压力测量控制系统研发：基于51单片机

专用于RS-485通讯的小功率收发器，含有一个驱动器和一个接收器，其特点是具有减小转换速率的驱动器，可以使EMI（电磁干扰）减到最少，并减少因电缆终端不适当而产生的影响，可以以高达250kb/s的速率无误差地传送数据。

　　3.7 自动复位电路

　　由于压力测量控制系统在井下连续运行，为了防止由于意外干扰引起"死机"，特在压力测量控制系统引入自动复位电路，即看门狗电路。看门狗电路种类很多，为了减少元件个数，本系统选用MAX706。

　　MAX706确保在加电期间复位，并防止掉电或降压情况下微处理器代码执行出错。在加电时一旦 Vcc达到1V，即可保证 输出低电平，当Vcc上升超过复位门限电压时，需经过大约200ms，一个内部定时器才允许 变为当电平。只要VCC降低到复位门限电压以下， 就变为低电平。

　　MAX706看门狗电路还监控微处理器的工作，如果在1.6S内微处理器不触发看门狗输入（WDI）且WDI并非处于三态，WDO将变为低电平。

　　4 压力测量控制系统软件设计

　　压力测量控制系统的程序由主程序和几个子程序组成。子程序主要包括测频率子程序、计算压力子程序、显示数据子程序、串行通讯子程序等。

　　4.1 测频率子程序

　　单片机多倍周期同步法测量的两种情形，本系统选用第二种方法，即固定TM的多倍周期测量法。

　　4.2 计算压力子程序

　　当单片机测完一个信号频率后，取出对应的压力盒常数A， B， f0，由公式

　　计算出压力P（为兆帕）或换算成其他单位的压力值。

　　4.3 显示数据子程序

　　单片机把前面计算出的压力值输出到LCM液晶显示模块显示。LCM液晶显示模块EA-D20040AR的初始化程序如下：

　　START： MOV DPTR， #2000H;置指令寄存器地址

　　MOV A， #38H; 置功能，数据以8位操作，2行显示，5X7点阵

　　MOVX @DPTR， A

　　MOV A， #06H; 置输入模式，设置AC为增量方式，显示屏不移动

　　MOVX @DPTR， A

　　MOV A， #OEH： 置显示开/关控制，显示开，显示光标，闪耀关

　　MOVX @DPTR， A

　　MOV A， #01H; 总清，清除屏幕，置AC地址为零

　　MOVX @DPTR， A

　　RET

　　4.4 压力测量控制系统串行通讯子程序

　　本系统中，各压力测量控制系统与通讯测量控制系统之间属于多机通讯。通讯测量控制系统为主机，各压力测量控制系统为从机。压力机发送数据，通讯测量控制系统接收数据。

　　压力测量控制系统（从机）中断方式通讯程序程序设计思想是：在主程序中设置好与串行通讯接收和中断有关的初始化工作后，等待中断，在收到一帧地址信息后启动中断进入通讯服务程序，在以后的接收或发送通讯中就采用查询方式，直到本次通讯结束，由中断返回到主程序。其中若从机未作好发送准备及出现非法命令等也从中断返回，在主程序中作好准备。主机应重新和从机联络，使从机再次进入串行口中断。

　　本文作者创新点：

　　本文设计的压力测量控制系统以80C51单片机为核心，包括传感器、光耦6N139、数据开关74HC151、点阵式液晶显示模块EA-D20040AR， RS-485接口电路及高效电源电路等。测控系统接收到通讯分机传来的数据采集命令后，采集四通道的压力，传给通讯分机，再由通讯分机传到地面， 实现了快速监测处理和及时反馈信息。