农药残留毒性检测仪控制系统的硬件设计(编辑修改稿)

农药残留毒性检测仪控制系统的硬件设计(编辑修改稿)内容摘要：

TTL 电平输入，也响应 EIA/TIA232E与 电平。 接收器输入可以承受最高177。 25V 的过压输入，并提供标称值为 5千欧的输入端接电阻。 接收器符合 和 EIA/TIA232E 关于第一类故障条件的说明。 接收器输入滞回的典型值为 ，并可确保 最小值。 这样，对于慢变化输入信号可以产生明确的输出跳变，即使是在有一定噪声和振荡的情况下。 接收器传输延时 典型值为 600ns，与输入摆幅方向无关。 接受器接受到的信号通过电荷泵 DCDC 电压转换器来转换， MAX232 内部有两个电荷泵，将 +5V 转换为177。 10V(空载 )，为 RS232驱动器提供工作电压。 第一个转换器利用电容 C1将 +5V输入加倍，得到 V+输出端 C3上的 +10V；第二个转换器利用电容 C2将 +10V转换为 V输出端 C4上的 10V。 可以从 +10V(V+)和 10V(V)输出端获取少量的电源功率，同时为外部电路供电。 经过转换后的电平在通过 RS232 驱动器来驱动 RS232 通讯接口， 输出摆幅确保符合 EIA/TIA232E 和 规范，该规范要求在最糟糕的情况下能够满足177。 5V 驱动器输出电压最小值的要求，空载时驱动器输出电压范围是 (V+)至 (V +)。 输入门限兼容于 TTL 和 CMOS 逻辑。 未使用的驱动器输入端不连淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 12 页 共 28 页 接，有内置的、与 VCC 相连的 400k 输入上拉电阻。 上拉电阻将未使用的驱动器输出端强制为低电平，因为所有驱动器都是反相的。 除了在上拉被禁用的关断模式下，内部输入上拉电阻通常消耗 12μ A电流。 在关断模式、三态模式，或器件电源被断开的情况下，驱动器输出关闭，并进入高阻状态，该状态 下的漏电流通常只有几个微安 (最大值为 25μ A)。 输出可以被驱动到177。 15V。 这样通过接受、转换、驱动后就实现了 电平之间的匹配， 电平通过 MAX232 转换后再与打印机的串行通讯接口连接，这样就实现了单片机与打印机之间的通讯。 5． 4 液晶显示电路 EDM128128 液晶显示模块 直接与单片机的 I/O 口相连， 单片机对 内藏 T6963C显示控制器 进行编程控制，从而使液晶显示器件显示相应的文字或则图形 ，T6963C 通过单向的电源线和双向的数据线和控制线和外部相连，在中规模图形式液晶显示模块中，内置 T6963C 控制器的液 晶显示模块是目前较为常用的一种。 该液晶显示模块由液晶显示控制器 T6963C 及其周边电路、行驱动器 T6A40 组、列驱动器 T6A39 组、液晶驱动偏压电路、显示存储器以及液晶屏组成。 显示模块对外仅是一个 20芯的双列扁平电缆接口 [9]。 图 EDM128128接口电路图 T6963C 与 MPU 接口部的缓冲区由四个缓冲器组成，它们是用于接收 MPU 信息的指令锁存器和数据锁存器以及用于向 MPU 发送信息的状态缓冲器和数 据缓冲器。 淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 13 页 共 28 页 T6963C 的时序电路用于为芯片自身以及 LCD 行、列驱动器产生各种所需时序。 首先由芯片内置振荡器与外加晶振构成的振荡电路产生主频信号，此信号经时序控制器多次分频后再产生各种时序信号。 CDATA 为行同步信号； LP为行驱动器的移位时钟脉冲，同时又是列驱动器的数据锁存脉冲信号， HSCP 及 LSCP 分别是双屏模式时的上屏和下屏的移位时钟脉冲信号。 T6963C 的主时钟频率为 ～，显示占空比的调节可由引脚编程解决：并可在 1/16 到 1/128 之间进行调节。 在 EDM128128 中选用 的晶振并接于 XI 与 X0 端可将其占空比定为1/64。 T6963C 有十条基本指令，主要有：数据的读 /写、显示存贮器的寄存器指针设置、控制字设置、工作模式设置、显示模式、光标形状选择、位设置、屏幕拷贝以及屏幕搜索等功能。 这些 指令通常通过 CPU 由 8 位数据总线（ D0～ D7）输入。 T6963C 中 通过 ad0～ ad15 共 16 根地址线可 以 导址 64k 字节的存贮空间，在EDM128128 中 模块中内置了一片 8k 的低功耗静态存储器，所以仅用了 13 根地址线。 数据由 d0～ d7 共 8 位并行口与显示存贮器 RAM 进行传递。 片内设置有文本指针、图形指针、 用户字符发生器指针及地址指针等寄存器。 可通过软件指令对这些寄存器进行设置，并可将显示存贮器划分成文本显示区、图形显示区、以及由用户自定义的字符存贮区， 将 所要显示的文本、图形或自定义图符的数据将被存放到相应的存贮区内。 内置的 RAM 数据锁存器及 RAM 缓冲器可为与外接 RAM 之间数据的传递提供保障。 在显示时，显示数据分别经图形数据锁存器以及文本数据锁存器锁存，再由显示根据显示模式设置控制选择所要显示的是文本还是图形，或者是二者的组合模式。 当选定后，即可对选定数据区进行扫描，对应的显示数据经串行变换后转化成 LCD 串 行数据并串行输出到列驱动器。 行驱动器 T6A40 驱动器芯片具有 68 个通道输出（ 01～ 068），并有两个可用来传递数据的双向数据输入端子，通过此两端与其它引脚的编程组合，可以改变输出数据的流向。 将控制器的 FR 接 T6A40 的 FR 端，并将 VLC VLC VLC5 接到电源偏置电路的对应端子，即可保证驱动器输出的是 LCD 屏的行驱动电平。 淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 14 页 共 28 页 T6A40 片内有两个 34 位双向移位寄存器，串行数据可从 DI01 与 /或 DI02 两个端子输入。 由移位寄存器产生的并行输出数据澈同可分三种：第一种为 01～068；第二种是 068～ 01；第三种流向是 01～ 034 和 068～ 035，具体输出哪一种取决于来自数据流向控制和移位时钟极性控制电路的信号，数据流向控制电路根据单 /双屏选择端子 DUAL 和流向选择端子 DIR 的逻辑电平产生流向控制信号。 移位时钟的极性控制信号由控制器的移位时钟脉冲 SCP（控制器的 LP 信号）和触发方式选择端子 TSW 的逻辑电平来产生。 两个 34 位双向移位寄存器产生的两个34位并行数据将输出到两个 LCD驱动电路中，并在 CLD 电源偏置电压作用下产生 68 位并行 LCD 行输出信号，最后加到 LCD 屏的行输入端。 利用列驱动电路可把控制器提 供的串行数据转换成 LCD 屏所需的并行数据。 一般列驱动芯片都是 80个输出端子，模块为 240列输出， EDM模块采用三片 T6A39芯片相联，正好能构成 240 列输出。 T6A39 可以接收一位串行或两位及四位并行数据，可由 DF1 及 DF2 引脚输入数据位选择器确定并控制输入数据具体格式以及串 /并数据变换的管理控制。 该电路内含两个 40位输出的双向移位寄存器，它们将根据数据流向控制器及驱动时序控制器把接收到的串行数据变换成符合要求的并行数据，并传递给两组 LCD驱动电路。 驱动电路的作用是在 LCD 电压偏置电路供给的偏置电压下， 将得到的80位并行数据数据转换成 LCD 所需的并行输出（ 001～ 080）数据信号（电平）。 表 . EDM128128 的时序表 项目 符号 条件 最小值 最大值 单位 C/D上升时间 tcds Vdd=5V177。 5% Vss=0V Ta=25℃ 100 ___ ns C/D保持时间 tcdh 10 ___ CE,RD,WR 脉宽 tce,trd,twr 80 ___ 数据上升时间 tds 80 ___ 数据保持时间 tdh 40 ___ 访问时间 tacc ___ 150 输出保持时间 toh 10 50 淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 15 页 共 28 页 图 EDM128128的时序图 5． 5 继电器部分电路 继电器 (relay)也是一种电门，但与一般开关不同，继电器并非以机械方式控制，而是一种以电磁力来控制切换方向的电门。 当线圈通电后，会使中心的软铁核心产生磁性，将横向的摆臂吸下，而臂的右侧则迫使电门接点相接，使两接点形成通路。 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关 ”。 故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用 图 继电器控制电路 如图 ： 为单片机的 I/O 口， R31 为与单片机的 I/O 口相连的上拉电阻， LAMP 为接地端，和 +12V 组成电源电路为继电器的两个触点供电 ，三极管、二极管以及电阻构成了继电器线 圈 两端的控制电路，当 端为低电平时，通过三极管的发射极接地，使得二极管截止，继电器的电磁铁的线圈不会通电，淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 16 页 共 28 页 其触点不会接触在一起； 端为高电平时，二极管被导通，继电器的电线圈会通电，其触点会接触在一起，于是就会 形成通路。 继电器部分电路 的作用就是通过单片机的控制其通断， 当光频转换器工作，即当外部有关照时，使单片机开始工作。 当外部没有光照时，使得单片机停止对光信号的检测。 提高了单片机的工作效率。 同时，也降低了功耗。 根 据 电 路 的 需 要 和 实 际 情 况 选 择 HK4100 系列 ， 型 号 为 ：HK4100FDC12VSHG 的继电器，其具体的参数如下： 外形尺寸： **（ W*L*H） 重 量： 触点形式： 1C（ SPDT） 触点负载： 3 A 250 VAC/30 VDC 阻 抗： ≤ 100mΩ 额定电流： 3A 电气寿命：≥ 10 万回 机械寿命：≥ 1000 万回 阻值 (177。 10%)： 720Ω 线圈功耗： 额定电压： DC 12V 吸合电压： DC 9V 释放电压： DC 工作温度： 25℃～ +70℃ 绝缘电阻：≥ 100MΩ 线圈与触点间耐压： 4000VAC/1 分钟 触点与触点间耐压： 750VAC/1 分钟 5． 6 信号采集与处理 电路 传感器采用 TSL230 BRPLF 器件的转换频率误差分别为 : 177。 5%((TSL230B)。 其感光波长为 300nm～ 700nm, 使用温度 范围 5～ 70℃。 淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 17 页 共 28 页。