【正文】 可承受一定的電壓和電流 .所以在使用繼電器時，需要注意到觸點上通過的電流和觸點兩端的電壓不能超過繼電器規(guī)定的觸點負載能力 . (3) 繼電器線圈電 源的選擇 .這是指 繼電器線圈 工作 使用的是直流電（ DC）還是交流電（ AC） .通 常，初學者 采用直流電源供電的電子線路來 進行電子制作活動，所以 這時需要使用在 直流電壓 下 線圈 工作 的繼電 器 . 繼電器的測試 點 (1) 測觸 點電阻 .用萬能表的 電阻檔，測量常閉觸點與動點電阻， 在不工作情況下 其阻值應為 0， 而常開觸點與動點的阻值為無 窮大 .常閉觸點和 常開觸點 的判斷可以通過這種阻值不同的方法 來區(qū)別 . (2) 測線圈 電阻 .可用 萬能表 R10Ω 檔測量繼電器線圈的阻值，從而判斷該線圈是否存在著開路 現(xiàn)象 . (3) 測量吸合電壓和 電流 .使 用 電流表 和可調(diào)穩(wěn)壓電源，給繼電器輸入一組電壓 ，同時把電流表串聯(lián)到供電回路中進行監(jiān)測 .逐漸調(diào)高電源電壓，繼電器吸合聲出現(xiàn)時，記下吸合電壓和吸合電流的數(shù)據(jù) .可以通過多次測量取平均值的方法使數(shù)據(jù)更精確 . (4) 測量釋放 電壓和電流 .連線和測試方法與上一點相同，當繼電器吸合后，再逐漸降低電源電壓，繼電器釋放聲出現(xiàn)時，記下此時釋放電壓和釋放電流的數(shù)據(jù)，同樣，也可以通過多次測量求平均值的方法取得平均 的釋放電壓 與 釋 放電流 .在一 般情況下，繼電器的釋放電壓 大約是 吸合電壓的 10~50%，如果釋放電壓太?。ㄐ∮?1/10 的吸合電壓），則不能正常使用 了，這樣會對電路的穩(wěn)定性造成威脅， 不能可靠正 常工作 . 74HC138 38 譯碼器介紹 74HC138 38 線譯碼 器 ,譯碼器 也稱解碼 器，譯碼 過程實際上是一種翻譯 過程 ,即編 碼江南大學學士學位論文 6 的逆 過程 .譯碼器 的輸入是 n 位二值代 碼，輸出 是 m 個表征代碼原意的狀態(tài)信號（或另一種代碼），一般情況下有 m 小于等于 2 的 n 次方，即譯碼器輸入線比輸出線 要少 .譯碼 器按其功能可分為三大類： (1) 變量譯碼器：將輸入的二進制代碼還原為原始輸入 信號 .例 如有兩位二進制代碼（ 0， 1），可經(jīng)譯碼器還原為四個信號狀態(tài)（ 0， 0）（ 0， 1）（ 1， 0) (1， 1). (2) 代碼變換譯碼器 ：是從一種編碼轉(zhuǎn)換為另一 種編碼 . (3) 顯示譯碼器： 一般是將一種編碼譯成十進制碼或特定的編碼，并通過顯示器件將譯碼器的狀態(tài)顯示出 來 . 74HC138 38 線譯碼器是高速硅柵 CMOS 解碼 器，適合 內(nèi)存地址解碼或數(shù)據(jù)路由應用 .74HC138 按照三位二進制輸入碼和賦能輸入 條件 ,從 8個輸出端中譯出一個低電 平輸出 .在解調(diào)器應用 中 ,賦能 輸入端可用作數(shù)據(jù)輸 入端 .在本設 計 中， 使用譯碼器來控制數(shù)碼管的顯示 .其中 前 3 位為設定時間，后 3 位為倒計時剩余時間，單位為分鐘 [5]. 74HC245 8 位鎖存器 介紹 74HC245 是總線驅(qū)動 器，典 型的 TTL 型 8 位三態(tài)緩沖門 電路 .它是 雙向輸入 /輸出口，它的雙向功能是通過 DIR 和 E 結(jié)合控制數(shù)據(jù)傳輸方 向 .當 E 為低電平， DIR 為低電平，數(shù)據(jù)從 B 到 A 傳輸；相反，如果 E 為低電平， DIR 為高電平，數(shù)據(jù)從 A 到 B 傳 輸 . 由于單片機等 CPU 的數(shù) 據(jù) /地址 /控制總線端口 都有一定的負載能力，如果負載超過其負載能力，一般應加驅(qū) 動器 .其主要 用作信號功率放 大 .在本 設計中， 74HC245 的 A 端接單片機的 P2 口， B 端接外設的數(shù)碼管，從而起到了功率放大的作用 [6]. 三端穩(wěn)壓器 LM7805 介紹 在電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的 LM78XX 系列和負電壓輸出的 LM79XX 系 列 .顧名思義，三 端 IC 是指這種穩(wěn)壓用的集成 電路，只有 三條引腳輸出，分別是輸 入端、接地 端和 輸出端 .該 系列集成穩(wěn)壓 IC 型號中的 LM78 或 LM79 后面的數(shù)字 表示 該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電 壓， 如 LM7806 表示輸出電壓為正 6V， LM7909 表示輸出電壓為負 計中 LM7805 是輸出 5V 三端穩(wěn)壓器件，內(nèi)部采用電流限幅、過熱短路保護，所以這種集成電路實際上是不會燒毀的 器件 .它適 用 于變化范圍限寬的電源輸出，從而獲得穩(wěn)定的電壓輸出 .由于 輸出電流大，所以它可以為整個電路板提供穩(wěn)壓電流，避免采用多穩(wěn)壓的麻 煩 .其特 點是輸出電流可超過 1A，無需外接元件，具有短路電流保護和低輸出電阻特性 [7]. LM7805 在 實際應用中，應在三端集成穩(wěn)壓電路上 為其 安裝足夠大的散熱器（ 小功率的條件下沒有必要 ） .原 因是 當穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能 會降低 ，甚至 引起 器件損壞 . 當 電路 制作中需要一個能輸出 以上電流的穩(wěn)壓電 源時，一般情 況下將 N 塊三端穩(wěn)壓電路并 聯(lián)，使得 其最大輸出電流為 N 倍的 ，但 在應用 過程中需要注意的是為了保證參數(shù)的一 致，并聯(lián) 時所 使用的集成穩(wěn)壓電路應采用同廠家同批號的產(chǎn) 品 .除此 之外，為了 避免個別集成穩(wěn)壓電路失效導致其他電路的連鎖燒毀 ， 在輸出電流上 應當 留有一定的余量 . 微電腦控制藥膳煲 的控制部分設計 7 LM7805 在使用時的注意事項 (1) 輸入輸出壓差不能太 大 ,太 大 的話 轉(zhuǎn)換效率 就會迅速下 降，而且 容易 引起 擊穿損壞； (2) 是 輸出電壓的 極限 值，不能超過 這個 值 .對于大 電流輸出 的情 況下，為了 避免出現(xiàn) 熱擊穿 或者 高溫 保護， 散熱片尺寸 需 要足夠大； (3) 輸入輸出壓差也不能 太小 ,太小 的話 效率 會 很 差 . LM7805 的 引腳序號 與 引腳功能 引腳號標注方法是按照引腳電位從高到底的順序標注 的 .這樣標 注便于 記憶 .引 腳 ①為最高電 位， ③ 腳為最低電位 ， ② 腳居 中 .不論 正壓還是負壓， ② 腳均為輸出 端 .對 于LM78XX 正壓系列，輸入是最高電位，自然是 ① 腳，地端為最低電位，即 ③ 腳 .對 于 LM79XX負壓系列，輸入為最低電位，自然是 ③ 腳，而地端為最高電位，即 ① 腳 .此 外，還應注意，散熱片總是和最低電位的第 ③ 腳 相連 .這樣 在 LM78XX 系列中，散熱片和地相連接，而在LM79XX 系列中，散熱片卻和輸入端相 連接 . 電壓比較器 LM393 介紹 LM393 為雙電壓比較 器 .LM393 系列由兩個偏移電壓指標低達 的獨立精密電壓比較器 構(gòu)成 .該產(chǎn) 品采用單 電 源操作設計， 工作電壓范圍達到 2~ 其 低電耗不受電源電壓值影響 ， 也可采用分離 式電源 .還有 一個特點 是，即 使是在單電源操作 情況 下，其 輸入共模電壓范圍也 包括接地 .LM393 系列 能夠 直接與 TTL 及 CMOS 邏輯電路接 口 .無 論正電源還是負電源操作，當?shù)碗姾谋葮藴时容^器的優(yōu)勢明顯時， LM393 系列便與 MOS 邏輯電路直接接口 [8]. LM393 是高增 益，寬頻帶器件，象大多數(shù)比 較器一樣，如果 輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生 耦合，則很容易產(chǎn)生振蕩 .這種現(xiàn)象僅僅出現(xiàn)在當比較器改變狀態(tài)時，輸出電壓過渡的間隙，電源加旁路濾波并不能解決這個問題，標 準 PC 板的設計對減小輸入 —輸出寄生電容耦合是有助 的 .減小 輸入電阻至小于 10K 將減小反饋 信號，而且 增加甚至很小的正反饋量 （ 滯回 ~10mV） 能導致快速轉(zhuǎn) 換，使得 不可能產(chǎn)生由于寄生電容引起 的振蕩，除 非利用滯后，否則直接插入 IC 并在引腳上加上電阻將引起輸入 —輸出在很短的轉(zhuǎn)換周期內(nèi)振蕩，如果輸入信號是脈沖波形，并且上升和下降時間相當快，則滯回將不需 要 . 比較器的所有沒有用的引腳必須 接地 . LM393 偏置網(wǎng)絡確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍 ~30V 無 關 . 通常電源不需要加旁路 電容 . 差分輸入電壓可以大于 Vcc 并不損壞器件，保護部分必須能阻止輸入電壓向負端超過. LM393 的輸出部分是集電極開路，發(fā)射極接地的 NPN 輸出晶體管，可以用多集電極輸出提 供 . LM393 的主要功能是 輸出負載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上，不受 Vcc 端電壓值的 限制 .此輸 出能作為一個簡單的對地 SPS 開路 （ 當不用負載電阻沒被運用 ） ，輸出 部分的陷電流被可能得到的驅(qū)動和器件的 β 值所限 制 .當 達到極限電流江南大學學士學位論文 8 （ 16mA） 時，輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上 升 .輸出 飽和電壓被輸出晶體管大約 60ohm 的 γSAT 限 制 .當 負載電流很小時，輸出晶體管的低失調(diào)電壓 （ 約 ） 允許輸出箝位在零電平 [9]. 在本設計中，采用了 LM393 作為溫度檢測電路核 心元件 .此外 還有一種方法是使用DS18B20 溫度傳感器來進行溫度檢 測 .DS18B20 的 測溫范圍 是 55℃ ~+125℃ ，固有測溫誤差 ℃ .單 片機訪問 DS18B20 必 須遵守 DS18B20 復 位、執(zhí) 行 ROM 指令 、執(zhí) 行 DS18B20功能指令這個順 序 .而在 單點上，可以直接跳過 ROM 指 令 .DS18B20 的轉(zhuǎn)換精度默認為12 位，而分辨率是 溫度讀取包括三個步 驟 .第 一步讓 DS18B20 啟動溫度轉(zhuǎn)換，這一步中首先讓 DS18B20 復位，然后連續(xù)寫入跳過 ROM 的字節(jié)命令： 0xCC，開始轉(zhuǎn)換的功能命令： 0x44，之后延時一段時 間 .第二步為讀 暫存數(shù)據(jù)，具體為首先讓DS18B20 復位，然后寫入跳過 ROM 的字節(jié)命令： 0xCC 和讀暫存的功能命令： 成后 讀入第 0 個字節(jié) LS Byte，轉(zhuǎn)換結(jié)果的低八 位 .讀 入第 1 個字節(jié) MS Byte，轉(zhuǎn)換結(jié)果的高八 位 .最 后 DS18B20 復位，表示讀取暫存結(jié) 束 .最 后一步為整合 LS Byte 和 MS Byte 的數(shù)據(jù)乘以 即得到帶一位小數(shù)的溫度 值 .DS18B20 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但 對于本設計中要注意到 較小的硬件開銷需要相對復雜的 軟件 進行補 償，由 于 DS18B20 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳 送， 因此 ， 在對 DS18B20進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié) 果 .在使 用 PL/M、 C等高級語言進行系統(tǒng)程序設計時，對 DS18B20 操作部分最好采用匯編語言 實現(xiàn) .而且 本設計的溫度檢測電路中只需針對幾個特定溫度點進行檢測比較，所以采用 LM393 更適合一些，也更容易 實現(xiàn) . 微電腦控制藥膳煲的控制部分設計 9 第 3 章 控制電路設計 藥膳煲的總電路設計方案 控制電路除了單片機電路外還有按鍵電 路、溫度 檢測電路 、時間 顯示 電路、功率 控制電 路、加熱 電路 、電源電 路和訊響電路等 .如圖 31. 圖 31 總電路設計框圖 各模塊電路的設計實現(xiàn) 單片機及其外圍電路 (1) 單片機 選用的是 40 腳的 8 位單片機 STC89C52， 片內(nèi)含 8kB 的 Flash 存儲器 ，可儲存工作程序，可在 線編程 . (2) 晶振電路 在單片機的 XTAL1 和 XTAL2 端接石英晶體振蕩器 1Y1（ 12MHz）和電容 1C 1C3，為單片機提供 12MHz 的時鐘信號，這樣一個機器周期正好是 1 微 秒 . (3) 復位電路 單片機 RST 端為復位端，接有電容 1C1 和電阻 1R1，開機通電 時，電 容 1C1 兩端相當于短路， RST 引腳上為高電平，然后電源通過電阻 1R1 對電容 1C1 充電， RST 端電壓慢慢下降，降到一定電壓值以下，即為低電平，單片機開始工作 .工作電路如圖 31. 江南大學學士學位論文 10 圖 32 單片機電路 時間顯示電路與數(shù)碼管電路 用 1 個 6 位共陰極數(shù)碼管 5DPY1，以分鐘為單位，來顯示設定時間（前三位）和剩余時間（后三位） .前 3 位來顯示藥膳煲燒煮的“設定時間”，后 3 位來顯示燒煮的“剩余時間” .單片 機 P2 口經(jīng) 8 位鎖存器 5U 74HC245N(有電 流放大 作用 )輸出驅(qū) 動各數(shù)碼管的 8段引腳，單片機 ~ 口輸出數(shù)碼管的位選信號，經(jīng) 38 譯碼器 5U 74HC138(有電流放大作用 )，驅(qū) 動 6 個數(shù)碼管的陰極 D1~D6，數(shù)碼管用軟件進行動態(tài)掃描顯 示 .工作 電路如圖 32. 微電腦控制藥膳煲 的控制部分設計 11 圖 33 時間顯示電路與數(shù)碼管電路 按鍵電路 按鍵信號由單片機的 P ~ 端輸入，按鍵開關 3S1 是“選擇”按鍵， 3S2 是“ 120分”按鍵， 3S3 是 “ 180 分” 按鍵， 3S4 是“清零”按 鍵 .這些 按鍵的一端接地，另一端通過電阻 3R1~3R4 接到電源，又通過 3D1~3D4 二極管與外中斷觸發(fā)端 INT0 連 接 .當 無按鍵