1概述
工业上常常需要记录温度、压力、流量等信息,常规模拟记录仪由于功能少、显示单一、需要记录笔的缺点,正被无纸记录仪取代。作为一款以微处理器为核心、集液晶汉字与图形显示为一体,具有无纸记录、实时性好、通用性好、精度高、带通信功能的智能化仪表,其市场广阔。目前许多厂商正将目光聚焦于记录仪的彩屏化、大容量存储、超大屏幕液晶显示等功能;然而对于用户来说,最关心的是精度与可靠性、性价比等仪表的综合性能,因此研究此类问题尤为关键。
2 设计方案
如图1,来自外部传感器的模拟信号(压力、温度、流量等)经过前端处理后进行A/D转换,经过信号隔离后送入单片机完成数据处理,由LCD显示当前的压力、温度、瞬时流量、累积流量等信息。通过键盘操作,可在各界面之间切换,分别显示各通道的实时、历史数据及曲线、报警情况、断电情况,以及每月、日、年度的累积流量。另外,提供通讯功能,可以通过和上位机通过串行口读写参数与运行数据,实现打印等信息交互。
负责界面切换(流量显示、实时/历史曲线、设定模式等界面)、菜单选择、参数设置(包括通道类型、量程、切除、报警设定,流量模型及系数K设定,流量补偿模式及公式参数值设置,通讯参数设置,密码设置,时间设置等)。
5 设计关键
5.1 合理的程序流程
(1)消息机制:系统需要处理的事件较多,有各种中断,若中断处理时间过长,则会使系统不能及时进行其它处理,导致系统错误。如若将流量计算程序置入数据采集定时中断处理程序中时,有时会使系统很难完成正常的串行通信。在此借鉴了WINDOWS系统消息处理机制,如4.1所述,即当系统发生外部中断时,只是进行很少的必要操作,然后将该中断作标记,由主程序空闲时检查此标志。
(2)菜单处理:将菜单按深度进行定位,系统共有三级菜单用Step[3]表示,根据Step[i]值判断当前菜单位置,增强软件的条理性。
5.2 数据存储效率
仪表要记录的通道历史数据较长,在有限的存储空间应高效利用所有存储区域。这里采用记录各通道数据占通道量程比例的方式来压缩数据,将比例限定在0-65535之间(2个字节,对应0-100%)。对于数据要求不高的场合设定采用1个字节来表示。经多次实验知,可有效拓展记录长度。
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