电器产品设计方案-样例

ZDY_01_F01浊度仪（ZDY_01）设计方案1硬件配置及功能要求（图1）被测信号（1.3）（1.5）时钟日历（1.6）电源管理（1.4）键盘（1.8）接口（1.10）液晶显示器（1.1）打印机（1.2）编程口（1.11）按键音（1.7）（方案1，并行）或（方案1，间接测时法转换）或（方案2，串行）（方案2，串行）信号放大及转换（1.9）1．1显示器：16*2字符点阵、带背光的液晶显示模块（YEJHD162A）。显示内容：菜单，测量值，时间，特殊状态。占用资源：I/O口11个。1．2打印机（选件）：炜煌微打，每行16字，6*8点阵（WH16_SA）。打印内容：以固定的格式（测量值，单位，时间）打印一组或多组数据。1．3MPU：89S52单片机，实现所有软件控制功能（AT89S52）。1．4硬件看门狗：采用美信电源管理IC（MAX706），喂狗周期1.5~2S。占用资源：I/O口1个。1．5E2PROM存储器：2048字节I2C接口（AT24C16）。存储内容：以固定的格式（测量值，单位，时间）顺序存储最多30组测量数据，存满时从头覆盖存储；存储校零值、密码等其他设置参数。占用资源：I/O口2个。1．6日历时钟模块：采用I2C接口实时时钟芯片（PCF8563T.pdf），纽扣电池作备用电源，可不间断计时（年、月、日、时、分）。占用资源：I/O口2个。1．7按键音电路：按键按下时发出800Hz，0.3S的短音。占用资源I/O口1个。1．8按键电路：4个常开微动按键，实现所有的操作功能。按键名称：确认键、取消/返回键、选择键、光标键。占用资源：I/O口5个。1．9信号放大及AD转换电路：1．9.1第一级放大，用斩波稳零放大器ICL7650（ICL7650.pdf），输入信号范围：-20mV~500mV，输出：未定（图2）。图1硬件配置图被测信号1．9.2第二级放大及偏移给定，用精密放大器OP07（op07-ti.pdf），输入及输出：未定，偏移给定：保证输出为正信号并有一定余量（图3）。1．9．3第三级程控放大及AD转换：方案1：采用OP07及8选1模拟开关CD4051（4051-ti.pdf）程控放大器，输入：未定。输出：10mV~2010mV。采用4位半AD转换器ICL7135（TLC7135_CH.pdf）作转换（图4）。应用电路接口接口方案2：采用OP07作固定增益放大，输入：未定。输出：10mV~4610mV。采用双路8位DA转换器MAX519（MAX517-M.pdf）及8位AD转换器ADC8031（adc0832.pdf）构成自动量程AD转换器（图5）。图2图3图4接口1．10RS232接口电路，用MAX232（MAX220-MAX249.pdf）作转换电路。1．11ISP在线编程口，89S52单片机直接支持的编程方式，不需其他硬件，参考（AT89S52.pdf）。1．12电源：+/-6V模拟电路电源，2W；+5V数字电路电源，2W；两电源共地。光源电源：12V30W。2产品功能描述：2．1测量功能：2．1．1输入信号范围：模拟直流电压-20mV~+500mV。2．1．2显示值范围：-100.00~199.99NTU，固定精度0.01NTU，可选择的单位为ASBC、EBC、FTU、NTU、JTU、ppm、mg/L、Unit%、及空白。2．1．3可对测量的信号进行软件滤波，即多次测量去最高值及最低值取平均，采样速率0.2s，每组测量的点数可选择，具体为3点、4点、5点及6点。2．1．4具有软件校准功能：在校准状态下分别放入不同NTU的标准液，并输入相应的标准NTU值，标准点参数（x，y）=（读入的AD转换值，标准NTU值）将被保存在E2PROM中。测量状态下，调用标准点参数，利用线性插值计算出测量值。2．1．5预热过程中的非线性补偿：放入标准液，按住确认键后开电源，进入补偿优化状态，开始对标准液测量并计时，测量值每变化1NTU或每过10s记录一次测量数值及时间，转换成百分比的补偿数据形式后存入E2PROM，直到10s内的测量值变化小于0.01NTU（约用时30Min）。在测量状态下，调用补偿数据，对当前的测量数据进行补偿。2．2实时时钟功能：在时钟设置状态下可对时钟进行年、月、日、时、分的设置。时钟有备用电源。2．3存储功能：可存储30组常规测量数据（测量值，单位，时间）；可存储8组校准数据（测量值，标准值）；可存储200组补偿数据（补偿值，时间）；可存储其他用户设置参数。2．4打印功能：可打印常规测量数据。2．5在线编程功能：参考AT89S52的datasheet。2．6开机自动调用上一次关机时的设置参数。2．7各状态的显示及其功能：可对以下状态进行显示；补偿优化状态（S1）：显示“CompOpt”文本、测量值、单位、及时间（S）。该状态运行后，条件满足2.1.5所述条件或按取消键时可退出该状态。测量状态（S2）：对试液进行测量并显示时间（年、月、日、时、分）、测量值、单位及“m”“p”“S”子状态选中标志等。包含：存储选中子状态（S2_01）：用选择键选中该状态后（显示“m”），再按确认键可将当前的测量值、单位及时间保存到E2PROM。打印选中子状态（S2_02）：用选择键选中该状态后（显示“p”），再按确认键可将当前的测量值、单位及时间发送到打印机打印。图5设置选中子状态（S2_03）：用选择键选中该状态后（显示“s”），再按确认键可进入设置状态（S3）。设置状态（S3）：包含多个设置子状态（S3_XX），显示的格式待定：如：S3_01：密码设置及校验状态。S3_02：时钟设置状态。S3_03：记录查询及打印状态。可查询或打印记录在E2PROM中的测量数据。S3_04：测量参数设置（如采样点数及时间）状态。S3_05：测量单位选择状态。S3_06：校准状态。出错信息显示状态（S4）：显示出错代码及时间。3软件结构描述：3．1总结构图：（图6）菜单管理数据管理各算法函数声音/看门狗中断服务初始化补偿优化条件主循环通讯块()各硬件操作块显示操作存取操作键盘操作时钟操作各软件功能块3．2菜单结构图：（图7）测量/存储(S2_01)补偿(S1)测量/打印(S2_02)测量/设置(S2_03)存储打印设置/密码(S3_01)密码操作(S3_01_01)、输入设置/时钟(S3_02)、调整时间(S3_02_01)输入读取查询（S3_03_01）设置/查询(S3_03)打印输入采样参数(S3_04_01)设置/参数(S3_04)、输入单位选择(S3_05_01)、设置/选单位(S3_05)校准（S3_06_01）输入S2_03说明：表示确认键按下；表示取消/返回键按下；表示选择键按下；表示光标键按下；表示特定的条件满足；不带上述符号的箭头表示无条件的状态转移；设置/校准(S3_06)存储测量/(S2_0)出错信息(S4)S2_0、3．3数据结构及算法。（未定）图6图7