【正文】 D9D S 2D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpGND9D S 3D P Y _ 7 S E G _ D P 圖 數(shù)字顯示電路原理圖 圖 89C51單片機(jī)擴(kuò)展芯片 8155和三位共陰極顯示器的接口電路。 矩陣式鍵盤(pán)模式以 N個(gè)端口連接控制 N*N 個(gè)按鍵 實(shí)時(shí)在 LED 數(shù)碼管上顯示按鍵信息。在行線(xiàn)和列線(xiàn)的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 硬件電路設(shè) 計(jì)圖 示。 報(bào)警電路及通信模塊 為了能夠準(zhǔn)確把握達(dá)到放電電壓的時(shí)間，電路設(shè)計(jì)了報(bào)警電路。 串行通信 是指計(jì)算機(jī)主機(jī)與外設(shè)之間以及 主機(jī)系統(tǒng) 與主機(jī)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的串行傳送。如果一組數(shù)據(jù)的各數(shù)據(jù)位在多條線(xiàn)上同時(shí)被傳輸，這種傳輸方式稱(chēng)為 并行通信 。異步通信中，在異步通信中有兩個(gè)比較重要的指標(biāo)：字符幀格式和 波特率， 數(shù)據(jù)通常以字符或者字節(jié)為單位組成字符幀傳送。為了銜接 RS232 接口。 另外在基準(zhǔn)電壓的設(shè)置上用到 D/A轉(zhuǎn)換 ,所以選用 8位的轉(zhuǎn)換器 DAC0832。 (2)具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕? (6)工作溫度范圍為 40～＋ 85℃ 。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。 圖 即為單片機(jī)與 A/D 轉(zhuǎn)換器ADC0809 的接線(xiàn)電路圖。 與 WR 相或非，產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào) START 和地址鎖存控制信號(hào) ALE； 與 RD 相或非產(chǎn)生輸出允許控制信 號(hào) OE。 D/A 轉(zhuǎn)換結(jié)果采用 電 流 形式輸出。 (2)IOUT1 ：模擬電流輸出端 1，當(dāng) DAC 寄存器中數(shù)據(jù)全為 1 時(shí)，輸出電流最大，當(dāng) DAC 寄存器中數(shù)據(jù)全為 0時(shí)，輸出電流為 0。 VREF 端與 D/A 內(nèi)部 T形電阻網(wǎng)絡(luò)相連。 P 1 .0P 1 .1P 1 .2P 1 .3P 1 .4P 1 .5P 1 .6P 1 .7R S T / V p dP 3 .0 ( R X D )P 3 .1 ( T X D )P 3 .2 ( I N T 0 )P 3 .3 ( I N T 1 )P 3 .4 ( T 0 )P 3 .5 ( T 1 )P 3 .6 ( W R )P 。 (7)AGND ：模擬量地，即模擬電路接地端。 (4)RFB ：反饋電阻引出端， DAC0832 內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻，所以 RFB 端可以直接接到外部運(yùn)算放大器的輸出端，這樣相當(dāng)于將一個(gè)反饋電阻接在運(yùn)算放大器的輸出端和輸入端之間。運(yùn)放的反饋 電阻 可通過(guò) RFB 端引用片內(nèi)固有電阻，也可外接 .該片邏輯輸入滿(mǎn)足 TTL 電壓電平范圍，可直接 與安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 TTL 電路或微機(jī)電路相接。 DAC0832 是采樣頻率為八位的 D/A 轉(zhuǎn)換器件。D0~D7 是數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)。直到 A/D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。 ADC0809 的工作過(guò)程是：首先輸入 3位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。 (4)單個(gè) ＋ 5V 電源供電 。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8個(gè)單段 模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 C 1+1V C C16V+2G N D15C 13T 1out14C 2+4R 1i n13C 15R 1out12V6T 1i n11T 2out7T 2i n10R 2i n8R 2out9U2M A X 232162738495J5U A R TC 121uFC 111uFC 131uFC 101uF++++C 14104異步串口RXTXD B 9 3D B 9 2D B 9 3D B 9 2G N DV C C 圖 異步串口通信電路 A/D和 D/A接口電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)要進(jìn)行電壓采樣和電流采樣，因此涉及到 A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用。發(fā)送端和接收端可以由各自的時(shí)鐘來(lái)控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這兩個(gè)時(shí)鐘源彼此獨(dú)立，安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 互不同步。 同步通信是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。其只需要少數(shù)幾條線(xiàn)就可以在系統(tǒng)間交換信息，特別適用于計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的遠(yuǎn)距離通信 。 Ry1KQ19 0 1 5S P E A KG N DV C CP 1 .3 圖 報(bào)警電路 通信模塊的設(shè)計(jì) 在實(shí)際應(yīng)用中，不但要求計(jì)算機(jī)與外部的設(shè)備之間要經(jīng)行信息交換，而且計(jì)算機(jī)之間也需要交換信 息，所以這些信息的交換稱(chēng)之為“通信”。如讀入輸入緩沖器的狀態(tài)不全為“ 1” ， 確定哪一根列線(xiàn)為 “ 0”狀態(tài) ， 當(dāng)某個(gè)鍵的行線(xiàn)和列線(xiàn)都為“ 0”狀態(tài)時(shí) 表明該鍵按下， 最后通過(guò)顯示程序?qū)⒃撴I的序號(hào)顯示出 。這種行列式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)能有效地提高單片機(jī)系統(tǒng)中 I/O 口的利用率。并且在實(shí)際 應(yīng)用中經(jīng)常要用到輸入數(shù)字、字母、符號(hào)等操作功能 如電子密碼鎖、電話(huà)機(jī)鍵盤(pán)、計(jì)算器按鍵等 至少都需要 12 到 16 個(gè)按鍵。 鍵盤(pán)實(shí)際上是有排練成矩陣形成的一系列按鍵開(kāi)關(guān)組成的，它是單片機(jī)系統(tǒng)中最常見(jiàn)的人機(jī)聯(lián)系的一種輸入設(shè)備。這種顯示方法的優(yōu)點(diǎn)是使用硬件少，因而價(jià)格低；但占用機(jī)時(shí)多，只要單片機(jī)不執(zhí)行顯示程序，就立刻停止顯示。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 P A 0P A 1P A 2P A 3P A 4P A 5P A 6P A 7P B 0P B 1P B 2P B 3P B 4P B 5P B 6P B 7P C 0P C 1P C 2P C 3P C 4P C 5A D 0A D 1A D 2A D 3A D 4A D 5A D 6A D 7CERDWRI O / MA L ET M R O U TT M R I NR E S E TV c c Vss8155P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S T / V p dP 3 . 0 ( R X D )P 3 . 1 ( T X D )P 3 . 2 ( I N T 0 )P 3 . 3 ( I N T 1 )P 3 . 4 ( T 0 )P 3 . 5 ( T 1 )P 3 . 6 ( W R )P 3 . 7 ( R D )X T A L 2X T A L 1V s sV c cP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7E A / V p pA L E / P R O GP S E NP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0A T 8 9 C 5 1N O RG N D+ 5 V+ 5 V 圖 I/O 口的擴(kuò)展接口電路 在二種顯示的方法中， 靜態(tài)顯示亮度高，編程容易，管理也比較簡(jiǎn)單，但占用的 I/O口資源較多，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，數(shù)字顯示采用動(dòng)態(tài)顯示方式。這樣，單片機(jī)就可以像訪問(wèn)外部 RAM 存儲(chǔ)器單元那樣訪問(wèn)外部的 P0口接口芯片，以對(duì)P0口進(jìn)行讀 /寫(xiě)操作。 數(shù)字顯示 及鍵盤(pán) 電路的設(shè)計(jì) 在單片機(jī)家族的眾多成員中， MCS51 系列單片機(jī)以其優(yōu)越的 性能、成熟的技術(shù)、高可靠性和高性?xún)r(jià)比 ,占領(lǐng)了工業(yè)測(cè)控和自動(dòng)化工程應(yīng)用的主要市場(chǎng)，并成為國(guó)內(nèi)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的主流機(jī)型。 電路元器件的參數(shù) : Ra ： (Emin3)/Ia，其中 Emin為蓄電池的 放電終止電壓， Ia為放電電流。 A R 1O P A M PA R 2O P A M PQ5P N PQ6P N PA R 3O P A M PA R 4O P A M PRb1kRc1kRa2Re1kRi6. 2kRf100kRg1kRh1kRj16kRs0. 33Rd1kRm1kRn2kI N 2I N 1I N 0A D D AA D D BA D D CA L ED7D6D5D4D0V r e f ( )D2I N 3I N 4I N 5I N 6I N 7S T A R TE O CD3OEC L O C KV c cV r e f ( + )G N DD1A D C 0809CSW R 1A G N DD3D2D1D0V r e fR f bD G N DV c cI L EW R 2X F E RD4D5D6D7I out 1I out 2D A C 083212VG N D5V5VG N DUsUbEiE 圖 恒流放電電路原理圖 若由于輸入電壓的減小而使負(fù)載電流減小，則取樣電壓必然減小，從而使取樣 電壓 Us與基準(zhǔn)電壓 E的差值 (Us— E)減小?？烧{(diào)電源提供基準(zhǔn)電源，輸入信號(hào) Ei為蓄電池的電壓。隨著放電的進(jìn)行，蓄電池的電壓必然要降低，如不 加入恒流放電裝置而是進(jìn)行定電阻放電，則放電電流也會(huì)隨著電壓的降低而降低。當(dāng)穩(wěn)壓器距離整流濾波電路比較遠(yuǎn)時(shí)，在輸入端必須接入電容器 C3（數(shù)值為 F ），以抵消線(xiàn)路的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩 。集成穩(wěn)壓器、 使用方便、性能穩(wěn)定、更重要的是考慮到它的價(jià)格低廉，因而適合在此設(shè)計(jì)中應(yīng)用 。 整流電路將交流電壓變成單向脈動(dòng)的直流電壓；濾波電路用來(lái)濾除整流后單向脈動(dòng)電壓中的交流成份，合之成為平滑的直流電壓。 二個(gè)穩(wěn)壓電源模塊的組成比較類(lèi)似?？煽毓鑼?dǎo)通的時(shí)間即為 20ms2T。 該系統(tǒng)的核心是通過(guò)單片機(jī)控制雙向可控硅的導(dǎo)通角來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。為了精確控制可控硅的導(dǎo)通角，電路加入了過(guò)零檢測(cè)電路，如圖 所示，交流電 源從 V1引入并送入二片光耦，注意光耦的輸入端是反相的。該調(diào)壓電路通過(guò)單片機(jī)控制雙 向可控硅的導(dǎo)通角來(lái)實(shí)現(xiàn)的，為了達(dá)到精確控制，整個(gè)電路包括可控硅控制電路和過(guò)零檢測(cè)電路。 該模塊用到了單片機(jī)和雙向可控硅，可控硅可以直接接在 220V 交流電路上，但是單片機(jī)采用低電壓供電，因此需要采用以一定的隔離措施，將 220V 和5V 弱點(diǎn)隔離，系統(tǒng)使用 MOC3051 作為弱電和強(qiáng)電的隔離。因?yàn)樾铍姵胤烹娙萘颗c溫度的關(guān)系密切，標(biāo)準(zhǔn)才規(guī)定177。 表 DS18B20 溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表 LS Byte Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 23 22 21 20 21 22 23 24 MS Byte Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 S S S S S 26 25 24 這是 12位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在 18B20 的兩個(gè) 8比特的 RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5 位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于 0，這 5位為 0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加 1再乘于 即可得到實(shí)際溫度。 DSB8B20 的 3腳接系統(tǒng)中單片機(jī)的 口線(xiàn)，用于將采集到的溫度送入單片機(jī)中處理， 2腳和 3腳之間接一個(gè) 上拉電阻，即可完成溫度采集部分硬件電路。 C～ +125176。 Rz1KR S TCa22uFV C CG N DR E S T 圖 復(fù)位電路 溫度檢測(cè)硬件設(shè)計(jì) 溫度測(cè)量轉(zhuǎn)換部分是整個(gè)系統(tǒng)的 數(shù)據(jù) 來(lái)源，直接影響系統(tǒng)的可靠性。 89 系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從 RST 引腳輸入 到芯片 內(nèi)的施密 特觸發(fā)器 中的。 10pF，而如使用陶瓷振蕩器建議選擇 40pF177。 主要特性 （ 1）與 MCS51兼容 （ 2） 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 （ 3）壽命： 1000寫(xiě) /擦循環(huán) （ 4）數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10年 （ 5）全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz （ 6）三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 （ 7） 128 8位內(nèi)部 RAM （ 8） 32位可編程 I/O線(xiàn) （ 9）兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 （ 10） 5個(gè)中斷源 （ 11）可編程串行通道 （ 12）低功耗的閑置和掉電模式 （ 13）片內(nèi)振 蕩器和時(shí)鐘電路