【正文】 對(duì)一般線性儀表來(lái)說(shuō)，標(biāo)度變換公式為： 式中：A0 為一次測(cè)量?jī)x表的下限；Am 為一次測(cè)量?jī)x表的上限；A X為實(shí)際測(cè)量值；N0 為儀表下限所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量；Nm 為儀表上限所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量；N X 為測(cè)量所得數(shù)字量。峰鳴音報(bào)警接口電路的設(shè)計(jì)只需購(gòu)買(mǎi)市售的壓電式蜂鳴器，然后通過(guò) MCS51 的 1 根口線經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)蜂鳴音發(fā)聲。本設(shè)計(jì)是利用 8031 的串行口實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)/顯示器接口。如圖 318:所示： 圖 318 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 108031D03 Q0 2D14 Q1 5D27 Q2 6D38 Q3 9D413 Q4 12D514 Q5 15D617 Q6 16D718 Q7 19OE1 LE11U?74LS373GNDA010 A19A28 A37A46 A55A64 A73A825 A924A1021 A1123A122CS120 CS226 WE27OE22D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7 19U?6264R?1Kvcc3. 2. 4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的掉電保護(hù)單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的 RAM 數(shù)據(jù)是非常容易丟失的，特別是一些珍貴的科研數(shù)據(jù)，一旦丟失后果不堪設(shè)想，因此掉電保護(hù)是必須要做的，一旦電源發(fā)生掉電現(xiàn)象，在掉電的瞬間系統(tǒng)能自動(dòng)保護(hù) RAM 中的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)電源恢復(fù)正常供電后能恢復(fù)到掉電前的工作狀態(tài)。但往往在系統(tǒng)的要求下片內(nèi) RAM 不能滿足要求，用戶只有選擇擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，以進(jìn)行存儲(chǔ)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)。在程序擴(kuò)展中，我們選用的地址鎖存器是74LS373當(dāng)三態(tài)門(mén)的 為低電平時(shí)，三態(tài)門(mén)處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許 Q 端輸出，否則 為高電平，輸出為三態(tài)門(mén)斷開(kāi)，輸出端對(duì)外電路呈高阻態(tài)，所以在這里 為低電平，這時(shí)當(dāng) G 端為高電平時(shí)，鎖存器輸出和輸入的狀態(tài)是相同的，當(dāng) G 由高電平下落為低電平時(shí)，輸入端 1D～8D 的數(shù)據(jù)鎖入 1Q～8Q 中。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵 K 后松開(kāi)，也能使 RST 為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位的操作。 根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位。F0：F0 常不是由機(jī)器來(lái)指令執(zhí)行中形成的，而是用戶根據(jù)程序的需要進(jìn)行設(shè)置的，這個(gè)位一經(jīng)確定就可通過(guò)軟件測(cè)試來(lái)決定用戶程序的流向。寄存器 B：進(jìn)行乘除運(yùn)算時(shí)，寄存器 B 有特定的用途，在乘時(shí)存放一個(gè)乘數(shù)以及積的最高位，A 中存放另一個(gè)乘數(shù)以及積的低位。0023H 單元：串行口中斷入口地址。3. 2. 2. 3 8031 程序存儲(chǔ)器MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部 ROM 是不同的，8051 有 4K 的 ROM，而 8751 則是4K 光可擦寫(xiě) EPROM，而我們所采用的 8031 則沒(méi)有片內(nèi)的 ROM，但是無(wú)論那種型號(hào)的芯片都可以在片外擴(kuò)展多達(dá) 64K 的片外程序存儲(chǔ)器，外部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展的大小以滿足系統(tǒng)要求即可，或有特殊要求或?yàn)榱艘院笊?jí)方便采用大容量的片外程序存儲(chǔ)器。在掉電時(shí)，此引腳接備用電源 VDD，以保持 RAM 數(shù)據(jù)不丟失，當(dāng) BVCC 低于規(guī)定的值時(shí)，而 VPD 在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)時(shí)，VPD 就向內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器提供備用電源。并行 I/O 口：MCS51 有四個(gè) 8 位的并行 I/O 口，P0 ，P1，P2，P3，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸出。它由傳感器采集非電信號(hào)，從傳感器出來(lái)經(jīng)過(guò)功率放大過(guò)程，使信號(hào)放大，再經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，再送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的相應(yīng)端口。～～～～～～1 / 2 C L K 周期1 6 4 0 0 個(gè)時(shí)鐘脈沖周期1 8 個(gè)時(shí)鐘脈沖周期E O CD S 1D S 2D S 3D S 4( 最高位 ) 1 / 2 位 2 個(gè)時(shí)鐘脈沖周期最低位 圖 312 MC14433 選通脈沖時(shí)序圖BCD 碼輸出線Q0Q3： BCD 碼輸出線。 R1/C1： R1 與 C1 的公共端。VEE: 模擬部分的負(fù)電源端，接5V。MC14433 A/D 轉(zhuǎn)換器由于雙積分方法二次積分時(shí)間比較長(zhǎng)，所以 A/D 轉(zhuǎn)換速度慢，但精度可以做得比較高；對(duì)周期信號(hào)變化的干擾信號(hào)積分為零，抗干擾性能也比較好。XCOM（3）：該引腳作為輸出時(shí)，則為公共輸出端；作為輸入時(shí)，則為輸入端。多路開(kāi)關(guān)通常有 n 個(gè)模擬量輸入通道和一個(gè)公共的模擬輸入端，并通過(guò)地址線上不同的地址信號(hào)把 n 個(gè)通道中任一通道輸入的模擬信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)有 n 線到一線的接通功能。二、濕度測(cè)量電路HS1100/HS1101 電容傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個(gè)電容器件，其電容量隨著所測(cè)空氣濕度的增大而增大。下面 介紹 HS1100/HS1101 濕度傳感器及其應(yīng)用。 圖 35 　AD590 應(yīng)用電路三． 攝氏溫度測(cè)量電路如圖 35 所示，電位器 R2用于調(diào)整零點(diǎn)，R 4用于調(diào)整運(yùn)放 LF355 的增益。T9 和 T11 的發(fā)射結(jié)面積比為 8：1，T10和 T11 的發(fā)射結(jié)面積相等。RR6 是薄膜工藝制成的低溫度系數(shù)電阻，供出廠前調(diào)整之用。其基本電路如圖 33 所示。 AD590 的電源電壓范圍為 4V30V。3．1 信號(hào)采集3．1．1 溫度傳感器集成溫度傳感器 AD590 是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的集成兩端感溫電流源。 這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為：（1） 對(duì) ADC、S/H 要求高。而且還不具備在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中對(duì)溫度30～50℃的要求，因此，我們選擇方案二來(lái)作為本設(shè)計(jì)的濕度傳感器。然而，這種傳感器只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí)具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。作為電流輸出型傳感器的一個(gè)特點(diǎn)是，和電壓輸出型相比，它有很強(qiáng)的抗外界干擾能力。銅電阻的溫度系數(shù)比鉑電阻大，價(jià)格低，也易于提純和加工；但其電阻率小，在腐蝕性介質(zhì)中使用穩(wěn)定性差。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測(cè)溫元件。但傳統(tǒng)的方法是用與濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測(cè)量計(jì)和濕度試紙等測(cè)試器材，通過(guò)人工進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)不符合溫度和濕度要求的庫(kù)房進(jìn)行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。這種人工測(cè)試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且測(cè)試的溫度及濕度誤差大，隨機(jī)性大。現(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。在工業(yè)中用于50～180℃測(cè)溫。AD590 的測(cè)量信號(hào)可遠(yuǎn)傳百余米。方案二：采用 HS1100/HS1101 濕度傳感器。2. 3 信號(hào)采集通道的選擇 在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，溫度輸入信號(hào)為 8 路的模擬信號(hào)，這就需要多通道結(jié)構(gòu)。（2） 處理速度慢。 一．主要特性AD590 是電流型溫度傳感器，通過(guò)對(duì)電流的測(cè)量可得到所需要的溫度值。電源電壓可在 4V6V 范圍變化，電流IT變化 1μA，相當(dāng)于溫度變化 1K。圖 33 AD590 內(nèi)部核心電路　　圖 33 是利用 ΔU BE特性的集成 PN 結(jié)傳感器的感溫部分核心電路。TT8，T10 為對(duì)稱的 Wilson 電路，用來(lái)提高阻抗?！　9 和 T11 的發(fā)射結(jié)電壓互相反極性串聯(lián)后加在電阻 R5 和 R6 上，因此可以寫(xiě)出： ΔU BE＝（R 6－2 R 5）I／3　　R6 上只有 T9 的發(fā)射極電流，而 R5 上除了來(lái)自 T10 的發(fā)射極電流外，還有來(lái)自T11 的發(fā)射極電流，所以 R5 上的壓降是 R5 的 2／3。調(diào)整方法如下：在 0℃時(shí)調(diào)整 R2，使輸出 V0=0，然后在 100℃時(shí)調(diào)整 R4使 V0=100mV。一、特點(diǎn)不需校準(zhǔn)的完全互換性，高可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，快速響應(yīng)時(shí)間，專利設(shè)計(jì)的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，由頂端接觸（HS1100）和側(cè)面接觸（HS1101）兩種封裝產(chǎn)品，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動(dòng)插件和自動(dòng)裝配過(guò)程等。如何將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)易于接受的信號(hào)，常有兩種方法：一是將該濕敏電容置于運(yùn)方與租蓉組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號(hào)經(jīng)整流、直流放大、再 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；另一種是將該濕敏電容置于 555 振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之成反比的電壓頻率信號(hào)，可直接被計(jì)算機(jī)所采集頻率輸出的 555 測(cè)量振蕩電路如圖 37 所示。反之，當(dāng)模擬信號(hào)有公共輸出端輸入時(shí) ，作為信號(hào)分離器，實(shí)現(xiàn)了 1 線到 n 線的分離功能。A、B、C（19）：地址引腳INH（6）：禁止輸入引腳。目前，國(guó)內(nèi)外雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器集成電路芯片很多，大部分是用于數(shù)字測(cè)量?jī)x器上。VAG： 模擬地端。CLKI、 CLKO ： 外界振蕩器時(shí)鐘調(diào)節(jié)電阻 Rc，Rc 一般取 470 K? 左右。其中 Q0 為最低位，Q3 為最高位。由于 8031 中無(wú)片內(nèi) ROM，且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也不能滿足要求， ，經(jīng)擴(kuò)展 2762 和6264 來(lái)達(dá)到存儲(chǔ)器的要求，其結(jié)果通過(guò)顯示器來(lái)進(jìn)行顯示輸出。串行口：它有一個(gè)全雙工的串行口，它可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)間或單片機(jī)同其它外設(shè)之間的通信，該并行口功能較強(qiáng)，可以做為全雙工異步通訊的收發(fā)器也可以作為同步移位器用。ALE/PROG（30 引腳）當(dāng) 8031 訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器，ALE9 地址鎖存允許 0 輸入的脈沖的下沿用于鎖存 16 位地址的低 8 位，在不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器的時(shí)候，ALE 仍有兩個(gè)周期的正脈沖輸出，其頻率為振蕩器的頻率的 1/6，在訪問(wèn)外存儲(chǔ)器的是候，在兩個(gè)周期中， ALE 只出現(xiàn)一次，ALE 斷可驅(qū)動(dòng)8 個(gè) LS TTL 負(fù)載，對(duì)于有片內(nèi) EPROM 的而言，在 EPROM 編程期間，此腳用于輸入編程脈沖 PROG。當(dāng)外接程序存儲(chǔ)器的時(shí)候，單片機(jī)通過(guò) P2 口和 P0 口輸出 16 位的地址，即可尋址的外部程序存儲(chǔ)器單元的地址，使用 ALE 作為低 8 位地址鎖存器信號(hào)，再由P0 口讀回指令的代碼，用 PSEN 非作為外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。使用時(shí)常在這些入口外安放一條絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令，使程序跳轉(zhuǎn)到擁護(hù)安排的中斷處理程序的起始地址，或從 0000H 外執(zhí)行一跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到用戶設(shè)計(jì)的初始程序入口。除法時(shí)， B 中存放除數(shù)及余數(shù)，而在 A 中存放被除數(shù)和商，其他情況可作為普通寄存器用。RS1，RS0 ：8031 有四個(gè) 8 位工作寄存器 R0～R7，用戶可以改變 RS1 和 RS0的狀態(tài)來(lái)決定 R0～R7 的物理地址。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。 根據(jù)實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)，下面給出這兩種復(fù)位電路的電容、電阻參考值。當(dāng) 2764 處于讀方式下 和 均為低電平有效。根據(jù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求。3. 2. 5 系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路是用來(lái)產(chǎn)生 8031 單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘信號(hào)，8031 本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為保證工作方式的實(shí)現(xiàn)，8031 在唯一的時(shí)鐘信號(hào)的控制下嚴(yán)格的按時(shí)序執(zhí)行指令進(jìn)行工作 ，時(shí)鐘的頻率影響單片機(jī)的速度和穩(wěn)定性。 當(dāng) 8031 的串行口未作它用時(shí)，使用 8031 的串行口來(lái)外擴(kuò)鍵盤(pán)/顯示器。壓電式蜂鳴器約需 10mA 的驅(qū)動(dòng)電流，可以使用 TTL 系列集成電路 7406 或 7407 低電平驅(qū)動(dòng)，也可以用一個(gè)晶體三極管驅(qū)動(dòng)。000)(AmXX???主程