专利名称:可以用于运行测土配方施肥计算程序的掌上型硬件设备的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及一种可编程单片机硬件,特别是涉及一种可以用于运行测土配方施肥计算程序的掌上型硬件设备。
背景技术:
目前,通过化验农田土壤中的营养成分,再根据需要种植的作物的耗养多少来计算需要向农田中播撒何种肥料的测土配方施肥方法已经是一种非常常用的方法,根据这种方法编制的测土配方施肥计算程序,是一种对计算机硬件没有特殊的要求的针对性很强的小型应用程序,其可以在现有的任何台式或笔记本式计算机上运行,但是由于台式或笔记本式计算机价格昂贵、体积庞大、操作过程复杂,所以其对于田间操作性很强的测土配方施肥计算来说使用起来非常不方便,尤其是对于偏远的农村地区,上述不便显得尤为突出;本实用新型专利申请的申请人根据其多年的实践经验也开发出了一种具有测土配方施肥计算功能的测土配方施肥计算程序,该程序可以在现有的台式或笔记本式计算机上运行,其共需要34个键位。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种体积小、使用方便、操作简练、价格低廉、针对性强的可以用于运行测土配方施肥计算程序的掌上型硬件设备。
本实用新型的目的是这样实现的一种可以用于运行测土配方施肥计算程序的掌上型硬件设备,包括设置在壳体上的显示屏和按键,其还包括有工作电压为+5V、型号为89C55的单片机芯片IC1,型号为LMBGA_032_49CK_模块IC2,型号为8279的芯片IC3,型号为74LS138的译码芯片IC4,型号为MAX810的芯片IC5,型号为MAX1677的芯片IC6,电阻R1=820K、R2=45K、R3=330K、R4=110K、R5=R6=100K、R7=10Ω、R8=R9=R10=R11=R12=R13=5.1K,滑动变阻器R14=10K,电容C1=C4=C6=C7=C8=0.1u、C9=C10=20pF,电解电容C2=C3=100u、C5=4.7u,电感L1=L2=10u,晶震W1=12MHZ,二极管D1=D2=BAT85,+3V电源输入端Vin,+5V电源输出端Vout1,-23V电源输出端Vout2和接点G、H、I;上述器件构成主控电路、显示电路、键盘输入电路、电源电路和复位电路;I.主控电路是由工作电压为+5V、型号为89C55的单片机芯片IC1,电容C7、C9、C10和晶震W1组成的;
其中IC1的+5V工作电压由Vout1提供,C7设置在Vout1与地之间;时钟电路采用内部时钟电路,晶振W1和相互串联的C9与C10并联设置在IC1的18、19脚之间,C9和C10的连接端接地;IC1的9脚与IC5的2脚相连;II.显示电路是由型号为LMBGA_032_49CK_模块IC2,滑动变阻器R14组成的;其中IC2的1脚接地,2脚与Vout1相连,对比度调节电压3脚与R14的滑动端相连,17脚与Vout2相连R14的两个固定端分别与IC2的2脚与17脚相连来调节对比度电压;IC2的4脚为数据信号选择引脚,与IC1的22脚相连,由IC1的22脚来控制信号的选择;IC2的5、6脚分别与IC1的16、17脚相连;IC2的7~14脚为三态数据总线DB0~DB7,分别与IC1的1~8脚连接;IC2的15脚为片选信号低电平有效,直接接地;由于采用的是8080系列单片机芯片,所以IC2的18脚接低电平,直接接地;IC2的16脚为复位引脚,与IC5的2脚相连;III.键盘输入电路是由型号为8279的芯片IC3,型号为74LS138的译码芯片IC4,电阻R8~R13和电容C8组成的;键盘输入电路使用了6×6的共36键的键盘输入电路,其中IC3的12~19脚为三态据总线,分别连接IC1的39~32脚;IC3的4脚为中断引脚与IC1的外中断引脚13脚相连;IC3的片选信号22脚与IC1的28脚相连;IC3的读写选通信号10、11脚分别与IC1的17、16脚相连;IC3的21脚与IC1的21脚相连;IC3的3脚与IC1的30脚相连,时钟输入信号CLK由IC1的30脚提供;IC3的9脚与IC5的2脚相连复位;IC3的32、33、34脚分别与IC4的1、2、3脚相连;IC3的1、2、5、6、38、39脚是键盘矩阵的列信号输入线,高电平有效,其分别通过R8~R13与Vout1相连;IC3的7、8脚不用,需接高电平,与Vout1相连;IC3的36、37脚接地;IC3的工作电压由Vout1提供,在Vout1与地之间接有C8;IC4的6脚与Vout1相连,4、5脚接地,10~15脚输出为键盘行扫描线;IV.电源电路是由型号为MAX1677的芯片IC6,电阻R1~R7,电容C1、C4、C6,电解电容C2、C3、C5,电感L1、L2,二极管D1、D2,+3V电源输入端Vin,+5V电源输出端Vout1,-23V电源输出端Vout2和接点G、H、I组成的;其中IC6的1脚通过C1旁路电容与9脚相连,9脚接地,IC6的1脚与16脚间通过R7相连;IC6的3脚为电池低压检测比较器输入端,内部门限电压为614mV,其通过外接分压电阻R5、R6设置电池低压检测电平,R6的另一端接地,R5的另一端与Vin相连;IC6的5脚为同步时钟和PWM模式选择输入端,与1脚相连,接高电平;IC6的6脚为LCD偏压电路使能端,与1脚相连IC6的11脚为芯片的使能端,高电平启动IC6,与1脚相连;IC6的7脚为LCD偏压极性选择端,与14脚相连并接地IC6的10脚为LCD升压电路反馈输入端,其与8脚间接R2,在10脚与G点间接R1,调节R1、R2阻值可改变Vout2的输出电压;IC6的2脚为主升压电路反馈输入端,其外接电阻R3到16脚,输出5V电压,IC6的2脚同时通过R4接地;IC6的13脚接C4到8脚并接地;IC6的12脚与H点间连接有C6,与I点间连接有L2;IC6的15脚主升压电路内部功率开关漏极与I点间连接有L1;I点与H点之间连接有D1,H点与G点之间连接有D2;G点和地之间连接有C5;Vin与I点相连,同时通过C3接地;IC6的16脚为主升压电路电源的输出端与Vout1相连,IC6的Vout1输出为+5V电压,16脚同时通过C2接地;Vout2与G点相连,IC6的Vout2输出为-23V电压;V.复位电路是由型号为MAX810的芯片IC5组成的;其中IC5的1脚与Vout1相连,2脚分别接到IC1、IC2、IC3的9、16、9脚,3脚接地。
由于本实用新型采用8位的单片机89C55,它具有20K字节的Flash闪存,可擦写1000次以上,256 B的内部RAM,32线可编程I/O口,三个16位定时器/计数器,工作频率0~12MHZ,8个中断源,最大可寻址范围为64K,最多36键键盘输入;其还具有LCD液晶显示,内嵌SED1335控制器、32K×8SRAM、驱动单元、液晶板等,有160种内部字符发生器,并能分区管理64K的显示存储器,可以4位数据并行发送,最大驱动能力为640×256点阵;本实用新型的上述硬件指标可以满足现有的大部分各种测土配方施肥计算程序对硬件的要求,所以本实用新型可以做为现有的大部分测土配方施肥计算程序,包括申请人自编的测土配方施肥计算程序的运行平台,其只有手掌大小,其使用方法类似于使用普通计算器的方法;因此本实用新型具有体积小、使用方便、操作简练、价格低廉、便于携带的特点;当然本实用新型也可以适用于其它任何可以在其上运行的程序。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细描述
图1为本实用新型的电路结构示意图图2为本实用新型用于运行申请人自编的测土配方施肥计算程序时的面板结构示意图图3为申请人自编的测土配方施肥计算程序的流程图
具体实施方式
一种可以用于运行测土配方施肥计算程序的掌上型硬件设备,包括设置在壳体(1)上的显示屏(2)和按键(3),其还包括有工作电压为+5V、型号为89C55的单片机芯片IC1,型号为LMBGA_032_49CK_模块IC2,型号为8279的芯片IC3,型号为74LS138的译码芯片IC4,型号为MAX810的芯片IC5,型号为MAX1677的芯片IC6,电阻R1=820K、R2=45K、R3=330K、R4=110K、R5=R6=100K、R7=10Ω、R8=R9=R10=R11=R12=R13=5.1K,滑动变阻器R14=10K,电容C1=C4=C6=C7=C8=0.1u、C9=C10=20pF,电解电容C2=C3=100u、C5=4.7u,电感L1=L2=10u,晶震W1=12MHZ,二极管D1=D2=BAT85,+3V电源输入端Vin,+5V电源输出端Vout1,-23V电源输出端Vout2和接点G、H、I;上述器件构成主控电路、显示电路、键盘输入电路、电源电路和复位电路;I.主控电路是由工作电压为+5V、型号为89C55的单片机芯片IC1,电容C7、C9、C10和晶震W1组成的;其中IC1的+5V工作电压由Vout1提供,C7设置在Vout1与地之间;时钟电路采用内部时钟电路,晶振W1和相互串联的C9与C10并联设置在IC1的18、19脚之间,C9和C10的连接端接地;IC1的9脚与IC5的2脚相连;IC1内部有20K字节的Flash闪存,可擦写1000次以上,有256B的RAM、32线可编程I/O口、三个16位定时器/计数器,工作频率0~12MHZ,有8个中断源,其最大可寻址范围为64K;IC1也可用同类芯片如89C51、89C52等替换,其引脚接法完全一样;II.显示电路是由型号为LMBGA_032_49CK_模块IC2,滑动变阻器R14组成的;其中IC2的1脚接地,2脚与Vout1相连,对比度调节电压3脚与R14的滑动端相连,17脚与Vout2相连;R14的两个固定端分别与IC2的2脚与17脚相连来调节对比度电压;IC2的4脚为数据信号选择引脚,与IC1的22脚相连,由IC1的22脚来控制信号的选择;IC2的5、6脚分别与IC1的16、17脚相连;IC2的7~14脚为三态数据总线DB0~DB7,分别与IC1的1~8脚连接;IC2的15脚为片选信号低电平有效,直接接地;由于采用的是8080系列单片机芯片,所以IC2的18脚接低电平,直接接地;IC2的16脚为复位引脚,与IC5的2脚相连;IC2也可采用其他同类模块替代;LMBGA_032_49CK_模块是内置SED1335控制器的液晶显示模块LCM,它由CCFT背光、SED1335控制器、32K×8SRAM、驱动单元、液晶板等部分组成,其中SED1335控制器为模块的核心部分,具有较强功能的I/O缓冲器、较强的管理显示存储器的能力,有160种内部字符发生器,并能分区管理64K的显示存储器和闪烁显示、点位移等特性,SED1335还可以以4位数据并行发送,最大驱动能力为640×256点阵;III.键盘输入电路是由型号为8279的芯片IC3,型号为74LS138的译码芯片IC4,电阻R8~R13和电容C8组成的;键盘输入电路使用了6×6的共36键的键盘输入电路,其中IC3的12~19脚为三态据总线,分别连接IC1的39~32脚;IC3的4脚为中断引脚与IC1的外中断引脚13脚相连;IC3的片选信号22脚与IC1的28脚相连;IC3的读写选通信号10、11脚分别与IC1的17、16脚相连;IC3的21脚与IC1的21脚相连;IC3的3脚与IC1的30脚相连,时钟输入信号CLK由IC1的30脚提供;IC3的9脚与IC5的2脚相连复位;IC3的32、33、34脚分别与IC4的1、2、3脚相连;IC3的1、2、5、6、38、39脚是键盘矩阵的列信号输入线,高电平有效,其分别通过R8~R13与Vout1相连IC3的7、8脚不用,需接高电平,与Vout1相连;IC3的36、37脚接地;IC3的工作电压由Vout1提供,在Vout1与地之间接有C8;IC4的6脚与Vout1相连,4、5脚接地,10~15脚输出为键盘行扫描线;键盘输入电路使用了通用可编程键盘接口芯片8279即IC3和3-8译码芯片74LS138即IC4;IC3工作电压为5V,自带8条命令;IC4具有14个引脚,工作电压也是5V,所有输入端CMOS电平兼容;IV.电源电路是由型号为MAX1677的芯片IC6,电阻R1~R7,电容C1、C4、C6,电解电容C2、C3、C5,电感L1、L2,二极管D1、D2,+3V电源输入端Vin,+5V电源输出端Vout1,-23V电源输出端Vout2和接点G、H、I组成的;其中IC6的1脚通过C1旁路电容与9脚相连,9脚接地,IC6的1脚与16脚间通过R7相连;IC6的3脚为电池低压检测比较器输入端,内部门限电压为614mV,其通过外接分压电阻R5、R6设置电池低压检测电平,R6的另一端接地,R5的另一端与Vin相连;IC6的5脚为同步时钟和PWM模式选择输入端,与1脚相连,接高电平;IC6的6脚为LCD偏压电路使能端,与1脚相连,高电平启动LCD偏压电路,主升电路必须先启动;IC6的11脚为芯片的使能端,高电平启动IC6,与1脚相连;IC6的7脚为LCD偏压极性选择端,与14脚相连并接地;IC6的10脚为LCD升压电路反馈输入端,其与8脚间接R2,在10脚与G点间接R1,调节R1、R2阻值可改变Vout2的输出电压;IC6的2脚为主升压电路反馈输入端,其外接电阻R3到16脚,输出5V电压,IC6的2脚同时通过R4接地;IC6的13脚接C4到8脚并接地;IC6的12脚与H点间连接有C6,与I点间连接有L2;IC6的15脚主升压电路内部功率开关漏极与I点间连接有L1;I点与H点之间连接有D1,H点与G点之间连接有D2;G点和地之间连接有C5;Vin与I点相连,同时通过C3接地;IC6的16脚为主升压电路电源的输出端与Vout1相连,IC6的Vout1输出为+5V电压,16脚同时通过C2接地;Vout2与G点相连,IC6的Vout2输出为-23V电压;电源电路的输入电压Vin为+3V,可选用两节1.5V干电池提供;V.复位电路是由型号为MAX810的芯片IC5组成的;其中IC5的1脚与Vout1相连,2脚分别接到IC1、IC2、IC3的9、16、9脚,3脚接地;MAX810芯片是一种单一功能的微处理器复位芯片,用于监控微控制器和其他逻辑系统的电源电压,它可以在上电、掉电和节电情况下向微控制器提供复位信号,当电源电压低于预设的门槛电压时,该器件会发出复位信号直到在一段时间内电源电压又恢复到高于门槛电压为止,MAX810芯片可监控电压为5.0V、3.3V、3V的电源,它的复位延时时间最小为140ms,具有高电平有效的RESET输出,抗电源的瞬态干扰,低至1.1V电源时仍能产生有效的复位信号,无需外部配件,适用于-40~+105度的温度范围。
本实用新型的动作过程如下①IC3通过IC4输出行扫描信号对键盘进行扫描,当有按键(3)按下时,使列扫描回复信号由高电平变为低电平,把信号传给IC3;②IC3通过内部运行,把所按下的按键(3)的编码通过数据总线DB0~DB7传给IC1的P00~P07口;③IC1对接收到的数据进行计算、组织、加工处理,处理完后的信号再通过P10~P17传给显示模块IC2,IC2经过运算加工等处理后在显示器上显示出相关数据。
本实用新型的工作原理如下IC3的32~34引脚通过IC4的10~15脚输出行扫描信号;当有按键(3)按下时,返回低电平信号到IC3的1、2、5、6及38、39引脚,信号由回复缓冲器缓冲并琐存,然后通过中断引脚使IC1产生中断,IC1接到中断信号后进行中断处理,并通过16、17脚对IC3进行读写操作等,然后通过三态数据总线12~19脚把数据传送到IC1的39~32脚;IC1对接收到的数据进行处理,然后通过1~8脚把数据传到IC2;根据数据的性质,显示区具有文本显示特性和图形显示区,IC2有320×240点阵,可以显示各种图形和文本信息,文本显示RAM区内各单元的数据都被认为是字符代码,SED1335可以管理64kB显示RAM,同时可以管理内藏的字符发生器、外扩字符发生器CGRAM或外部CGRAM;64kB显示RAM可分为文本显示区、图形显示区和字符显示区等三种显示特性区;SED1335使用该字符代码确定字符首地址,然后将相应的字模数据传送出去,以在液晶屏上显示该字符的8×8点阵块;图形显示区用于图形方式显示,区中每个字节的数据直接被送出,每个位的电平状态决定显示屏上一个点的显示状态,“1”为显示,“0”为不显示。
本实用新型被用于运行本实用新型专利申请的申请人自编的测土配方施肥计算程序时的面板结构如图2所示,其共需要使用本实用新型36个键位中的34个;该程序依据平衡施肥原理,将壳体(1)上的按键(3)划分为分属于四个步骤的“作物种类、前茬实产、目标产量、土壤肥力、气象条件、田管水平、土壤养分含量、灌溉方式、土壤质地、基追比例、肥料配方、肥料品种、基肥推荐、追肥推荐”共14个直接相关的按键(3)内容,这些按键(3)所涉及的相关因素与施肥量之间组成的相互对应关系被编制成多项变量函数模型进入程序内;这14个按键(3)的内容代表着各个农艺参数指标,体现着各个因素之间的差异水平,把这些因素变为数量化,只要某一因素中的量化指标有所变动,那么施肥技术和施肥量就相应的有所变动,从而可以根据不同的因素条件实现不同的产量和施肥量;该程序中的参数指标是建立在大量的实践基础之上的,把这些农艺参数输入到该软件内,就可准确确定施肥量;同时,还可根据各省各地区的气候条件、各作物单产及田管水平,通过调整该软件的部分参数指标,输入参数进入单片机芯片中,就能适用各地区测土配方施肥的需要和新技术的不断变化,从而达到使软件参数不断更新升级的目的,以使该软件适用于各省各地区农业现代化的需要;该程序运算快捷、操作简便、易普及,适合于农民及农村科技人员使用,也可供中小型专用肥厂家开发肥料配方使用。
由于本实用新型专利申请的发明点主要在于硬件设备之上,且该硬件设备并不是只能被用于申请人自编的测土配方施肥计算程序,所以申请人在本案中只公开其自编的测土配方施肥计算程序的流程图,如图3所示。
权利要求1.一种可以用于运行测土配方施肥计算程序的掌上型硬件设备,包括设置在壳体(1)上的显示屏(2)和按键(3),其特征在于其还包括有工作电压为+5V、型号为89C55的单片机芯片IC1,型号为LMBGA_032_49CK_模块IC2,型号为8279的芯片IC3,型号为74LS138的译码芯片IC4,型号为MAX810的芯片IC5,型号为MAX1677的芯片IC6,电阻R1=820K、R2=45K、R3=330K、R4=110K、R5=R6=I00K、R7=10Ω、R8=R9=R10=R11=R12=R13=5.1K,滑动变阻器R14=10K,电容C1=C4=C6=C7=C8=0.1u、C9=C10=20pF,电解电容C2=C3=100u、C5=4.7u,电感L1=L2=I0u,晶震W1=12MHZ,二极管D1=D2=BAT85,+3V电源输入端Vin,+5V电源输出端Vout1,-23V电源输出端Vout2和接点G、H、I;上述器件构成主控电路、显示电路、键盘输入电路、电源电路和复位电路;I.主控电路是由工作电压为+5V、型号为89C55的单片机芯片IC1,电容C7、C9、C10和晶震W1组成的;其中IC1的+5V工作电压由Vout1提供,C7设置在Vout1与地之间;时钟电路采用内部时钟电路,晶振W1和相互串联的C9与C10并联设置在IC1的18、19脚之间,C9和C10的连接端接地;IC1的9脚与IC5的2脚相连;II.显示电路是由型号为LMBGA_032_49CK_模块IC2,滑动变阻器R14组成的;其中IC2的1脚接地,2脚与Vout1相连,对比度调节电压3脚与R14的滑动端相连,17脚与Vout2相连;R14的两个固定端分别与IC2的2脚与17脚相连来调节对比度电压;IC2的4脚为数据信号选择引脚,与IC1的22脚相连,由IC1的22脚来控制信号的选择IC2的5、6脚分别与IC1的16、17脚相连;IC2的7~14脚为三态数据总线DB0~DB7,分别与IC1的1~8脚连接;IC2的15脚为片选信号低电平有效,直接接地;由于采用的是8080系列单片机芯片,所以IC2的18脚接低电平,直接接地;IC2的16脚为复位引脚,与IC5的2脚相连;III.键盘输入电路是由型号为8279的芯片IC3,型号为74LS138的译码芯片IC4,电阻R8~R13和电容C8组成的;键盘输入电路使用了6×6的共36键的键盘输入电路,其中IC3的12~19脚为三态据总线,分别连接IC1的39~32脚;IC3的4脚为中断引脚与IC1的外中断引脚13脚相连;IC3的片选信号22脚与IC1的28脚相连;IC3的读写选通信号10、11脚分别与IC1的17、16脚相连;IC3的21脚与IC1的21脚相连IC3的3脚与IC1的30脚相连,时钟输入信号CLK由IC1的30脚提供;IC3的9脚与IC5的2脚相连复位IC3的32、33、34脚分别与IC4的1、2、3脚相连IC3的1、2、5、6、38、39脚是键盘矩阵的列信号输入线,高电平有效,其分别通过R8~R13与Vout1相连;IC3的7、8脚不用,需接高电平,与Vout1相连IC3的36、37脚接地;IC3的工作电压由Vout1提供,在Vout1与地之间接有C8;IC4的6脚与Vout1相连,4、5脚接地,10~15脚输出为键盘行扫描线;IV.电源电路是由型号为MAX1677的芯片IC6,电阻R1~R7,电容C1、C4、C6,电解电容C2、C3、C5,电感L1、L2,二极管D1、D2,+3V电源输入端Vin,+5V电源输出端Vout1,-23V电源输出端Vout2和接点G、H、I组成的;其中IC6的1脚通过C1旁路电容与9脚相连,9脚接地,IC6的1脚与16脚间通过R7相连;IC6的3脚为电池低压检测比较器输入端,内部门限电压为614mV,其通过外接分压电阻R5、R6设置电池低压检测电平,R6的另一端接地,R5的另一端与Vin相连IC6的5脚为同步时钟和PWM模式选择输入端,与1脚相连,接高电平IC6的6脚为LCD偏压电路使能端,与1脚相连IC6的11脚为芯片的使能端,高电平启动IC6,与1脚相连;IC6的7脚为LCD偏压极性选择端,与14脚相连并接地;IC6的10脚为LCD升压电路反馈输入端,其与8脚间接R2,在10脚与G点间接R1,调节R1、R2阻值可改变Vout2的输出电压;IC6的2脚为主升压电路反馈输入端,其外接电阻R3到16脚,输出5V电压,IC6的2脚同时通过R4接地;IC6的13脚接C4到8脚并接地;IC6的12脚与H点间连接有C6,与I点间连接有L2;IC6的15脚主升压电路内部功率开关漏极与I点间连接有L1;I点与H点之间连接有D1,H点与G点之间连接有D2;G点和地之间连接有C5;Vin与I点相连,同时通过C3接地IC6的16脚为主升压电路电源的输出端与Vout1相连,IC6的Vout1输出为+5V电压,16脚同时通过C2接地;Vout2与G点相连,IC6的Vout2输出为-23V电压;V.复位电路是由型号为MAX810的芯片IC5组成的;其中IC5的1脚与Vout1相连,2脚分别接到IC1、IC2、IC3的9、16、9脚,3脚接地。
专利摘要本实用新型涉及一种可以用于运行测土配方施肥计算程序的掌上型硬件设备,包括设置在壳体上的显示屏和按键,其还包括由89C55单片机芯片IC1,LMBGA_032_49CK_模块IC2,8279芯片IC3,74LS138译码芯片IC4,MAX810芯片IC5,MAX1677芯片IC6,电阻R1~R13,滑动变阻器R14,电容C1、C4、C6~C10,电解电容C2、C3、C5,电感L1、L2,晶震W1,二极管D1、D2,+3V电源输入端Vin,+5V电源输出端Vout1,-23V电源输出端Vout2和接点G、H、I构成的主控电路、显示电路、键盘输入电路、电源电路和复位电路;本实用新型可做为测土配方施肥计算程序的运行平台,其具有体积小、使用方便、操作简练、价格低廉的特点。
文档编号G06F19/00GK2828931SQ20052013363
公开日2006年10月18日 申请日期2005年10月12日 优先权日2005年10月12日
发明者鲍柏洋, 候振安, 周维 申请人:鲍柏洋