智能型数字面板表(DPM) 浏览文章 维修技术 维修吧

    一、概述
    数字面板表(DPM)已广泛用于工业测试和日常生活中的各种领域，它可以将模拟量输入信号转换成对应的数字信号，并通过LED或者LCD数码显示器进行显示。具体应用包括电压／电流测量、压力测量、厚度测量、温度测量以及各种过程控制信号的测量等。目前市面上制作的数字面板表一般是以积分型ADC作为核心器件(如MAX7129)。近年来MAXIM公司又推出了多款基于∑-△架构的ADC芯片，并逐渐在数字面板上得到应用，无论是积分型ADC还是∑-△型ADC，本质上都是具有BCD码输出的A／D转换芯片。因此，这类数字表只能实现单一的从模拟量到数字量的转换显示，因而缺乏必要的控制和计算处理功能。
    目前，许多单片机公司都推出了具有内含A／D转换功能的新型单片机，其中PIC16F676就是Microchip公司新出的一款新型的PIC系列单片机，该单片机是基于FLASH的14脚8位COMS单片机，其引脚功能如图1所示。
    PIC16F676单片机配置了多种功能模块，如高精度的44MHz振荡器、看门狗定时器、低功耗上电复位电路、高持久的FLASH／EEPROM单元、2个定时／计数器和8路可编程的10位分辨率的A／D转换器等，这些功能模块的运用，可以大大简化硬件线路的设计，真正实现“单片”系统的功能。
    将PIC16F676用于制作数字面板表，除了实现A／D转换和显示的功能外，还可以实现必要的数据处理和输出控制，从而实现数字面板表的智能化。转载请注明转自“维修吧-

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    二、硬件线路设计及实现功能
    图2为智能型数字面板表的硬件线路原理图，该电路主要由键盘输入电路、数码显示电路、模拟信号通道和基准输入电路以及一路OC门控制输出电路等组成，各部分电路的主要实现功能如下：
    1．键盘输入电路
    设计了三个按键，用以实现多种运行参数的设置，这些运行参数由PIC16F676内部的EEPROM单元存储，并参与相应的数据处理，其设置的参数有：
    (1)量程选择：根据实际所检测模拟输入信号的大小，其量程可以有0～9．9、0～99．9和0～999三挡选择。
    (2)设置高限与低限：当被测信号超过所设置的高／低限时，在面板上可显示出高／低限报警提示符和相应的控制输出信号。
    (3)设置斜率参数K级初始值b：可以实现对Y=kx+b模拟信号函数的检测，该函数可以为递增型或递减型，从而克服了普通数字面板表只能检测Y=kx且只为递增型模拟信号函数的缺陷。
    (4)对输出信号控制方式的选择：可以有4种输出信号控制方式，如图3所示，以满足不同系统的控制需要。
    2．数码显示电路
    4位LED数码显示，用于显示检测处理结果及其他相关的运行参数设置。为了节省对PIC16F676单片机I／O引脚的应用，在设计中运用了8位串行输入／并行输出的转换芯片74LS164，用于控制LED数码显示器的段码，其位码则由单片机的RC2～RC5引脚进行控制。
    3．模拟输入通道及基准电路
    由PIC16F676单片机的RAO引脚输入一路模拟量，其模拟输入信号幅值的大小由基准决定。在该电路设计中，运用了基准电压芯片MC1403产生精确的2．5V参考输入电压，同时也可以通过短路块对基准输入的选择，选取由外电路提供基准电压，以增强该数字面板表的通用性。
    4．输出控制电路
    设计了一路具有OC门开路数字量输出，它可以根据设定的控制算法和输入信号的检测结果输出相应的控制信号，实现对相关设备进行控制的目的。
    三、软件结构设计
    根据设计功能要求，在软件设计时采用模块化结构设计，每个模块具有自己独立的入口参数或变量，以完成采样、控制、显示或其他功能。模块程序在主程序的控制与调用之下，相互协调配合，使之成为一个有机的整体。这些程序模块主要有：键采集及处理程序、LED数码显示程序、模拟输入信号采集、滤波以及计算处理程序、输出信号控制程序等。