基于單片機的智能儀器監控平臺設計應用

　　由于經(jīng)分析儀器傳感器轉換后的電信號是0～1V，顯然不能用內部參考電壓模式進(jìn)行采樣，所以系統選用外部參考電壓方式。但是作者在實(shí)際使用中發(fā)現，外部參考電壓不能過(guò)低。試驗表明，當外部參考低于1V時(shí)，在輸入的模擬量在90 mV以下時(shí)，采樣的結果明顯不準確，有很?chē)乐氐姆蔷€(xiàn)性，甚至出現明顯死區。所以監控平臺在傳感器與A/D采樣芯片之間加入了放大器，將傳感器傳給A/D采樣芯片的信號放大至0～2V，通過(guò)計算可知此時(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(mǎn)足了監控平臺的要求。

　　3.3 LCD液晶顯示模塊

　　LCD液晶顯示器是人機界面的重要窗口，也是本監控平臺的特色之一，本平臺所有人機交互功能皆通過(guò)LCD結合鍵盤(pán)完成。鍵盤(pán)采用的是2×4觸摸按鍵設計，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。該液晶屏內置驅動(dòng)器T6963C及周邊電路，具有硬件初始化功能。

　　LCD的Pin4腳為顯示區域對比度調節管腳，接入電壓可以在-6V～18V之間調節。本監控平臺選用MAXIM公司生產(chǎn)8引腳雙列直插封裝的MAX749芯片來(lái)提供液晶屏的輝度調節的震蕩電壓。該芯片是專(zhuān)為L(cháng)CD對比度電壓調節而設計的，其輸出電壓具有良好的可調性，可以通過(guò)數字控制、電位調節、PWM控制工三種方法實(shí)現。起工作電路如圖3。

　　圖3 MAX749工作電路設計

　　3.4 紅外打印及串口通訊模塊

　　根據紅外打印協(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。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，可對波特率編程。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4Mbps,連接距離大于1.5米且耗電較少?？紤]到單片機80C196kc的串行接口要用于數據通訊,所以改用HSO、HSI實(shí)現紅外打印的類(lèi)串口數據輸出輸入。由于80C196kc和hp7001的接收發(fā)送腳都是TTL電平，可直接相連，無(wú)需MAX232等電平轉換芯片?？紤]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的串行數據接口，采用RS-232方式，由MAX232實(shí)現串行信號的電平轉換。采用8位數據位、一位停止位、無(wú)奇偶校驗位的傳輸方式，提供4800、9600、19200三種波特率供用戶(hù)選擇，以適用于計算機通訊的需要。通訊時(shí)只需用在儀器與計算機之間用串口線(xiàn)連接，運行相應程序，即可完成數據的傳輸。該通信只傳送已存入flash中的歷史采樣數據，最多一次可傳送40組數據，每組數據均包括所有采樣參數、計算參數及數據存儲時(shí)的系統參數（如日期時(shí)間、燃料類(lèi)型等）。