3.4 LCM點(diǎn)陣式液晶顯示模塊接口設(shè)計

　　LCM點(diǎn)陣式液晶顯示模塊能顯示的字符多,并且能顯示漢字,因而在智能化測量控制儀表中得到了廣泛的應(yīng)用。本系統(tǒng)選用的是EPSON公司生產(chǎn)的EA-D20040AR點(diǎn)陣式液晶顯示模塊,它由TN型液晶顯示器、CMOS驅(qū)動器和CMOS控制器組成,模塊內(nèi)集成有字符發(fā)生器和數(shù)據(jù)存貯器,采用單±5V電源供電,內(nèi)部有能顯示96個ASCII字符和92個特殊字符的字庫。EA-D20040AR與單片機(jī)80C51的接口電路如圖4所示:

　　圖4 EA-D20040AR與80C51的接口電路

　　3.5電源電路

　　本系統(tǒng)的通訊測量控制系統(tǒng)及所有的壓力測量控制系統(tǒng)共用同一本安電源,應(yīng)盡量地降低線路損耗, 提高電源工作效率。為此, 壓力測量控制系統(tǒng)除控制傳感器的電源供電外, 還采用了美國MAXIM公司的高效、+5V輸出可調(diào)降低壓穩(wěn)壓器MAX639, 可將+5.5~+11.5V之間的電池電壓轉(zhuǎn)換為+5V出, 并在整個電壓范圍內(nèi)提供100mA輸出電流, 靜態(tài)電流僅為10μA, 效率高于90%。

　　MAX639所需外圍器件較少, 即一個小的廉價電感、一個輸入旁路電容、一個濾波電容和一個肖基特二極管, 不需要任何補(bǔ)償元件。它實質(zhì)上是一個降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器, 當(dāng)開關(guān)合上時, 加到電感上的電壓等于V+減VOUT, 通過電感的電流斜坡上升, 從而在電感的電場中儲能, 該電流還流入輸出濾波電容和負(fù)載; 當(dāng)開關(guān)斷開時, 此電流以相同的方式流過電感, 但因開關(guān)此時已斷開,它必然要流過二極管。當(dāng)開關(guān)斷開時, 電感僅供給負(fù)載電流, 并且這個電流隨著電感磁場儲存的能量轉(zhuǎn)移到輸出濾波電容和負(fù)載中而減少為零。

　　3.6 RS-485接口電路

　　本系統(tǒng)中,通訊測量控制系統(tǒng)與各壓力測量控制系統(tǒng)屬主從式通訊網(wǎng)絡(luò),為適合此遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、干擾大的通訊環(huán)境,采用RS-485接口電路。本系統(tǒng)中選用的MAX483接口電路,是由MAXIM生產(chǎn)的專用于RS-485通訊的小功率收發(fā)器,含有一個驅(qū)動器和一個接收器,其特點(diǎn)是具有減小轉(zhuǎn)換速率的驅(qū)動器,可以使EMI(電磁干擾)減到少,并減少因電纜終端不適當(dāng)而產(chǎn)生的影響,可以以高達(dá)250kb/s的速率無誤差地傳送數(shù)據(jù)。

　　3.7 自動復(fù)位電路

　　由于壓力測量控制系統(tǒng)在井下連續(xù)運(yùn)行,為了防止由于意外干擾引起“死機(jī)”,特在壓力測量控制系統(tǒng)引入自動復(fù)位電路,即看門狗電路。看門狗電路種類很多,為了減少元件個數(shù),本系統(tǒng)選用MAX706。

　　MAX706確保在加電期間復(fù)位,并防止掉電或降壓情況下微處理器代碼執(zhí)行出錯。在加電時一旦 Vcc達(dá)到1V,即可保證 輸出低電平,當(dāng)Vcc上升超過復(fù)位門限電壓時,需經(jīng)過大約200ms,一個內(nèi)部定時器才允許 變?yōu)楫?dāng)電平。只要VCC降低到復(fù)位門限電壓以下, 就變?yōu)榈碗娖健?/p>

　　MAX706看門狗電路還監(jiān)控微處理器的工作,如果在1.6S內(nèi)微處理器不觸發(fā)看門狗輸入(WDI)且WDI并非處于三態(tài),WDO將變?yōu)榈碗娖健?/p>

　　4 壓力測量控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　壓力測量控制系統(tǒng)的程序由主程序和幾個子程序組成。子程序主要包括測頻率子程序、計算壓力子程序、顯示數(shù)據(jù)子程序、串行通訊子程序等。

　　4.1 測頻率子程序

　　單片機(jī)多倍周期同步法測量的兩種情形,本系統(tǒng)選用第二種方法,即固定TM的多倍周期測量法。

　　4.2 計算壓力子程序

　　當(dāng)單片機(jī)測完一個信號頻率后,取出對應(yīng)的壓力盒常數(shù)A, B, f0,由公式

　　計算出壓力P(為兆帕)或換算成其他單位的壓力值。

　　4.3 顯示數(shù)據(jù)子程序

　　單片機(jī)把前面計算出的壓力值輸出到LCM液晶顯示模塊顯示。LCM液晶顯示模塊EA-D20040AR的初始化程序如下:

　　START: MOV DPTR, #2000H;置指令寄存器地址

　　MOV A, #38H; 置功能,數(shù)據(jù)以8位操作,2行顯示,5X7點(diǎn)陣

　　MOVX @DPTR, A

　　MOV A, #06H; 置輸入模式,設(shè)置AC為增量方式,顯示屏不移動

　　MOVX @DPTR, A

　　MOV A, #OEH: 置顯示開/關(guān)控制,顯示開,顯示光標(biāo),閃耀關(guān)

　　MOVX @DPTR, A

　　MOV A, #01H; 總清,清除屏幕,置AC地址為零

　　MOVX @DPTR, A

　　RET

　　4.4 壓力測量控制系統(tǒng)串行通訊子程序

　　本系統(tǒng)中,各壓力測量控制系統(tǒng)與通訊測量控制系統(tǒng)之間屬于多機(jī)通訊。通訊測量控制系統(tǒng)為主機(jī),各壓力測量控制系統(tǒng)為從機(jī)。壓力機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù),通訊測量控制系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)。

　　壓力測量控制系統(tǒng)(從機(jī))中斷方式通訊程序程序設(shè)計思想是:在主程序中設(shè)置好與串行通訊接收和中斷有關(guān)的初始化工作后,等待中斷,在收到一幀地址信息后啟動中斷進(jìn)入通訊服務(wù)程序,在以后的接收或發(fā)送通訊中就采用查詢方式,直到本次通訊結(jié)束,由中斷返回到主程序。其中若從機(jī)未作好發(fā)送準(zhǔn)備及出現(xiàn)非法命令等也從中斷返回,在主程序中作好準(zhǔn)備。主機(jī)應(yīng)重新和從機(jī)聯(lián)絡(luò),使從機(jī)再次進(jìn)入串行口中斷。