第17-24講第四章.doc

第17講3.2.3 VXI總線（簡介）一.發(fā)展簡介：VME總線是Motorola公司1981年針對32位微處理器68000而開發(fā)的微機總線。VXI總線是VEM總線標準在智能儀器領域的擴展，由HP等5個測試儀器公司于1987年聯(lián)合推薦，是當前儀器系統(tǒng)中得到廣泛應用和發(fā)展的一種并行總線標準。其數(shù)據(jù)速率高達40Mb/s。二.構思：其基本構思是將每一種儀器制成一塊標準尺寸的電路板（共有四種大小不同的標準尺寸），稱之為卡式儀器，組成自動測試系統(tǒng)時，根據(jù)系統(tǒng)功能要求選定若干卡式儀器并將其安裝在同一個機箱中，并掛接在機箱背板的高速VXI總線上。即可方便的構成不同用途和規(guī)模的VXI總線儀器系統(tǒng)。相當于在一個機箱內(nèi)集成了整個GP-IB儀器系統(tǒng)。這些卡式儀器可以獨立工作，也可與系統(tǒng)內(nèi)的其它儀器交換數(shù)據(jù)，還可通過背板總線進入遠程狀態(tài)，與系統(tǒng)外的設備交換數(shù)據(jù)。三.技術特點概述：1.定義了四種模板尺寸。（10*16cm2、23.3*16cm2、23.3*34cm2、36.7*34cm2）2.定義了模板與底板總線插接的3個96針連接器標準（數(shù)量眾多、功能強大）。3.每個VXI總線儀器系統(tǒng)最多可容納256個裝置（裝置-講者、聽者、控者），每個裝置都有唯一的地址編碼?？蓡尾蹎窝b置、一槽多裝置、多槽一裝置。4.建立在IEEE-488.2基礎上的可編程儀器標準命令SPCI，創(chuàng)造了一個從程控儀器標準命令、儀器之間信息交換到系統(tǒng)操作運行高度統(tǒng)一的軟件環(huán)境。5.當一個機箱不能容納所有的卡式儀器時，可利用總線擴展器將主機箱與擴展機箱連接起來，以構成完整的VXI總線儀器系統(tǒng)。6.可通過不同的接口與多種計算機連接，可充分利用各種通用軟件、操作系統(tǒng)、高級語言和軟件工具等。使軟件編程更簡便。四.應用特點及適用領域：1.信息吞吐量達，傳輸速率高達40Mb/s2.配置靈活，系統(tǒng)研發(fā)周期短、成本低。3.結構緊湊、儀器體積小。4.可通過轉換模塊方便的連接其他總線系統(tǒng)（如GP-IB、RS-232C、RS-485等）5.適用于實驗室儀器系統(tǒng)和非大批量儀器系統(tǒng)的研發(fā)。3.3 USB總線技術通過本節(jié)的學習，要求學生掌握USB總線的主要特征。一.什么是USB總線：USB即通用串行總線。它是一種電纜總線，是在傳統(tǒng)計算機組織結構的基礎上，引入了網(wǎng)絡的某些技術，支持主機與各種“即插即用”外部設備之間的數(shù)據(jù)傳輸。多個設備按協(xié)議規(guī)定分享USB帶寬，在主機和總線上的設備運行中，仍允許添加或拆除外設。二.USB總線的主要特征：1.用戶易用性。連接頭采用單一模型，電氣特性與用戶無關，提供了動態(tài)連接、動態(tài)識別等特性。2.應用的廣泛性。傳輸速率幾kb/s100Mb/s?？赏瑫r對127個總線設備進行操作，并在一根電纜上支持同步、異步兩種傳輸模式。3.使用的靈活性。USB總線允許對設備緩沖區(qū)大小進行選擇，并通過設定緩沖區(qū)的大小和執(zhí)行時間，支持各種數(shù)據(jù)傳輸速率和不同大小的數(shù)據(jù)包。4.容錯性強。USB總線在協(xié)議中規(guī)定了出錯處理和差錯校正的機制，可以對有缺陷的設備進行認定，對錯誤的數(shù)據(jù)進行校正或報告。5.即插即用的結構體系。USB總線具有簡單而完善的協(xié)議，與現(xiàn)有操作系統(tǒng)相適應，不會產(chǎn)生任何沖突。6.性價比較高。具有優(yōu)秀的特性和低廉的價格。三.應用：目前，USB總線技術應用日益廣泛，各種PC計算機和移動式智能設備普遍配備了USB總線接口，出現(xiàn)了大量的USB外設。隨著USB接口芯片的普及，在智能儀器中裝備USB總線接口，既可以使其方便地連入USB系統(tǒng)，提高智能儀器的數(shù)據(jù)通信能力，又可使智能儀器選用各種USB外設，增強儀器的功能。教材上P58P61對USB總線、總線協(xié)議、數(shù)據(jù)流、容錯、系統(tǒng)設置等進行了簡要地介紹，有興趣的同學可閱讀或參考其他資料，教學上不做進一步的要求。第18講第四章 智能型溫度測量儀本章重點：.智能型溫度測量儀的測量原理以及儀表的基本功能； .智能型溫度測量儀的電路結構以及各主要功能部件的電路原理；.智能溫測儀的軟件結構和各功能軟件的作用，儀表誤差處理的方法；概述：1.智能化測量儀具有精度高、靈敏度高、測量速度快、測量的自動化以及多種輸出形式等一系列優(yōu)點，受到科研、工業(yè)界的普遍歡迎。2.熱工測量（溫度、壓力、流量等）正越來越廣泛地采用智能化測量儀；3.智能型溫度測量儀一般直接配接熱電偶或熱電阻等溫度傳感器，由于溫度傳感器本身的非線性，故儀器內(nèi)部需增加進行非線性補償?shù)碾娐坊蜍浖?.智能壓力、流量顯示儀，一般配接變送器（傳感器和變送電路一體化的產(chǎn)品），這類傳感器的輸出信號為010mA或420mA的直流標準信號（線性很好）。不需進行非線性補償，儀表的軟、硬件組成較簡單。4.1 智能型溫度測量儀的原理通過本節(jié)的學習，要求學生了解智能型溫度測量儀的測量原理及儀表的基本功能。智能溫度測量儀是一種將溫度傳感器變換所得的模擬量轉換為數(shù)字量，通過單片機等智能芯片進行數(shù)據(jù)處理、運算等，并以數(shù)字形式顯示測量結果或控制其它裝置的智能化儀表。4.1.1 智能型溫度測量儀的基本功能1.自動零點調(diào)整和滿度校正。（減小測量誤差）2.自動修正各類測量誤差。（如熱電偶的冷端補償和非線性補償）3.數(shù)據(jù)的處理和通信。（如對測量的溫度信息進行整理加工、統(tǒng)計分析、數(shù)字濾波等；實現(xiàn)各種自動控制；與其他儀器或微機進行數(shù)據(jù)通信，構成測控系統(tǒng)等）4.多種輸出形式（數(shù)字顯示、打印、聲光報警）。還可以多點巡回檢測。5.自診斷（自檢）和斷電保護。4.1.2 智能型溫度測量儀的基本結構與工作流程一.硬件結構參照P65圖4-1對其硬件組成以及各個主要部件的功能作簡要介紹。二.系統(tǒng)軟件1.監(jiān)控程序：接收和分析各種指令，管理和協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)各程序的執(zhí)行。2.中斷處理程序：用于人-機聯(lián)系或產(chǎn)生中斷請求后及時完成實時處理任務。3.實現(xiàn)各種算法的功能模塊：實現(xiàn)儀器的數(shù)據(jù)處理和各種控制功能。三.工作流程（注意：不是程序流程圖）智能溫度測量儀的工作流程如圖4-2所示。結合此圖，簡要介紹智能溫度測量儀的工作流程。注意：教材上P66圖4-2中的“重復上述工作”應回到哪里去？（應回到A/D轉換之前，輸入信號處理是連續(xù)的）注意強調(diào)：整機工作過程是在系統(tǒng)軟件的控制下進行的，明確工作流程是編寫系統(tǒng)軟件的前提！作業(yè)：P62 9、P90 1、2第19講4.2 智能型溫度測量儀的電路結構及特點通過本節(jié)的學習，要求達到以下教學目的：.掌握智能型溫度測量儀的電路結構和各主要功能部件的電路原理。.掌握智能型溫度測量儀各主要功能部件的電路原理。智能型溫度測量儀的電路主要由主機電路、溫度檢測電路、過程輸入輸出通道、人-機接口等電路組成。4.2.1 主機電路智能溫度測量儀通常以單片機為核心。國內(nèi)以MCS-51系列應用較多。一.MCS-51系列單片機的結構與特點（復習）以AT89C51為例，其片內(nèi)資源為：1.一個8位的CPU2.1個直接可以位尋址的布爾處理機3.4KB的快速閃存（ROM）、128B的RAM4.4個8位并行I/O口（可位尋址）5.兩個16位的定時/計數(shù)器（可編程）6.一個全雙工異步串行口7.五個中斷源，分為兩個中斷優(yōu)先級二.主機電路：在絕大多數(shù)情況下，上述資源足以滿足智能溫度測量儀對主機電路的要求。（單片機盡量不要擴展使用，首選片內(nèi)資源夠用的型號）4.2.2 溫度檢測電路溫度是一個很重要的物理量（非電量），自然界中任何物理化學過程都和溫度緊密相關，工業(yè)生產(chǎn)和科研也不例外。溫度的測量與控制直接和產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、節(jié)約能源以及安全生產(chǎn)等重要經(jīng)濟技術指標相聯(lián)系。一.溫度傳感器：常用的溫度傳感器有熱電阻、熱電偶、熱敏電阻和集成T/I（或T/U）變換器。不同的溫度傳感器工作原理與檢測電路均不同。以電阻溫度傳感器為例，電阻溫度傳感器的優(yōu)點：測量精度高，對非溫度量不敏感；有較大的測量范圍，靈敏度高；線性度好。二.測溫電路：電阻溫度傳感器具有電阻值隨溫度而變化的特點，這樣測溫變成了測電阻值。最基本的測量電阻電路是惠斯登電橋，其測溫電路原理圖如圖4-5所示。三.電橋電路設計：1.根據(jù)測溫范圍和測量精度的要求，選擇合適的溫度傳感器。2.確定電橋結構、平衡方式和激勵源的選擇3.確定模擬通道電壓靈敏度、放大器的電壓放大倍數(shù)以及引線電阻的補償。第20講4.設計舉例：測溫范圍：0200；測溫距離：100m；電壓靈敏度：UO=10mV/。試設計傳感器電路并確定放大器的電壓放大倍數(shù)。.選擇鉑電阻溫度傳感器，查手冊得其溫度特性曲線如圖4-6所示。由圖可得：t=0時，R(t)=100；t=200時，R(t)=150；則R=(150-100)/200=0.25/.電橋結構、平衡方式和激勵源的選擇.電橋結構：電橋采用圖4-5所示的等臂單電橋。.平衡方式：為了避免電阻溫度傳感器的電阻變化時，對橋臂電流產(chǎn)生較大影響，選擇R110R(t)。選取R1=R2=R3=R4=2k（應有較大功率容量）；則調(diào)整電橋平衡的可變電阻RwR(t)，選取Rw=200。在0時調(diào)整Rw，使電橋平衡(UO=0V)。.激勵源的選擇：a.一般選擇直流電壓源，以避免電橋電抗分量的影響和便于進行A/D轉換。b.電壓的取值較高時電壓靈敏度也高，但橋路電流大，傳感器本身發(fā)熱影響測量。選激勵電壓E=5V，則每臂電流I1為I1=(E/(R1+R2)(R3+R4)/2=(5/(2+2)(2+2)/2=(5/2)/2=1.25mA傳感器功耗為：PC=I12R(t)=0.001252*150=0.23mW（一般不要大于1mW）.確定電壓靈敏度、放大器的電壓放大倍數(shù).電橋輸出的電壓靈敏度UQO：UQO=(R*E)/(4R1)=(0.25*5)/(4*2000)0.156 mV/.放大器的電壓放大倍數(shù)Au：Au=UO/UQO=10/0.15664.1由于電橋是雙端輸出，放大電路應使用差動放大電路，最好使用儀用放大器。.傳感器引線電阻的補償實際測量中，由于被測溫環(huán)境遠離控制室（傳感器遠離電橋），這樣引線電阻必然影響電橋的平衡，例如，200米長的導線引入4的引線電阻，會使測溫產(chǎn)生約5的誤差，故對引線電阻必須進行補償。注意：這里所說的引線電阻補償應該是引線電阻變化量的補償（如溫度變化、導線氧化等原因造成的引線電阻變化）。引線電阻如果是恒定的，通過調(diào)節(jié)Rw就可以使電橋恢復平衡，不需補償。三線補償法是最常用的引線電阻補償方法。（結合圖4-8簡介其補償原理）其本質(zhì)是將等長的兩根引線電阻分配到電橋的相鄰兩臂上，對等臂電橋而言，其對電橋平衡的影響正好相互抵消。此外還有雙電橋電路、有源測溫電橋電路等，有興趣的可參閱有關書籍。作業(yè)：P91 9補4-1.某智能溫度測量儀，測溫范圍-200+800；測溫距離200m；模擬通道電壓靈敏度UO=5mV/。要求傳感器中的電流小于2mA，試設計傳感器電路并確定放大器的電壓放大倍數(shù)。第21講4.2.3 過程輸入輸出通道過程輸入輸出通道是智能儀器的重要組成部分，溫度傳感器的信號由輸入通道進入智能儀器，而控制信號則通過輸出通道傳遞給執(zhí)行機構，故測量與控制的準確程度與過程通道的質(zhì)量密切相關。一.模擬量輸入通道1.組成：模擬量輸入通道一般由信號轉換、多路開關、放大器、濾波器、采樣保持器和A/D轉換器等組成。（適用于其他模擬量測量儀器）由于溫度是個變化緩慢的物理量，其變換速度遠低于A/D轉換的速度，故采樣保持器可以省略。2.結構：.多通道結構：見圖4-9所示。速度快、硬件結構復雜、占用計算機接口多。.單通道結構：見圖4-10所示。結構簡單、速度稍慢，用多路開關實現(xiàn)各個測溫點分時使用輸入通道。（對溫度測量更適用）。3.標度變換.問題的提出：假設某智能溫度測量儀的測溫范圍是-100+1500，當tmin=-100時，放大器輸出電壓Umin=0V，對應的A/D轉換值為Nmin=0；當tmax=+1500時，放大器輸出電壓Umax=1.6V，對應的A/D轉換值為Nmax=16000。該如何處理A/D轉換的結果，使儀器顯示正確的溫度值？.什么是標度變換：把A/D轉換后的數(shù)字量轉換成有量綱的被測量值的過程稱為標度變換。.標度變換的方法：.模擬量轉換：在傳感器電路或放大電路中采取措施，使當tmin=-100時，放大器輸出電壓Umin=-0.1V，對應的A/D轉換值為Nmin=-1000；當tmax=+1500時，放大器輸出電壓Umax=1.5V，對應的A/D轉換值為Nmax=15000。則A/D轉換的結果可以直接送顯示器，僅需要將小數(shù)點前移一位即可。此方法的優(yōu)點是簡單可靠，缺點是使儀器的通用性大受限制。如當更換傳感器或改變測量范圍，均需要改變模擬電路的結構或參數(shù)。.數(shù)字量轉換：由軟件算法來實現(xiàn)（應用更廣泛）。變換公式為t=1N+0上式中，t為測量溫度值；1為比例系數(shù)；0為取決于零位值得常數(shù)。由于當tmin=-100時，Nmin=0；代入上式得：0=-100由于當tmax=+1500時，Nmax=16000；代入上式得：1=(tmax-0)/Nmax=0.1由此得到具體的變換公式為：t=0.1N-100（）由單片機通過一定的軟件算法進行標度變換，可以節(jié)省硬件電路的成本，提高儀器的通用性，當更換傳感器或改變測量范圍時，僅需改變公式中的系數(shù)即可。4.放大電路的設計.應選擇漂移小、噪聲低的IC運放構成放大電路。.電路結構形式取決于與傳感器電路的配合。（如熱電阻單電橋測溫電路，應選擇差放，集成T/I（或T/U）變換器應選擇同相或反相放大電路等）.要在模擬電路部分實現(xiàn)標度變換、非線性校正的，需特殊設計，難度較大。5.A/D轉換器的選擇：.轉換精度與速度應高于測溫精度與速度的要求。.應便于與微機接口.常用集成轉換器的特點：.逐次逼近型：速度快、精度高、抗干擾能力差、價格高。.雙積分型：速度慢、精度高、抗干擾能力強、價廉。二.模擬量輸出通道模擬量輸出通道一般由D/A轉換器、多路模擬開關和保持器等組成。1.多通道：電路結構見圖4-12所示。復雜。需大量接口，速度快，輸出穩(wěn)定。2.單通道：電路結構見圖4-13所示。結構簡單，需多路開關轉換輪流刷新保持器，且每個通道要有足夠的接通時間，以保證有穩(wěn)定的輸出。速度慢。注意：模擬量輸出通道并不是所有智能溫度測量儀必需的組成部分第22講4.2.4 人-機接口部件作用：接受人對儀器的各種命令和數(shù)據(jù)，向人們給出運算和處理的結果。組成：一般由鍵盤接口、顯示器借口和打印機接口等組成一.鍵盤接口：鍵盤接口通常包括硬件（鍵盤的結構及其與主機的連接方式）和軟件（對按鍵的識別與分析-鍵盤管理程序）兩部分。1.鍵盤管理程序的任務.識鍵：判斷是否有鍵按下（有-譯碼；無-等待或轉去做其他工作）。.譯鍵：識別哪一個鍵被按下（并求出該鍵的鍵值）。.鍵值分析：根據(jù)鍵值，找出對應處理程序的入口并運行之。2.硬件.按鍵開關：常用的有機械觸點式、導電橡膠式和柔性按鍵等三種。.原理上分為編碼式和非編碼式兩種。.編碼式：由鍵盤和鍵盤編碼器（識鍵、譯鍵）組成（硬件復雜、軟件簡單）。.非編碼式：由軟件識別（硬件簡單、成本低、軟件復雜，智能儀器中最常用）.連接方式分為獨立式和矩陣式.獨立式：一鍵一線一口，見識別易，占用口線多，適用于8鍵以下（圖4-14）。.矩陣式：占用口線少，鍵越多優(yōu)勢越明顯。適用于8鍵以上。3.消除鍵抖動.硬件實現(xiàn)：每鍵增加一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（適合按鍵較少的場合）。.軟件實現(xiàn)：軟件延時（約10mS)后再確認。二.顯示器接口（數(shù)碼顯示器）由于點陣顯示器顯示器件多、成本高、譯碼和驅(qū)動復雜（顯示數(shù)碼無優(yōu)勢），智能儀器主要顯示測量結果-數(shù)碼，故基本都采用7段數(shù)碼顯示器。1.液晶顯示器（LCD）：電致變色器件。耗電微、交直流均可驅(qū)動（常用低頻正負對稱方波驅(qū)動，此時對比度、功耗均較優(yōu)，驅(qū)動電路稍復雜）、體薄物輕、機械強度較差，適合便攜式儀器使用（有興趣的同學請參閱參考書1）。2.發(fā)光二極管（LED）:電發(fā)光器件，耗電小、壽命長、成本低、工作溫度范圍寬、機械強度高、亮度適中、工作電壓低（便于和數(shù)字電路連接）。智能儀器中廣泛采用。LED在數(shù)字電路、單片機等課程均講過，在此簡單總結、復習如下。.LED數(shù)碼管有共陽極和共陰極兩種結構，見圖4-16所示（圖中不應有電阻）。選用時主要考慮驅(qū)動電路的驅(qū)動特性（輸出高/低電平時的電流負載能力）。.LED是恒壓元件，正向?qū)妷杭s為UD=1.22.4V，工作電流約為ID=510mA，應調(diào)整限流電阻R，使ID正常。R=(VCC-UD-UMDL)/ID3.LED與單片機的接口.軟件譯碼與硬件譯碼（兩者應用都很普遍）.硬件譯碼：電路稍復雜，軟件簡單。常用譯碼驅(qū)動芯片有74LS47、CD4511、MC14513等（BCD碼7段碼）。.軟件譯碼：電路簡單、軟件稍復雜。.靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示.靜態(tài)顯示：亮度好、軟件簡單、占用CPU時間很少；占用口線多、硬件成本高，適合數(shù)碼管位數(shù)較少的場合。.動態(tài)顯示：占用口線少、硬件簡單、成本低；占用CPU時間很長、軟件較復雜，注意：欲獲得與靜態(tài)顯示同樣的亮度，驅(qū)動電流需增大n倍（n為LED位數(shù)），故不適用于顯示位數(shù)過多的場合（如8位以上）.“動靜結合”：MC14499是串行輸入BCD碼7段碼譯碼驅(qū)動芯片，可自控動態(tài)掃描驅(qū)動4位LED，兼?zhèn)淞遂o態(tài)顯示亮度好、軟件簡單、占用CPU時間很少的優(yōu)點和占用口線少、硬件簡單的優(yōu)點。很實用（參閱參考書1、2）。.組合方案：.軟件譯碼動態(tài)顯示：硬件最簡、軟件最繁，占用口線較少，占CPU時間最長；.硬件譯碼動態(tài)顯示：硬件較簡、軟件較繁，占用口線最少，占用CPU時間長；.軟件譯碼靜態(tài)顯示：占用口線最多，占用CPU時間很短：.硬件譯碼靜態(tài)顯示：占用口線較多，占用CPU時間最短。方案選擇主要考慮：a.占用CPU時間的長短；b.占用口線的多少；c硬件成本；d.軟件編程的方便程度，平衡上述4者的關系，找出最適合本儀器的方案。三.打印機接口：（單片機課程已經(jīng)詳細介紹過，不再重復講解）4.2.5 智能儀器的硬件抗干擾電路（并入7.3.2講授）作業(yè)：P90 3、4、5、7補4-2.設計某智能儀器的4位LED數(shù)碼顯示電路時，要求盡量少占用CPU的時間、不考慮占用口線的數(shù)量，應采用哪種譯碼、驅(qū)動顯示方案？若同時要求占用口線數(shù)量最少，可以選擇哪種譯碼、驅(qū)動顯示方案？第23講4.3 軟件結構和程序框圖通過本節(jié)的學習，要求達到以下教學目的：.掌握智能型溫度測量儀的軟件結構和各功能軟件的作用；.初步掌握智能儀器誤差處理的方法。硬件電路確定后，智能儀器的主要功能依賴軟件來實現(xiàn)。而且軟件還可以實現(xiàn)某些硬件功能。智能型溫度測量儀的軟件通常由監(jiān)控程序、中斷服務程序和測量控制算法程序等組成。4.3.1 監(jiān)控程序的結構一.監(jiān)控程序的功能1.進行鍵盤和顯示管理；2.接收中斷請求信號，區(qū)分優(yōu)先級，實現(xiàn)中斷嵌套并轉入實施測量或控制子程序；3.對硬件定時器處理和軟件定時器管理；4.實現(xiàn)對儀表的自診斷和掉電保護；5.完成初始化，手動/自動控制的選擇等二.監(jiān)控程序的組成：監(jiān)控程序的組成取決于儀器的硬件結構和功能要求。其基本組成如圖4-21所示。監(jiān)控程序?qū)⒏鱾€組成模塊連接成一個有機的整體，實現(xiàn)對儀器的各種管理功能，協(xié)調(diào)軟、硬件工作，使儀器投入正常運行。三.監(jiān)控主程序的流程監(jiān)控主程序的流程如圖4-22所示。圖中有錯誤，自診斷后應進行“儀器的初始化”，“顯示”后直接返回“例行服務”，不應有“等待中斷”。強調(diào)：所有測、控、顯示等都在除自檢和初始化以外的無限循環(huán)圈中。監(jiān)控程序流程是“有始無終”。四.初始化管理1.可編程器件的初始化：如MCS-51中的定時/計數(shù)器、串行口、中斷系統(tǒng)、I/O口等。通過對特殊功能寄存器寫入所需的控制字來實現(xiàn)。2.堆棧的初始化：堆棧是一段地址連續(xù)的RAM單元，供實時中斷處理時暫存數(shù)據(jù)或狀態(tài)。通過對棧指針SP寫操作實現(xiàn)。MCS-51單片機復位時(SP)=07H，第一個進棧數(shù)據(jù)將存入08H，而01FH為4組R0R7，20H2FH是位尋址區(qū)，故堆棧的初始化是將SP指向30H或以上的地址。3.參數(shù)初始化：由智能儀器特性確定的整定參數(shù)。如標度變換公式中的系數(shù)、測量控制算法決定的采樣初值、偏差初值以及過程輸出通道輸出數(shù)據(jù)的初始化等。將上述可調(diào)整的初始化參數(shù)集中在一個模塊中，既獨立又便于集中管理。五.鍵盤管理無論哪種鍵盤結構，在獲得按鍵編碼后，都要轉入相應按鍵服務程序的入口，完成相應的功能操作。1.一鍵一義：一個按鍵代表一個確定的命令或數(shù)字。處理較簡單，鍵盤管理程序只需根據(jù)按鍵的編碼直接分支到處理模塊的入口即可。非編碼式鍵盤管理程序流程圖如圖4-23所示。結合此圖做簡介。注意在實際智能儀器中，“無鍵按下”或“完成鍵操作”后，可能要進行其他操作，如測量、數(shù)據(jù)處理、顯示等，之后才返回到“掃描鍵盤”。2.一鍵多義：一個按鍵有多種功能，既作數(shù)字鍵，又作命令鍵。在獲得按鍵編碼后，他的轉移表不是唯一的，而是多張轉移表，軟件較復雜。不再介紹。六.顯示管理1.7段數(shù)碼顯示管理：無論是靜態(tài)顯示還是動態(tài)掃描顯示，都應在RAM中開辟一個地址連續(xù)顯示緩沖區(qū)，作為顯示管理模塊與其他功能模塊的數(shù)據(jù)接口。測量運算模塊將需要顯示的測量結果存入顯示緩沖區(qū)，顯示管理模塊從顯示緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)，譯碼后送顯示器。.靜態(tài)顯示：顯示管理模塊程序很簡單，從顯示緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)，譯碼后送顯示器。只要顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容沒有更新，則不需要再次調(diào)用顯示管理模塊。.動態(tài)掃描顯示：由于CUP要不停的掃描顯示器，無論顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容是否更新，都要不停的調(diào)用顯示管理模塊，將顯示緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)譯碼后送顯示器。2.指示燈顯示管理：指示燈顯示管理可用與他有關的功能模塊直接管理，也可在顯示緩沖區(qū)中開辟指示燈狀態(tài)映像區(qū)，由顯示管理模塊統(tǒng)一管理。鍵盤與顯示管理程序的流程圖，請參閱單片機教材的相關內(nèi)容。第24講4.3.2 中斷管理程序的結構一.中斷管理：中斷功能使儀表具有處理各種可能事件的功能，提高了儀表的實時處理能力。不同的微處理器其中斷處理方法也不同，中斷管理軟件自然也不同。1.MCS-51的中斷系統(tǒng)：（以AT89C51為例）.5個中斷源。分別是：2個定時/計數(shù)器中斷；2個外部中斷；1個串行口中斷。.兩個中斷優(yōu)先級：由軟件通過對中斷優(yōu)先級寄存器寫入控制字來設定。.1個中斷允許寄存器。由軟件通過對中斷允許寄存器寫入控制字來設定。中斷優(yōu)先級的設定、開中斷等操作，可以在系統(tǒng)初始化程序的最后進行。.中斷的相應過程：單片機在接到中斷請求時，由硬件自動完成以下工作：.識別中斷源，檢查是否有同級或更高級的中斷服務程序正在運行，有放棄；無響應，進入步；.置中斷標志將PC壓棧將中斷向量裝入PC運行中斷服務程序；.執(zhí)行到中斷返回指令時，將PC出棧清中斷標志，從斷點繼續(xù)運行。2. MCS-51的中斷服務程序流程：保護現(xiàn)場(ACC、PSW等進棧、R0R7換組等)中斷服務恢復現(xiàn)場（ACC、PSW等出棧）注意：如果是串行口中斷，中斷服務程序流程：保護現(xiàn)場(ACC、PSW等進棧、R0R7換組等)TI=1還是RI=1發(fā)送（或接收）中斷服務清除TI（或RI）恢復現(xiàn)場（ACC、PSW等出棧）二.定時管理：智能儀器中廣泛采用軟、硬件相結合的定時器?？梢詮浹a硬件定時器難以實現(xiàn)多種時間間隔定時以及軟件定時精度低、實時性差的不足。1.實現(xiàn)方法：.由單片機的定時器產(chǎn)生標準時間，時間一到即產(chǎn)生一個中斷請求。例如由T0工作于方式2