理工学院毕业设计（论文）
声光报警由三极管2SC1815来驱动，输入端接单片机I/0口，C4和C5起滤波作用，D7起保护作用，声光报警电路如图3-9。
图3-9声光报警电路
3.3.6按键扫描电路
本系统采用的是4x4行列式键盘作为输入设备。行列式键盘扫描电路如图3-10所示。按键设置在行列式交叉点上,行列线分别连接到按键开关的两端,行线通过上拉电阻接+5V电源被钳制在高电平状态。
图3-10键盘扫描电路
识别有无按键按下时，将所有列线置低电平,将行线电平状态读入,如果有键按下,则有一根行线电平被拉至低电平,从而使行输入不全为1。识别按下的键时，依次置某一列线为低电平,其余列线为高电平,检查各行线电平的变化,若某行线电平变低,可确定对应行、列线的交叉点处的键被按下，通过扫描法找到哪个按键
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第3章系统硬件设计
被按下,就可以对其赋键值。采用中断扫描方式接入一个四输入与门来确保能及时响应按键操作，又不过多占用CPU工作时间。
3.3.7 液晶显示模块的设计
本文采用SED1330 (320×240点阵)液晶显示，高分辨率。自带背光，背光均匀亮度高，不受光线强弱等条件的限制。与同类产品相比具有如下特点：有功能较强的I/O缓冲器；指令功能丰富；四位数据并行传送，最大驱动能力为640×256点阵；能够显示图形和文本。
SED1330的硬件结构可分为MUP接口部分、管理控制部分以及显示驱动部分三个部分。LCD显示模块与单片机的接口电路，虽然实现的功能比较复杂，但接口电路比较简单，实际上设计的是单片机与液晶显示控制器SED1330的连接电路。液晶显示模块接口电路如图3-11所示。
图3-11LCD显示模块接口电路
3.3.8单片机外围接口扩展模块
由于单片机的I/O口不足以满足系统的需求，因而要对其接口进行扩展。目
前普遍采用8255来进行接口扩展。8255有PA、PB、PC三个扩展I/0接口，一个2K位的静态随机存储器和一个14位定时/计数器，可以扩展系统的静态存储器，满足系统外扩256字节RAM的需要，与51系列单片机的接口也比较简单，易于实现。单片机与8255外围接口扩展电路图如图3-12。
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图3-12系统外围接口扩展
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第4章系统软件设计
第4章系统软件设计
4.1塔机监控系统系统软件设计
塔机监控系统硬件系统还需要有相应的系统软件才能有效地完成塔机监控。
本文运用通用C语言软件，对系统软件进行了模块化设计，简化了设计过程，增强了程序的可读性和兼容性。
4.1.1系统软件总体架构
本文的信号采集、处理、分析和报警等模块都是通过软件来实现的。软件系统主要包括：数据传输模块、A/D转换、数据采集模块以及外扩存储器、报警、输出控制模块的数据处理模块。系统软件是人机交互的渠道，担负着数据处理以及对各硬件模块进行调度和控制的功能。
系统主要分为数据采集和数据处理两个部分，系统软件采取顺序扫描，不断循环的工作方式。各模块的主要功能如下:
(1) 系统主程序模块的主要功能包括:初始化和对各子函数的调用，系统的启
动、停止、复位等。
(2) A/D转换模块的主要功能包括:将传感器所采集到的模拟信号（如角度、
起重量等）转换为数字信号，进行通道的选择，以及数据的存储和读取等。 (3) 1330液晶显示模块:对采集来的起重量、塔机倾角、小车变幅、起重力矩
等信息进行实时显示。
(4) 外扩存储器模块:由于单片机系统存储空间有限，利用外扩RAM存储器来
满足塔机数据记录和事故查询的功能。 (5) 报警模块：对塔机各种异常情况，进行报警。
(6) D/A转换和输出控制模块：将数字信号转换为模拟型号，然后将此控制信
号送给输出继电器、电机等驱动机构，当发生危险时切断塔机向危险方向运动的控制回路。 系统主程序流程图如图4-1：
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程序启动 Y 紧急停N 系统初始N 调用数据采集子程超限、超载判Y 调用A/D转换子程报警 数据处理 调用D/A转换子程数据存储 调用LCD显示子程结束
图4-1塔机监控主程序流程图
4.1.2系统软件ADC模块设计
A/D转换是塔机监控系统工作的基础，只有将传感器采集来的数据进行转换后，单片机才能对相关数据进行处理和显示。本文根据监控系统的功能要求和硬件布局设计了如图4-2的软件工作模块:
ADC的全部操作都是通过ADC寄存器进行。 ADC寄存器由ADC控制寄存器、ADC通道选择排序寄存器、ADC转换结果寄存器、ADC最大转换通道数寄存器（它们都是16位寄存器）组成 ，其地址外围是0x0000~7100到0x0000~711F。 ADC转换时，首先设置采样窗的宽度，宽度范围为0~15。再标定ADC内核时一钟，设置触发模式（0表示启动或停止，1表示连续触发），最后设置采样模式（0表示顺序采样，1表示同时采样）。本次设计由于要同时提取塔机倾角、起重量、起重力矩等信息，采取同时采样模式。由于不能完全使用16个通道，可采
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