转矩转速测量仪在测速系统中的应用(二)

2、系统硬件构成

　　由于JN338的输出为频率量数字信号，故该传感器可方便地与计算机或单片机接口。图2给出了JN338与单片机AT89C52进行接口构成的智能转矩转速测量仪的硬件电路结构框图。基中AT89C52单片机是一种低功耗、高性能、CMOS型微处理器，其片内含有8kB的可反复擦写只读程序存储器和256B的RAM。图2中，JN338转矩传感器输出的转矩及转速信号经光耦隔离后送入单片机的TO、T1计数器，然后由TO和Tl完成测频计数功能，秒脉冲闸门由T2提供。其中光耦的作用，一是电平转换，即把转矩转速信号电平转换成TTL电平，二是提高单片机的抗干扰能力和保护单片机。

　　由单片机完成相应的转矩转速值的运算后，即可将转矩、转速及轴功率等参数保存并显示输出。本系统以AT89C52单片机为核心，由IMP813L构成电源监控及看门狗电路，此外，系统中还扩展了一片I2C总线串行铁电存储器FM24256，它的主要作用是存储参数设定值及采集的转矩转速值。通过内含GB2312中文汉字库的图形点阵液晶显示模块OCMJ4X8C可构成中文人机显示界面，ICL232的作用是将单片机的TTL电平转换为RS一232电平，以便于和上位计算机进行通信。

　　2．1人机交互界面设计

　　对于一个智能化的测量仪器而言，如能拥有一个友好的中文人机界面，会大大增强仪器的可操作性，本系统使用了显示信息丰富、功耗低、无辐射的液晶图文显示模块。由于普通图形点阵液晶显示器件存在着硬件接口电路复杂、显示汉字编程繁复、显示字库占用ROM容量大等缺点，因此，本设计中采用了内藏中文字库的液晶图形显示模块LCMl286ZK。

　　该模块的显示点阵数为128x64，可分为4行显示，每行可显示8个汉字或16个ASCⅡ字符。使用该模块每屏可同时显示测量时间、转矩、转速、轴输出功率值，且可方便地查阅历史测量数据，从而很好地解决了传统LED显示方式循环显示周期过长及人机显示界面不友好的缺点。LCMl2864ZK与单片机的接口方式有8位／4位并行和2／3线串行模式。本设计利用其二线串行模式与单片机进行接口，仅占用单片机的二根口线，单片机的接口电路设计也比较简单，硬件资源占用少。本系统键盘用于输入传感器参数、量程、转矩、转速的报警值，以及测量周期和调零设置等参数。

2．2铁电存储器

　　通常情况下，仪器仪表中都可用E2PROM来保存设置的参数，而用SRAM加上后备电池来保存采集的数据。但是，这种方法有一定的不足，一方面是系统硬件结构复杂，另一方面，其保存数据的可靠性也较低。而铁电存储器是一种兼具RAM和ROM性能，并被认为可能取代各类存储器的超级存储器，它几乎可以跟随总线速度无限次的写入且具有超低功耗特性。因此，本系统采用一片铁电存储器FM24C256来保存设置的参数和采集的数据。

　　FM24C256存储器的存储容量为32kx8byte，具有10亿次的读／写次数，数据保存期为10年，并带有工业标准I2C总线接口，具有1MHz的总线频率。

　　由于FM24C256采用I2C总线，因此，该器件与AT89C52单片机的接口十分简单，仅需占用单片机的两根I／O口线，同时也使得数据保存的可靠性大为提高。本系统的数据保存格式为：小时（1字节）、分钟（1字节），秒钟（1字节）、转矩值（2字节）、转速值（2字节）、功率值（2字节）。保存的参数可以作为历史数据查阅或传送给上位机。

　　2．3实时时钟日历

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