基于單片機的智能儀器監控平臺設計應用

　　由于經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行采樣，所以系統選用外部參考電壓方式。但是作者在實際使用中發現，外部參考電壓不能過低。試驗表明，當外部參考低于1V時，在輸入的模擬量在90 mV以下時，采樣的結果明顯不準確，有很嚴重的非線性，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，通過計算可知此時的外部參考電壓VREF=2/1.2207=1.6384V，事實證明這種方法起到了良好的作用，A/D采樣芯片發揮了良好的性能，滿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LCD結合鍵盤完成。鍵盤采用的是2×4觸摸按鍵設計，占用CPU的6個I/O口，其中一個按鍵與儀器啟動電路相連，成為該分析儀器的啟動鍵。液晶顯示器采用的是240×128點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，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8引腳雙列直插封裝的MAX749芯片來提供液晶屏的輝度調節的震蕩電壓。該芯片是專為LCD對比度電壓調節而設計的，其輸出電壓具有良好的可調性，可以通過數字控制、電位調節、PWM控制工三種方法實現。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

　　根據紅外打印協議，打印模塊硬件部分主要由紅外物理層包括紅外收發器及編解碼硬件電路實現。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脈沖模式收發信號，可對波特率編程。紅外收發器采用安捷倫的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。考慮到單片機80C196kc的串行接口要用于數據通訊,所以改用HSO、HSI實現紅外打印的類串口數據輸出輸入。由于80C196kc和hp7001的接收發送腳都是TTL電平，可直接相連，無需MAX232等電平轉換芯片。考慮到9600bps是紅外通訊協議的基本波特率，故80C196kc以及hp-7001和hsdl-3610都采用9600bps進行通訊。

　　串口通信使用了80C196kc的串行數據接口，采用RS-232方式，由MAX232實現串行信號的電平轉換。采用8位數據位、一位停止位、無奇偶校驗位的傳輸方式，提供4800、9600、19200三種波特率供用戶選擇，以適用于計算機通訊的需要。通訊時只需用在儀器與計算機之間用串口線連接，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的系統參數（如日期時間、燃料類型等）。