地址信號A1 輸出低電平信號到ICL7109 的HBEN，讀高4 位數(shù)據(jù)、極性和溢出位；由A0 輸出低電平信號到LBEN，讀低8 位數(shù)據(jù)。RUN/HOLD 接+5V，A/D 轉(zhuǎn)換連續(xù)進行，將A/D 每次轉(zhuǎn)換結(jié)實的信號經(jīng)過反向接入80C196KC 的中斷輸入腳，當(dāng)A/D 轉(zhuǎn)換完成自動申請中斷信號，然后80C196KC 給出片選信號、讀信號和HBEN、LBEN 信號，A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果根據(jù)控制信號出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線D0～D7 上。不需要采集數(shù)據(jù)時，不會影響微處理器的工作，這種方法可簡化設(shè)計。
2.2 通信接口的設(shè)計
設(shè)計了RS485 通訊接口，同時設(shè)置了可以配備專用USB 通訊模塊接口。如下圖2

圖2 通訊接口分配控制圖
通過光偶可以實現(xiàn)RS485 通訊和USB 接口通訊之間的切換，[5]在此處使用80C196KC 的P1.4 作為切換信號，當(dāng)需要進行RS485 通訊的時候可以將P1.4 設(shè)置為1，反之將P1.4 設(shè)置為0 是可以實現(xiàn)USB 接口通訊功能。
2.3 顯示器模塊接口的設(shè)計
參照國內(nèi)和國際市場無紙記錄儀使用液晶顯示器的特點，[6]通過對各種液晶資料的對比分析本設(shè)計選擇了一款YD501A 彩色液晶VRAM 彩色液晶顯示器。DC/DC 電壓變換器產(chǎn)生液晶所用各種驅(qū)動電壓，DC/AC 逆變器則用來點亮冷陰級背光燈，顯示驅(qū)動邏輯電路采用優(yōu)化的邏輯電路;采用分時技術(shù)讓顯示與寫入數(shù)據(jù)同時進行，實現(xiàn)了畫面的高速更新，而且互不干擾。YD501A 的基本原理如下圖3 所示：

圖3 液晶控制框圖
3.結(jié)論
通過標(biāo)準(zhǔn)所要求的全部例行實驗，結(jié)果完全滿足無紙記錄儀標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項指標(biāo)，完全能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場使用環(huán)境的需要。 通過實驗，證明了本課題提出的需要攻關(guān)的技術(shù)已經(jīng)掌握，并成功的運用于實踐。并且通過對信號采集、信號處理、軟／硬件設(shè)計的加強，提高了無紙記錄儀在現(xiàn)場工作的穩(wěn)定性、可靠性和先進性。
本文作者創(chuàng)新點: 對于以50HZ 為主的工業(yè)現(xiàn)場干擾信號，采用積分方式，選定一個特定的積分周期，達到濾波抗干擾的效果。
參 考 文 獻:
[1] 謝. 無紙記錄儀的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 自動化與儀器儀表, 2001,（3）：24-25.
[2] 汪建. MCS-96 系列單片機原理及運用技術(shù)[M]. 武漢：華中理工大學(xué)出版社，1999，
（01）： 39-371.
[3] 周立功. 等編著PDIUSBD12 USB 固件編程與驅(qū)動開發(fā)[J], 電子世界， 2003,（2）
[4] PDIUSBD12 芯片在USB 接口電路中的應(yīng)用[D]. 中國IC 網(wǎng), 2005,(10).
.
[5] 馬忠梅. 單片機的C 語言運用設(shè)計[M].北京： 北京航空航天大學(xué)出版社， 2001，
（11）：15-18.
[6] 吳振綱，陳虎．PLC 的人機接口與編程［J］．微計算機信息，2005，8-1：21-23。