根據紅外打印協議，打印模塊硬件部分主要由紅外物理層包括紅外收發器及編解碼硬件電路實現。其中物理層編解碼采用了惠普公司紅外3/16的編解碼芯片——hp-7001，此芯片使用1.63μs或者3/16脈沖模式收發信號，可對波特率編程。紅外收發器采用安捷倫的hsdl-3610，它全兼容IrDA 1.1，最高傳輸速率可達4Mbps,連接距離大于1.5米且耗電較少。考慮到單片機80C196kc的串行接口要用于數據通訊,所以改用HSO、HSI實現紅外打印的類串口數據輸出輸入。由于80C196kc和hp7001的接收發送腳都是TTL電平，可直接相連，無需MAX232等電平轉換芯片。考慮到9600bps是紅外通訊協議的基本波特率，故80C196kc以及hp-7001和hsdl-3610都采用9600bps進行通訊。

串口通信使用了80C196kc的串行數據接口，采用RS-232方式，由MAX232實現串行信號的電平轉換。采用8位數據位、一位停止位、無奇偶校驗位的傳輸方式，提供4800、9600、19200三種波特率供用戶選擇，以適用于計算機通訊的需要。通訊時只需用在儀器與計算機之間用串口線連接，運行相應程序，即可完成數據的傳輸。該通信只傳送已存入flash中的歷史采樣數據，最多一次可傳送40組數據，每組數據均包括所有采樣參數、計算參數及數據存儲時的系統參數（如日期時間、燃料類型等）。

3.5 電源啟動及轉換模塊

由于便攜式分析儀器采用蓄電池供電，減少整機電流和待機電流、降低損耗變得極為重要。傳感器部分的工作電壓為12V，而單片系統采用5V供電，因此，控制平臺選用了直-交-直變換模塊完成電源轉換。選用XR031電壓轉換模塊，其轉換效率達80%。啟動電路采用CMOS芯片，組成帶施密特整形的flip-flop電路，由儀器鍵盤上的啟動鍵控制開、關機。關機狀態下電池仍對該部分電路供電，其電流極小，約為4～8微安，工作狀態下CPU內部A/D采樣模塊對其進行電壓檢測，當電壓低于設定時，置輸出端口為有效電平，該電平經微分電路產生+12V尖脈沖觸發flip-flop電路翻轉，實現強行關機。本監控系統正常工作時功耗電流為50～60mA（LCD背光關閉，不包括泵電流），整機電流最大為140mA（LCD背光開啟）。電源轉換及啟動硬件設計如圖4。

圖4 電源啟動及轉換電路

3.6 時鐘模塊

本次設計采用了一塊實時鐘芯片DS12C887，它是微機中常用的時鐘芯片。該芯片是24腳雙列直插封裝的一個集成組件，組件中包含石英晶體、鋰電池、實時時鐘、日歷時鐘、報警時鐘、和128個字節的RAM，其中15個字節用作實時鐘的控制寄存器，其余113個字節可作普通RAM使用，其中數據也可以十年不丟失，DS12C887的年月日、時分秒等信息都放在內部寄存器中。

4 監控平臺的軟件設計

監控平臺的軟件系統采用C程序設計，使用C96編譯器，版本為5.3版。盡管該編譯器占用程序空間比匯編語言編譯器大，但程序開發周期大大減少，調試效率及可讀性均明顯優于匯編語言，且原程序可更加方便地移植于其他型號芯片中，便于產品的更新換代。

本監控平臺軟件系統為多任務實時操作系統，主要分為人機界面、串口通訊、數據處理、紅外打印、操作控制五大功能模塊，軟件結構框圖如圖5所示。由于系統采用模塊化設計，各模塊自成體系，可獨立調試，有利于系統集成也便于形成其他分析儀器的監控程序。本軟件系統支持中英文兩種版本的界面供用戶操作選擇，其LCD顯示頁面達60多個，字庫漢字超過250個，編譯后程序代碼約為52Kb。

圖5 軟件系統設計

整個軟件系統使用超循環系統（Super-Loops）結構，應用程序是一個無限循環，循環中調用相應的函數完成規定的操作，程序依次檢查系統的每一個輸入條件，一旦條件成立就進行相應的處理，這部分可以看成任務級處理。中斷服務程序處理異步事件，這部分看成中斷級處理。本系統包括A/D采樣、HSO實時中斷、HSO事件中斷、串行通訊等模塊，為保證實時性，中斷服務程序只包含標志處理，其隱含功能如采樣值的濾波，HSO事件排隊均由任務級處理。實時多任務按任務級別分類處理，在各界面處理模塊中均包含時間事件處理模塊，以確保定時事件處理。

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