技术需求 - 图文

图21 主机仪表框图

2.3.4.1信号采集部分

如图4所示，信号采集模块A是整个仪表的数据采集端，完成模拟信号的拾取、放大等操作。主机仪表输入的信号有三种(电压0~20mV、频率0~1kHz)信号，下面是这两类信号的处理电路。由于所有的仪表信号由AVR单片机10位AD来处理。若10位AD的精度不够，则考虑采用单独的AD芯片来进行AD转换。 2.3.4.2电压信号处理

重量传感器以应变电桥的方式输出应变电压，范围为0~20mV，此信号的特点可采用高精度的直流放大电路进行处理，像有很多的仪表放大器就可很好的完成此功能，本方案选用AD620仪表放大器，此芯片放大倍数调整容易，而且失调和偏置电流都很小，具有补偿端，所以很适合桥式电路的检测。整个电路的放大倍数调整为100，这样AD620的输出电压就为0～2.000v的，所以可直接与AVR单片机的AD端进行耦合。由于AD620的低频检测特性很优良，所以在参考端不用补偿就可实现高精度的检测。电路图如图22所示。其中R1和R7调整放大倍数，如下式决定，其中G是放大倍数，当电阻采用402欧的1％精度金属膜电阻，则放大倍数就是123.886，其放大倍数的精度为1%。

R ＝ 49.4K/(G-1)；

图22 重量传感器处理电路

（注：此电路图采用我公司塔机综合保护器中的电路。） 2.3.4.3频率信号处理

速度和位移传感器输出为0～1000Hz的频率脉冲，处理方案采用AVR的输入捕捉功能，可较方便的实现频率计数，进而确定当前频率。采用RC低通滤波去高频噪声，施密特反相器整型等措施。（频率信号处理电路待设计） 2.3.4.4电源部分

电源部分向整个仪表提供电源，考虑到液晶功耗较大，所以采用单一电源供电方式，电源板输入为三线制，包含+12V、GND、-12V，通过LM7805和LM7905得到数字和模拟电压+5V和-5V。（电源板原理图待设计） 2.3.4.5继电器部分

继电器采用ULN2803驱动方式。系统可支持8个(可扩展到16个)继电器端子。其中控制端在主控制板上。（继电器板电路待设计） 2.3.4.6主控制板

主控制板较复杂，采用双MCU处理方式，其中主MCU处理主要逻辑，如信号的处理、存储、时钟处理、与手持键盘的连接、GPRS、PC通信等；从机完成数据的液晶面板的实时显示。（主控制板原理图待设计）

2.3.4.7键盘设计

手持键盘完成主机仪表状态的设置功能，如主机仪表的初始状态等。此方案采用模块连接的方式，如图23所示。

按键部分：键盘采用4×4键方式，采用CH451芯片驱动，电路图如图6所示。

图23 按键原理图

（注：此电路图采用我公司塔机综合保护器中的电路。）

CH451采用串行方式实现键盘的处理，具有消除抖动滤波功能。其中16个键的定义如图24所示，主要包括数字键、设置键、滚动键和确定/取消键。下面简单阐述各个键的基本功能。

123上翻456下翻789设置0.取消确定

图24键盘布局

2.4软件设计 2.4.1帐号管理功能

1．系统主仪表接通电源后，液晶显示如下内容：

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1．管理员 2．操作者

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2.选择其中一项，画面显示输入操作号和密码。

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管理员（操作者）

操作号：XXXXXX 密码：XXXXXX

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3．登入系统后进入例行检查界面。若以管理员身份登入，显示所有（总数在 条）预设检查项目，并可以通过键盘来设定哪些项目为有效项目。