電渦流式金屬板材測厚儀的設(shè)計

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1沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）23量、阻抗和品質(zhì)因數(shù)發(fā)生變化。這些參數(shù)變化與導(dǎo)體的幾何形狀、電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、線圈的幾何參數(shù)、電路的頻率以及線圈到被測導(dǎo)體間的距離有關(guān)。假使控制上述參數(shù)中一個參數(shù)改變，余者皆不變，就能構(gòu)成測量該參數(shù)的傳感器。DC圖2.1電渦流傳感器的基本原理電渦流傳感器是建立在電磁場理論的基礎(chǔ)上工作的。根據(jù)電磁場的理論，導(dǎo)體的電導(dǎo)率?、磁導(dǎo)率?、導(dǎo)體厚度d，以及線圈與導(dǎo)體之間的距離x、線圈的鼓舞頻率w等參數(shù)，都將通過電渦流效應(yīng)與磁效應(yīng)與線圈參數(shù)（線圈阻抗Z，電感L和品質(zhì)因數(shù)Q）發(fā)生聯(lián)系?；蛘哒f，線圈參數(shù)是導(dǎo)體參數(shù)的函數(shù)。固定其中若干參數(shù)不變，就能按渦流大小測量另外一個參數(shù)，電渦流傳感器就是按此原理構(gòu)成的。電渦流傳感器對金屬導(dǎo)體進(jìn)行測量時，在被測導(dǎo)體中形成的電渦流可等效為一短路環(huán)電流，從而線圈與被測金屬體可等效為相互耦合的兩個線圈，等效電路如圖B2.2所示：R1.M..I1L1L2I2R2U1U1圖2.2等效電路-6-A沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）

R1為線圈電阻；L1為線圈電感；R2為短路環(huán)電阻；L2為短路環(huán)電感；U1為激

勵電壓；M為線圈與短路環(huán)間的互感，M值會隨著它們間距離S的減小，也就是被測導(dǎo)體厚度x的增加而增大。在等效電路中，由基爾霍夫定律得：

??R1I1?j?L1I1?j?MI2?U1?...??j?MI1?R2I2?j?L2I2?0

（2.1）

解上面方程組有：

..I1?U12222????MR2??M?L2R??jwL?L?1?12?2?222R2???L2??R2???L2????（2.2）

...2.I2?j?MI1R2?j?L2?M?L2I1?j?MRR2???L2?222I1（2.3）

電渦流傳感器探頭內(nèi)線圈在受到被測金屬體影響后的等效阻抗為：

?M2222222??M?jw?L1?L2222R2??L2?Z?R1?R2R2??L2???

（2.4）

線圈的等效電感為

?ML2R2???L2?2222L?L1?L2（2.5）

由式（2.5）可見，由于渦流的影響，線圈阻抗的實數(shù)部分增大，虛數(shù)部分減小，因此線圈的品質(zhì)因數(shù)Q下降。阻抗由Z1變?yōu)閆，常稱其變化部分為“反射阻抗〞。由式（2.5）可得

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2?L2?MQ?Q0?1??2?LZ12?2????2?R2?M?1??2?RZ12?2????

（2.6）

式中Q0??L1R1———無渦流影響時線圈的Q值；Z2?R2??L2222———短路環(huán)的阻抗。

Q值的下降是由于渦流損耗所引起，并與金屬材料的導(dǎo)電性和距離x直接有關(guān)。

當(dāng)金屬導(dǎo)體是磁性材料時，影響Q值的還有磁滯損耗與磁性材料對等效電感的作用。在這種狀況下，線圈與磁性材料所構(gòu)成磁路的等效磁導(dǎo)率?e的變化將影響L。當(dāng)距離x減小時，由于?e增大而使式（2.5）中之L1變大。

由式（2.4）～（2.6）可知，線圈—金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的阻抗、電感和品質(zhì)因數(shù)都是該系統(tǒng)互感系數(shù)平方的函數(shù)。而互感系數(shù)又是距離x的非線性函數(shù)，因此當(dāng)構(gòu)成電渦流式傳感器時，Z?f1?x?、L?f2?x?、Q?f3?x?都是非線性函數(shù)。但在一定范圍內(nèi)，可以將這些函數(shù)近似地用一線性函數(shù)來表示，于是在該范圍內(nèi)通過測量Z、L或

Q的變化就可以線性地獲得位移的變化。

例如由式（2.5）可見，渦流傳感器探頭內(nèi)線圈在受到被測導(dǎo)體影響后，等效電感減小，線圈阻抗發(fā)生了變化.探頭線圈受到了渦流的阻抗反射作用后，由電磁場理論中的諾埃曼公式有：

?04?dl1?dl2sM???L1L2（2.7）

其中?0=4??10?7H/m，是空氣介質(zhì)磁導(dǎo)率；dl1和dl2分別為L1和L2的長度元；

dl1按線圈匝數(shù)串聯(lián)計算；dl2按單匝線圈計算并決定于金屬導(dǎo)體幾何尺寸；s為測量

線圈至被測金屬導(dǎo)體表面的距離。若測量初始距離為s0，那么距離s與被測金屬厚度值x有：s?s0?x的關(guān)系，因此有：

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M??04???L1dl1?dl2s0?xL2（2.8）

式（2.8）代入式（2.5）知：受到渦流阻抗反射作用后的線圈電感L，是被測金屬導(dǎo)體厚度x的映射函數(shù)。

在利用電渦流傳感器測量位移時如圖2.3，鼓舞線圈與被測金屬體之間的距離的變化引起互感M發(fā)生變化，其等效電感L變化。當(dāng)線圈與金屬體之間的距離比較遠(yuǎn)時，電渦流對線圈電感的影響可以忽略不計，線圈中電感最大，諧振頻率最低，輸出最大。隨著距離的減小，渦流逐漸加強，線圈的電感減小，從而使諧振頻率增高，于是輸出U幅值下降。

電渦流傳感器金屬板材距離x工作平臺

圖2.3電渦流測位移的原理

由于電渦流傳感器是利用線圈與被測金屬之間的電耦合進(jìn)行工作的，因而被測金屬作為“實際傳感器〞的一部分，其材料性質(zhì)、尺寸與形狀都與傳感器特性密切相關(guān)。

被測金屬的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率對傳感器的靈敏度有影響。一般來說，被測金屬的電導(dǎo)率越高，靈敏度也越高。磁導(dǎo)率則相反。被測金屬的大小與形狀與靈敏度也密切相關(guān)，從分析知，若被測金屬為平面，在渦流環(huán)的直徑為線圈直徑的1.8倍處，電渦流密度已衰減為最大值的5%。為充分利用電渦流效應(yīng)，被測金屬的厚度不應(yīng)小于線圈直徑的1.8倍。當(dāng)被測金屬的直徑為線圈直徑的一半時，靈敏度將減小一半；更小時，靈敏度下降更嚴(yán)重。

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2.2.2電渦流傳感器測厚原理

電渦流測厚儀有兩種方式：高頻反射式和低頻透射式，下面介紹這兩種方式測量金屬板材厚度的基本原理及其應(yīng)用特點：

低頻透射式電渦流傳感器如圖2.4所示。需要選取低頻f鼓舞，但此時的響應(yīng)曲線隨厚度的減小而非線性變大。低頻透射式電渦流傳感器由初級線圈（發(fā)射線圈）L1和次級線圈（接收線圈）L2，它們分別位于被測金屬的兩側(cè)。選中取的鼓舞頻率f一定時，不同材料的?不同，貫穿深度也不同，由此將造成輸出電壓U2?f?h?曲線形狀的變化。為了保證使同一傳感器測量不同材料的線性度和靈敏度一致，可采用改變鼓舞頻率的方法來達(dá)到。例如測量紫銅時采用500HZ；測量黃銅和鋁材時采用2HZ，這樣傳感器的線性度和靈敏度基本上仍能保持在標(biāo)定狀態(tài)下工作。此外，當(dāng)測量厚度大的金屬鍍層或板材時，需要貫穿深度大，選用低頻f鼓舞，其線性就好。

為戰(zhàn)勝金屬板移動過程中上下波動及板材不夠平整的影響，常在板材上下兩側(cè)對稱放置兩個特性一致的傳感器L1和L2。由圖2.4可知，板厚d?D??x1?x2?。工作時，兩個傳感器分別測得x1和x2。

由于此種方式的貫穿厚度與鼓舞頻率有關(guān)，而鼓舞又不能太低，故低頻透射式電渦流傳感器適用測量厚度不大的金屬涂圖，在較厚的金屬板材厚度測量中不太適用。

.U1x1L1金屬板材dx2D.U2L2

圖2.4低頻透射式電渦流傳感器測量金屬厚度原理圖

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單片機的CPU可包括運算部件，控制器，程序狀態(tài)字，B寄放器，累加器Acc（或A），位處理器等。

運算部件由算術(shù)規(guī)律單元、累加器、暫存寄放器、標(biāo)志寄放器、十進(jìn)制調(diào)整單元組成。它的功能是進(jìn)行算術(shù)和規(guī)律運算。它不但對8位變量進(jìn)行規(guī)律：“與〞、“或〞、“異或〞、循環(huán)、取補、清零等基本操作，還可以進(jìn)行算術(shù)的加、減、乘、除操作。功能很強的位操作是一般微型計算機標(biāo)準(zhǔn)ALU所不具備的，它可以對位變量進(jìn)行置位、清零、求補、測試轉(zhuǎn)移及規(guī)律“與〞，“或〞等操作。對半字節(jié)（4位）和雙字節(jié)（16位）類型數(shù)據(jù)也可進(jìn)行操作。

Acc為累加寄放器。但是，對累加器操作指令中累加器的助記簡寫為A。MCS-51指令系統(tǒng)中大部分單操作指令的操作數(shù)取自累加器A，雙操作數(shù)指令的一個操作數(shù)取自累加器A。

B寄放器用于除法和乘法操作。除法指令中，被除數(shù)取自A，除數(shù)取自B，商數(shù)存放在A中而余數(shù)存放在B中。乘法指令的兩個操作數(shù)分別取A和B，其積則存放在AB寄放器對中。對于其它指令，B寄放器作為暫存器使用。

程序存貯器用于存放編好的程序表格和常數(shù)。程序狀態(tài)字寄放器PSW是一個8位的寄放器，它包含了程序狀態(tài)信息。PSW用于指示指令寄放狀態(tài)供程序查詢和判別之用。其中被定義的有七位，定義格式如下：

CyAcF0RS1RS0OVF1PPSW寄放器具有字節(jié)地址和位地址，即每一個標(biāo)志位都有一個地址，可便利地對其中某一位進(jìn)行操作。

我們知道，MCS-51單片機采用的是程序存儲區(qū)與數(shù)據(jù)存儲區(qū)分別尋址的方式，各自的空間分別為64K，對程序存儲區(qū)與數(shù)據(jù)存儲區(qū)（通用I/O口及專用擴展芯片可視為對數(shù)據(jù)存儲區(qū)的操作）的擴展依據(jù)的是單片機訪問外部程序存儲器操作時序和訪問外部數(shù)據(jù)存儲器操作時序，也就是說，對于這兩類存儲區(qū)的擴展，單片機給出的控制信號是不同的。擴展程序存儲區(qū)的控制信號為PSEN與ALE，由于AT89C52自帶的8K內(nèi)存儲器足夠完成儀器的程序設(shè)計，所以芯片的內(nèi)/外程序存儲器選擇控制端EA引腳應(yīng)接高電平（此時單片機訪問片內(nèi)程序存儲器）且PSEN引腳可以不使用，但是ALE引腳為地址鎖存允許信號，當(dāng)單片機上電正常工作后，ALE引腳不斷輸出正

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脈沖信號可經(jīng)分頻后作為A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809的時鐘信號。由于單片機的P0口是作為低8位地址A0～A7與8位數(shù)據(jù)D0～D7分?jǐn)?shù)共用的，而外部的擴展器件均是地址線與數(shù)據(jù)線各自獨立的，故要根據(jù)單片機提供的外部程序存儲器操作時序與外部數(shù)據(jù)存儲器操作時序?qū)?shù)據(jù)地址信號進(jìn)行分開。

3.4.2單片機外圍電路的設(shè)計

由單片機硬件設(shè)計原理可知：（1）盡可能采用功能強的芯片，以簡化電路；（2）留有余地，在設(shè)計硬件電路時，要考慮到將來修改、擴展的便利。因此在89C52芯片本身的最小系統(tǒng)需求外，還選擇了74LS138進(jìn)行了簡單的擴展。

1.時鐘電路

89C52的時鐘可以兩種方式產(chǎn)生，一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路；另一種方式為外部方式。本系統(tǒng)采用內(nèi)部時鐘電路。下面介紹內(nèi)部時鐘方式。

內(nèi)部有一個用于構(gòu)成震蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器。圖3.5是89C52片內(nèi)振蕩器電路。89C52雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必需外接元件，圖3.6是內(nèi)部時鐘方式的電路。外接晶體（在頻率穩(wěn)定性不高，而盡可能要求廉價時，可選用陶瓷諧振器）以及電容CX1和CX2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會影響振蕩頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性，起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。晶體可在1.2MHz～12MHz之間任選，電容CX1和CX2的典型值在20pF～100pF之間選擇，但在60pF～70pF時振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。典型值尋常選擇為30pF左右。外接陶瓷諧振器時，CX1和CX2的典型值約為47pF。在設(shè)計印刷電路板時，晶體或陶瓷振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用溫度穩(wěn)定性能好的NPO高頻電容。本設(shè)計晶陣采用11.0592MHz。

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沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）VCC至內(nèi)部時鐘電路Q3Q2Q4XTAL2CX1CX289C52晶體或陶瓷諧振器XTAL1XTAL1襯底Q1XTAL2VSSVSS圖3.589C52片內(nèi)振蕩器電路圖圖3.6內(nèi)部時鐘方式的電路圖2.復(fù)位電路89C52的復(fù)位輸入引腳RET（即RESET）為89C52提供了初始化的手段。有了它可以使程序從指定處開始執(zhí)行，即從程序存儲器中的0000H地址單元開始執(zhí)行程序。在89C52的時鐘電路工作后，只要在RET引腳上出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平日，單片機內(nèi)部則初始復(fù)位。只要RET保持高電平，則89C52循環(huán)復(fù)位。只有當(dāng)RET由高電平變成低電平以后，89C52才從0000H地址開始執(zhí)行程序。本系統(tǒng)的復(fù)位電路是采用按鍵復(fù)位的電路，如圖3.7所示，是常用復(fù)位電路之SizeBDate:File:2345TitleNumber一。當(dāng)89C52的ALE及PSEN兩引腳輸出高電平，RET引腳高電平到時，單片機復(fù)位。通過按鍵復(fù)位稱手動復(fù)位。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。本次設(shè)計采用的是按鍵電平復(fù)位電路。上電時，RST端經(jīng)電阻與電源VCC接通，若運行過程中需要程序從頭執(zhí)行，只需按動按鈕即可。

當(dāng)按鍵按下時，復(fù)位電路工作在按鍵復(fù)位方式，RST端電壓VRST為：VRST?VCC?R2R1?R215-Jun-2023D:\\我的protel\\Backupof測量電路.DDBSheDra（3.1）

由于手動按鍵復(fù)位的按鍵時間，其電平一般都能使脈沖寬度維持10ms以上，所以對單片機的RST端能持續(xù)提供高電平以確保單片機可靠的復(fù)位。本課題中為單片機提供的復(fù)位高電平約為+4.2V，經(jīng)設(shè)計R1=200Ω，R2=1KΩ，C=22μF。

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C

VCC

RST

89C51

R1

R2

12GND圖3.7按鍵電平復(fù)位電路343.3-8譯碼器74LS138譯碼器是種能將每個輸入的二進(jìn)制代碼譯成對應(yīng)的輸出高、低電平信號的規(guī)律D芯片，3-8譯碼器即74LS138中：A、B、C為選擇端即信號輸入端；E1、E2、E3為使能端，其中E1、E2低電平有效，E3高電平有效。通過對這6位控制端的信號控制，我們就可以得到與之相對應(yīng)的8個高低電平信號（Y0～Y7：譯碼器輸出信號，始終只有一個為低電平）。圖3.8為譯碼器74LS138的引腳圖。CABCE1E2E3Y7GND12345678161514131211109VCCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y674LS138圖3.874LS138引腳圖B在本次設(shè)計中，由于要控制一個4位數(shù)碼管顯示，所以可以其通過1個74LS138來控制這個4位數(shù)碼管顯示，這樣就能夠達(dá)到節(jié)省I/O資源，為將來擴展帶來便利的效用。在實際系統(tǒng)中，要設(shè)計成74LS138的聯(lián)接必需做好E1、E2、E3的選擇，當(dāng)E3=、E1+E2=0時，譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被阻止，所有的輸出端被封鎖在高電平。下表3.1就是1個74LS138的具體控制碼：A-19-沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）

表3.174LS138的控制碼

控制輸入方式E30×1112E1+E2×10003ABC××××××0000010100114511111000001001011101114.單向總線驅(qū)動器74LS24474LS244為單向總線驅(qū)動器，其引腳圖如圖3.9所示。1G1Y12Y41A22Y31A32Y21A42Y1GND1234567891020231817161514131211VCC2G1Y12A41Y22A31Y32A21Y42A1圖3.974LS244的引腳圖其中輸入端為1A1～1A4,2A1～2A4，輸出端為1Y1～1Y4，2Y1～2Y4，三態(tài)允許端為1G、2G，要注意的是74LS244的三態(tài)允許端為低電平有效。74LS244可以通過把一個引腳置高后，輸出就會保持現(xiàn)有的狀態(tài)，直到把該引腳清零后才能繼續(xù)變化。74LS244-20-

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圖3.15報警電路原理圖

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第4章電渦流式金屬板材測厚儀的軟件系統(tǒng)設(shè)計

研制一臺智能儀器是一個繁雜的過程，這一過程包括分析儀表的功能要求和擬定總體設(shè)計方案，確定硬件結(jié)構(gòu)和軟件算法，研制規(guī)律電路和編制程序，以及儀表的調(diào)試和性能的測試等等。軟件的設(shè)計應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)化設(shè)計原則，在總體概況設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行具體的詳細(xì)設(shè)計，功能分解，模塊劃分，細(xì)化軟件層次，優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)，以達(dá)到模塊功能的獨立性，執(zhí)行的高效性?？傊?，設(shè)計的程序應(yīng)當(dāng)達(dá)到可讀性，可理解性，可維護(hù)性，有效性，可修改性。

4.1測厚儀的軟件設(shè)計方案

在單片機系統(tǒng)的程序的設(shè)計開發(fā)中，單片機就宛如整個系統(tǒng)的交通中樞，而程序就是組成交通中樞的條條大道，各個部分的模塊化的程序就是整個系統(tǒng)的組成成份。軟件設(shè)計采用模塊化程序設(shè)計方法，即把一個較長的完整程序，分成若干個子程序。每段程序完成一個功能，并且具有相對獨立性。而模塊化程序設(shè)計易找出出錯的語句和地方，簡單明白，所以本次設(shè)計采用模塊化設(shè)計軟件。設(shè)計的模塊具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)運算、規(guī)律判斷等功能。利用這些功能可以實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及保存、報警、鍵盤管理、顯示器顯示等應(yīng)用。軟件編寫的好壞，語句運用的是否簡單直接關(guān)系單片機的工作效率。在各個模塊化的程序中盡量用最少的語句作最多的事情，不讓語句出現(xiàn)歧義，這樣就可以使整個程序可以在系統(tǒng)中更好的運行，使單片機工作效率大大的提高。所以在劃分模塊時，應(yīng)注意以下三個問題：一是每個模塊不宜太長，假使太長的話就失去了模塊設(shè)計的優(yōu)點，冗長繁雜，不宜調(diào)用與運行，所以尋常編制20-50行的程序段較適合；二是力求使模塊之間相互獨立，盡量限制模塊之間的信息交換，以利于模塊的調(diào)試；三是利用已有的成熟的模塊，盡量不要自己編寫的較生疏的模塊，以免在一些細(xì)節(jié)方面犯一些錯誤。

下面就對本次畢業(yè)設(shè)計的軟件部分作些介紹，如圖4.1所示為軟件總體流程圖。

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主程序開始顯示單元初始化開始鍵？YN功能鍵？YNN測厚？Y材質(zhì)選擇材質(zhì)選擇數(shù)據(jù)采集子程序數(shù)據(jù)采集子程序數(shù)據(jù)處理子程序數(shù)據(jù)處理子程序檢驗標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定子程序顯示子程序誤差等級設(shè)定子程序Y超限？N顯示HHHHY低限？N顯示LLLL顯示PASS報警子程序終止圖4.1軟件總體流程圖

子程序包括：按鍵處理子程序、數(shù)據(jù)采集子程序、數(shù)據(jù)處理子程序、檢驗標(biāo)準(zhǔn)

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設(shè)定子程序、誤差等級設(shè)定子程序、報警子程序、顯示子程序。由于要實現(xiàn)好多功能，所以采用模塊化設(shè)計，下面就其主要部分分別分析。

按鍵處理子程序是控制儀器是否工作及其實現(xiàn)所需功能的選擇。

數(shù)據(jù)采集子程序是將傳感器產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換后接入單片機，它是用來實現(xiàn)單片機和傳感器連接的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)處理子程序是將得到的電壓值轉(zhuǎn)換成厚度值且在用LED顯示時將要顯示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成顯示段碼的子程序。

檢驗標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定子程序是為了實現(xiàn)設(shè)計要求的厚度檢驗而設(shè)定的。選擇厚度檢驗功能后程序就調(diào)用閾值設(shè)定子程序?qū)存I設(shè)定的厚度值和數(shù)據(jù)采集并處理完的厚度值進(jìn)行比較。

報警子程序包含上限報警和下限報警，它是在板材不符合要求的時候調(diào)用，用來提醒用戶板材厚度不符合要求并顯示出板材超限或低限。

顯示子程序是將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果送顯示器顯示使儀器更加直觀。

4.2鍵處理子程序的設(shè)計

按鍵在本次設(shè)計中采用查詢方式的獨立式按鍵接口，由于按鍵直接與單片機的I/O口相接，所以通過讀I/O口的電平狀態(tài)，即可識別出按下的按鍵。這種連接方式，是把按鍵當(dāng)作外部RAM某一工作單元的位來對待，通過讀片外RAM的方法識別按鍵的工作狀態(tài)。其中S1鍵為啟動/確定鍵；S2鍵為功能選擇時鍵；S3、S4、S5鍵為數(shù)字輸入鍵。

為了確保CPU對一次按鍵動作只確認(rèn)一次按鍵，必需消除抖動的影響，本設(shè)計采用軟件延時的方法來消除按鍵的抖動的。按鍵處理流程圖見圖4.2所示。

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沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）

開始N有鍵閉合？Y延時10msN有鍵閉合？YP1.0=0？Y初始化、顯示NP1.1=0？Y功能選擇NP1.2=0？Y數(shù)據(jù)輸入NP1.3=0？Y數(shù)據(jù)輸入NP1.4=0？Y數(shù)據(jù)輸入N返回

圖4.2按鍵處理流程圖

4.3數(shù)據(jù)采集子程序的設(shè)計

數(shù)據(jù)采集由ADC0809芯片來完成，主要分為啟動、讀取數(shù)據(jù)、延時等待轉(zhuǎn)換終止、讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果、存入指定內(nèi)存單元等幾個步驟。ADC0809的控制方式主要有：程序查詢方式、延時等待方式、和中斷方式。本課題采用的是程序查詢方式，所謂程

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開始P1.2?Y（50H）+01H→(50H)NN（50H）>0AH?Y00H→(50H)NP1.0?YP1.3?Y（51H）+01H→(51H)NN（51H）>0AH?Y00H→(51H)NP1.0?YP1.4?Y（52H）+01H→(52H)NN（52H）>0AH?Y00H→(52H)NP1.0?Y終止圖4.9檢驗標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定子程序流程

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4.6顯示子程序的設(shè)計

數(shù)據(jù)處理完后，顯示子程序開始工作，由于LED顯示為段碼的顯示，所以處理后的十進(jìn)制數(shù)要首先取段碼，然后送顯示單元。

本設(shè)計的顯緩單元為40H-43H，采用一個四位LED顯示，先把要顯示的數(shù)據(jù)存入顯緩單元，然后取段碼，再把段碼送到指定的位上，用R5進(jìn)行位的選擇，顯示程序流程圖如圖4.9所示。

R1:顯示緩沖區(qū)開始

NR1+1R5-1R5:最左位選碼查表取段碼N該位是否點亮小數(shù)點？YP0.7清零位碼送P2口段碼送P0口延時1ms4位顯示完？Y返回圖4.9顯示程序流程圖

4.6報警子程序的設(shè)計

報警子程序是一個比較程序，實現(xiàn)超值報警的控制。在報警子程序之前，先將標(biāo)準(zhǔn)值及誤差等級鍵入并存儲為非壓縮的BCD碼，存入三個存儲單元中，鍵盤設(shè)定

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標(biāo)準(zhǔn)值和誤差等級，數(shù)據(jù)處理后的值與標(biāo)準(zhǔn)值相比，假使采集到數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值的誤差大于誤差等級所對應(yīng)的誤差值則報警，報警電路既有聲報警也有光報警。

報警子程序還利用LED顯示出板材是屬于超限還是低限報警。它首先判斷鍵盤設(shè)定的誤差等級，每個誤差等級代表一個最大允許誤差，即用標(biāo)準(zhǔn)值加上最大允許誤差為測量上限，標(biāo)準(zhǔn)值減去最大允許誤差為測量下限。實際厚度值再與測量上、下限進(jìn)行比較，大于上限則顯示HHHH表示超限報警，若不大于上限再與下限比較