【正文】 圖 鍵盤連接框圖 圖 獨立式非編碼鍵盤的連接圖 液晶顯示 FYD128640402B 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 128 64, 內(nèi)置 8192 個 16*16 點漢字，和 128 個 16*8 點 ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面。每一個發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F 電平。 圖 AD574 與單片機的接口 單片機與 PC 機通信的接口電路 利用 PC機配置的異步通信適配器，可以很方便地完成 PC與 S51 單片機的數(shù)據(jù)通信。故可確定啟動轉(zhuǎn)換時的端口地址為 0F9H。均為 100 歐姆電位器，用來調(diào)整零位和滿量程。 +5V1R E F IN10ls b D B 016D B 117A N G N D9D B 218D B 319D B 420B P L R o f12D B 521D B 622D B 7231 0V s p n13D B 824D B 9252 0V s p n14D B 1 026m s b 1127R E F o u t8S T A T U S28CE6CS3+ V s7A 0 /S C4R /C5V s111 2/ 82A D 5 74 A+ 15 V1 5 VV cc+ 5V0 .1 K0 .1 K 圖 AD574 的工作方式 雙極性模擬輸入有兩種量程： 5V～ +5V 量程從 13 引腳輸入； 10V～ +10V 量程從引腳14 輸入。 [16]. Pin16— Pin27(DB0— DB11)—— 12 條數(shù)據(jù)總線。 [8]. Pin8(REF OUT)—— 10V 基準電源電壓輸出端。 12/8 和 A0 端用來控制啟動轉(zhuǎn)換的方式和數(shù)據(jù)輸畢業(yè)論文 22 出格式。 [3]. Pin3( )—— 片選端。 12V)和 +5V； AD574 具有轉(zhuǎn)換時間快，與單片機接口方便可直接采用雙極性模擬信號輸入等優(yōu)點。LSB/2 % 微分線性度誤差 177。由于各路信號的幅值可能有很大的差異，常在系統(tǒng)中放置放大器，使加到 A/D 輸入端的模擬電壓幅值處于 FSR/2~FSR 范圍，以便充分利用 A/D 轉(zhuǎn)換器的滿程分辨率。 1. 系統(tǒng) A/D 通道方案的確定 在數(shù)據(jù)采集中，要采集多個模擬信號，而且采集要求不盡相同。根據(jù)“密勒效應(yīng)”，這樣的接法相當與在 A2的輸入端接有點容 C1H=(1+A2) CH (A2為運算放大器 A2的放大倍數(shù) )。 （ 7） AD582 可與任何獨立的運算放大器連接，以控制增益或頻率響應(yīng)，以及提供反相信號等。 （ 2）有較高的采樣 /保持電流比，可達到 107。假設(shè)保持時間 10μ s，則電壓降落為 10μ V/μ s 10 10μ s=1mV，為滿量程值的 % % 介質(zhì)吸收 一般估計 % （孔徑抖動未計算在內(nèi)） 總誤差（最壞情況） 總靜態(tài)誤差（均方根值） % % 常用的集成采樣 /保持器有 AD58 AD58 AD585 以及國家半導(dǎo)體公司的 LF198/298/398等。保持電容的質(zhì)量直接關(guān)系到采樣 /保持器的精度。增大電容 CH可減少這種變化，但捕捉時間 tAC也隨之增大。 采樣 /保持電路有兩種工作狀態(tài)，即“采樣”和“保持”狀態(tài)，在采樣狀態(tài)中，采樣 /保持電路的輸出跟隨模擬輸入電壓。如果通過多路開關(guān)將各通道的信號按時序分別直接送入 A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換（共享一個 A/D），所得到的值就不是同一瞬時值，無法進行比較、判斷與計算。引腳 RS(10， 13)用于外接電阻 RS，電阻 RS用于對放大倍數(shù)進行微調(diào)。其放大倍數(shù)可在 1~1000 的范圍內(nèi)調(diào)整。在設(shè)計的系統(tǒng)中，可以設(shè)計定時器，實現(xiàn) 100181。影響測量結(jié)果的準確性 [3]。當用作多到一開關(guān)使用時為輸入線，當用作一到多開關(guān)使用時為輸出線。單極性信號輸入時， VEE和 VDD分別接地和正電壓，雙極性輸入時， VEE和 VDD分別接負電壓和正電壓。在確定多路開關(guān)的通過率時，要跟據(jù)系統(tǒng)的采樣速率來考慮。 （ 1）多路開關(guān)導(dǎo)通電阻加上信號源阻抗與負載阻抗構(gòu)成了分壓器。 模擬多路開關(guān)中，不可避免導(dǎo)通電阻 RON的存在。在 AT89S51 的時鐘電路工作后，只要在 RESET 引腳上出現(xiàn) 10ms 以上的高電平，單片機內(nèi)部則初始化復(fù)位。因為晶體振蕩器的頻率高，穩(wěn)定度也高。 P3 口與其他 I/O 端口有很大區(qū)別，它除作為一般準雙向 I/O 口外，每個引腳還具有第二功能。 P1 口 ～ ， 1～ 8 腳 )： P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準又向 I/O 口端口。要檢查一個 AT89S51/8031小系統(tǒng)上電后 CPU 能否正常到 EPROM/ROM 中讀取指令碼，也可用示波器看 PSEN 端有無脈沖輸出。即使不訪問外部存貯器， ALE 端仍有周期性正脈沖輸出，其頻率為振蕩器頻率的 1/6。時鐘引腳也可外接晶體振蕩器。 （ 14）看門狗（ WDT）及雙數(shù)據(jù)指針。 （ 6） 三級程序加密鎖。本設(shè)計應(yīng)用的是 ATEML 公司生產(chǎn)的 89S51，其在工藝上進行了改進， 89S51 采用 新工藝，成本降低，而且功能提升，增加了競爭力。再經(jīng)整流濾波，可得到輸出 ? 15V 的雙電源電壓。 FYD128640402B 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 128 64, 內(nèi)置 8192 個 16*16 點漢字，和 128 個 16*8 點 ASCII 字符集。 A/D 轉(zhuǎn)換器是采樣通道的核心。為了充分利用 A/D 轉(zhuǎn)換器的分辨率（ A/D 轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字位數(shù)），就要把模擬輸入信號放大到與 A/D 轉(zhuǎn)換器滿量程電壓相應(yīng)得電平值。根據(jù)課題設(shè)計任務(wù)的要求，結(jié)合軟件的設(shè)計，選擇合適的電路元件，設(shè)計合理的接口電路以便能夠高效率、穩(wěn)定合理、方便的實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集。 4. 獨立鍵盤和顯示部分?？傊徽撛谀膫€應(yīng)用領(lǐng)域，數(shù)據(jù)采集與處理越及時，工作效率、性能價格比就越高，取得的經(jīng)濟效益就越好。單片機與 pc機通信主要是利用 MAX232 單芯片 RC232 標準的接口通信電路。多路轉(zhuǎn)換開關(guān)及前置放大電路的設(shè)計中重點介紹了多路開關(guān)的選擇、 AD521 放大倍數(shù)的計算以及多路開關(guān) CD4051 和放大器 AD521 硬件連接電路。 CD4051。 畢業(yè)論文 3 采 樣 保 持 本設(shè)計的主要任務(wù) 本設(shè)計用單片機控制多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，本文著重介紹該系統(tǒng)的工作原理及硬件設(shè)計，本設(shè)計的主要組成如下： 1. 多路數(shù)據(jù)輸入單元。硬件設(shè) 計主要完成多路數(shù)據(jù)采集整個硬件電路及 I/O 接口的設(shè)計：包括模擬多路開關(guān)電路、運算放大電路、采樣保持電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、 PC 和單片機通信、鍵盤和液晶顯示、電源等組成。有規(guī)律地周期性改變 N 個選通信號，可以按固定的序列周期性閉合各個開關(guān)，構(gòu)成一個周期性分 組的分時復(fù)用輸出信號，由后面的 A/D 轉(zhuǎn)換器分時復(fù)用對各通道模擬信號進行周期性的轉(zhuǎn)換。實現(xiàn)這種功能可以用采樣 /保持器來實現(xiàn)。本系統(tǒng)主要解決的是怎樣進行數(shù)據(jù)采集以及怎樣進行多路的數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)上傳至計算機。 電源部分 通過采用 2*6V 的變壓器對 220V 的輸入交流電進行降壓，經(jīng)二極管全波整流，通過三端穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓，輸出 5V 直流電壓。屬于這一系列的單片機芯片有很多種，如 8031， 8751， 80C31BH， 80C51BH 等等。 （ 3） 1000 次擦寫周期。 畢業(yè)論文 8 （ 11）全雙工串型 UART 通道。 XTAL1(19 腳 )：接外部晶體的一個引腳。 它控制著計算機的節(jié)奏。此輸出為訪問外部程序存貯器的讀選通信號。作輸入口使用時要先寫入 1，這就是準雙向的含義。在訪問片外 RAM 時，它輸出高 8位地址。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器構(gòu)成一個自激振蕩器。單片機的復(fù)位都是靠外部的電路實現(xiàn)的，如圖 b所示。切換過程可在 CPU 或數(shù)字電路的控制下完成。多路開關(guān)的精度以傳輸誤差的大小來間接表示。因此，應(yīng)該根據(jù)最高工作溫度時的漏電流來計算偏移誤差。開關(guān)部分的供電電壓為 VEE（低端）和 VDD（高端），因此需要的控制電壓為 VEE～ VDD，電平轉(zhuǎn)換電路將輸入的邏輯控制電壓（ A、 B、 C、 INH 端）從 VSS～ VDD轉(zhuǎn)換到 VEE～ VDD以滿足開關(guān)控制的需要。 INH=1 時，所有通道均被斷開；當 INH=0 時，則根據(jù) CBA 的值選擇一個確定的通道與輸出接通（即可選擇一個由 CBA 確定的輸入通道與輸出通道）。其真值表如表 1所示。實踐中用定時器控制采樣時序。 AD521 放大器的簡化原理如圖 所示。 AD521 放大器的典型外部接線圖如圖 所示。表 2 所示為 RG選擇不同的阻值，對應(yīng)的增益值。當控制信號 UC為采樣電平時，開關(guān) S 導(dǎo)通，模擬信號通過開關(guān) S向保持電容 CH充電，這時輸出電壓 Uo跟蹤輸入電壓 UI的變化。 （ 2）捕捉時間 tAC 采樣 /保持電路的控制信號 UC 由“保持”電平轉(zhuǎn)為“采樣”電平之后，其輸出電壓 Uo將從原保持值過渡到跟隨輸入信號 UI值，這段過渡時間稱為捕捉時間 tAC。在選擇時，一般優(yōu)先考慮單片集成產(chǎn)品，因為它具有中等性能而價格較低。對于 10V 滿量程輸入，誤差為 750μ V/10V % 非線性誤差 一般額定值 % 降落誤差 與保持電容質(zhì)量關(guān)系很大，降落率 dU/dt約為 V/μ s～ 100μ V/μ s。 + IN1NC2N U LL3N U LL4U s5CH6NC7 O U TP U T 8IN 9+ U s 10L 11L+ 12NC 13NC 14 圖 AD582 管腳圖 由于 AD582 的以下特征，本設(shè)計所以選擇 AD582 采樣保持器。 （ 5）具有相互隔開的模擬地、數(shù)字地，從而提高了抗干擾能力。這意味著帶采樣 /保持器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)必須在速率至少為兩倍的信號頻率下采樣、轉(zhuǎn)換，并采集下一個點。 %)時，為了減小饋送的影響和減緩保持電壓的下降，應(yīng)取 CH=1000PF。帶采樣 /保持器的 A/D 轉(zhuǎn)換通道分為：多路模擬通道共享采樣 /保持器的通道、多通道共享 A/D 轉(zhuǎn)換器的通道、多通道并行 A/D 轉(zhuǎn)換的通道。因此，要對各項誤差做出估算。溫度的調(diào)節(jié)范圍為 20℃ ～40℃ ，十進制分度為 200，非線性誤差小于177。由于芯片內(nèi)部的比較輸入回路，接有可改變量程的電阻和雙極型輸入偏置電阻，因此， AD574 的輸入模擬電壓量程范圍有 0V~+10V， 0V~+20V， 5V~+5V， 10V~+10V 四種。 [6]. Pin6(CE)—— 使能端。而當 A0=0 時，輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的高 8 位， A0=1 時輸出 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的低 4 位，這四位占一個字節(jié)的高半字節(jié)，低半字節(jié)補零。 [13]. Pin13(10V IN)—— 10V 量程模擬電壓輸入端。 表 AD574 的控制信號的作用 AD574A控制端標志意義 CE A0 工作狀態(tài) 0 X X X X 禁止 x 1 X X X 禁止 1 0 0 X 0 啟動 12 位轉(zhuǎn)換 畢業(yè)論文 23 1 0 0 X 1 啟動 8 位轉(zhuǎn)換 1 0 1 接 +5V X 12 位并行輸出有效 1 0 1 接 0V 0 高 8 位并行輸出有效 1 0 1 接 0V 1 低 4 位并行輸出有效 （ 3） AD574 的單極性和雙極性工作方式 AD574 有單極性和雙極性兩種工作方式，后允許模擬輸入信號為雙極性信號。 AD574 與單片機的接口電路如圖 11 所示。 AD574片選端 CS 端由譯碼器 74LS138 的譯碼信號來控制。 AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出也通過 P0數(shù)據(jù)總線連至 8051，由于我們只使用了 8位數(shù)據(jù)口， 12位數(shù)據(jù)分兩次讀進 8051，所以 接地。 MAX232 是由德州儀器公司（ TI）推出的一款兼容 RC232 標準的芯片。當任何一個按鍵按下時，與之相連的輸入數(shù)據(jù)線即被清 0（低電平），而平時該線為 1（高電平）。 基本特性 : ? 低電源電壓（ VDD:++） ? 顯示分辨率 :128 64 點 ? 內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個 16 16點陣漢字 (簡繁體可選 ) ? 內(nèi)置 128 個 16 8 點陣字符 ? 2MHZ 時鐘頻率 ? 顯示方式： STN、半透、正顯 ? 驅(qū)動方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS ? 視角方向： 6點