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无纸记录仪CPU原理及硬件构成

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无纸记录仪是以CPU为核心,加上存储器和输入输出设备组成的仪表。本站无纸记录仪产品选型页面详细介绍了各种功能无纸记录仪的技术参数及现场应用须知,大家可前往了解。
①中央处理器CPU

CPU是整台仪表的控制中心,它控制着硬件及软件的运行。CPU由运算器、控制器和寄存器构成。运算器完成算术逻辑运算,它通过内部数据总线与内部寄存器和外部数据总线交换信息;控制器将用户程序中的指令一条条译出来,并以一定的时序发出相应的控制信号;寄存器用于寄存参与运算的数据、程序计数器PC和堆栈指针SP等。


②EPROM、ROM和EEPROM

EPROM主要用于存储程序,其中还用一些区段用于存储人/机接口及系统参数;RAM用于存储工作数据(如模拟输入的数据)以及CPU操作过程中所用的指针和数据,工作参数和配置数据也存储在RAM中,正常操作时从RAM中调用;一些重要的配置参数和数据存储在EEPROM中,一旦掉电后恢复设置的配置参数(即把EEPROM中的配置参数调入RAM中),无纸记录仪使用的EEPROM为FLASH存储器。

③显示处理电路、显示屏

无纸记录仪多采用LCD液晶显示屏,显示处理电路用于专门处理CPU送来的显示数据(该电路通常都有自己的CPU和RAM),并驱动LCD显示屏显示数据。显示屏是无纸记录仪中成本较昂贵的部件,尤其是大屏幕彩色液晶显示屏7″和10″,其成本超过整台仪表一半,各厂家推出了配备从低价位的蓝显示屏到高价位的彩色显示屏的无纸记录仪,以适应不同用户的需要。比如国内144×144mm外形无纸记录仪显示屏大多数厂家是5.6″,昌晖仪表制造有限公司为7″。

④按键接口电路、按键

键盘接口电路是一个串行接口电路,主要功能是扫描键盘,将用户所按按键的扫描码存入接口芯片的暂存器,并以中断的方式与CPU进行通讯。一般操作人员和工程师都是通过无纸记录仪的按键操作仪表的,修改无纸记录仪参数需要输入口令才能进行。

⑤模拟输入及模/数转换电路

该部分电路完成对模拟信号(电流、电压和温度信号)的预处理、隔离采样及模/数转换处理,采用的模/数转换(ADC)芯片,芯片位数决定其转换分辨率和价格。模拟电路部分均设计成万能输入形式,可以适应多种工业用途,模拟输入的通道数有1-48等多种供用户选择,通过软件改变每个通道的输入类型。

⑥模拟输出及数/模转换电路

大多数无纸记录仪的模拟输出都为电流输出(0-20mA、4-20mA等),数/模转换(DAC)芯片多为16位,分辨率为0.0015%。

⑦数字输入/输出电路

数字输入/输出电路用于扩展无纸记录仪的功能,如将报警信号送到闪光报警器,有外部的信号控制是否记录某个通道,或直接控制设备的开停等。输出形式有继电器干接点输出和集电极开路晶体管输出两种。

⑧可移动存储设备接口电路

无纸记录仪的内存毕竟有限,为了保存更多的历史数据,无纸记录仪厂家内置了可移动存储设备。常见的有U盘和闪存卡。

⑨通讯接口电路

该部分电路处理与外部设备的通讯数据,通过接口电路无纸记录仪进入网络,成为网络上的一个终端。通讯协议有MODBUS、TCP/IP等,通讯接口有RS485、RS232和以太网等,有的厂家还设有打印机接口,接上打印机即可打印出实时及历史数据。

⑩电源电路

无纸记录仪的电源多采用开关电源。开关电源的电压适应范围宽、适应电源频率也较广,使整机的电源适应性很好。有的厂家还提供直流供电形式。