【正文】 由 8255PB 口提供，位選碼由 PA 口提供。通常，各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個 8 位的 I/O 口控制；各位的位選線（公共陰極或陽極）由另外的 I/O 口線控制。發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，用于系統(tǒng)狀態(tài)顯示；數(shù)碼管用于數(shù)字顯示； LED 十六段顯示器用于字符顯示。當(dāng)?shù)谝涣袨榈碗娖?， 其余各列為高電平時 ， 因為是鍵 3被按下 ， 所以第一行仍處于高電平狀態(tài) ； 當(dāng)?shù)?2 列為低電平 ， 而其 余各列為高電平時 ，同樣我們會發(fā)現(xiàn)第 1 行仍處于高電平狀態(tài)。 按鍵的識別方法 下面以圖 411 中 3 號鍵被按下為例 ， 用掃描法來說明此鍵是如何被識別出來的。很明顯 ， 在按鍵數(shù)量較多的場合 ， 矩陣鍵盤與獨立式按鍵鍵盤相比 ， 要節(jié)省很多的 I/O 口。 圖 410 8255A定義工作方式 0 控制字格式 表 43 方式 0 的工作狀態(tài)組合 序 號 控 制 字 D7， … ， D0 端 口 A 端 口 C 高 4 位 (PC7～ PC4) 端 口 B 端 口 C 低 4 位 (PC3～ PC0) 1 1 0 0 0 0 0 0 0 輸出 輸出 輸出 輸出 2 1 0 0 0 0 0 0 1 輸出 輸出 輸出 輸入 3 1 0 0 0 0 0 1 0 輸出 輸出 輸入 輸出 4 1 0 0 0 0 0 1 1 輸出 輸出 輸入 輸入 5 1 0 0 0 1 0 0 0 輸出 輸入 輸出 輸出 6 1 0 0 0 1 0 0 1 輸出 輸入 輸出 輸入 7 1 0 0 0 1 0 1 0 輸出 輸入 輸入 輸出 8 1 0 0 0 1 0 1 1 輸出 輸入 輸入 輸入 9 1 0 0 1 0 0 0 0 輸入 輸出 輸出 輸出 10 1 0 0 1 0 0 0 1 輸入 輸出 輸出 輸入 11 1 0 0 1 0 0 1 0 輸入 輸出 輸入 輸出 12 1 0 0 1 0 0 1 1 輸入 輸出 輸入 輸入 13 1 0 0 1 1 0 0 0 輸入 輸入 輸出 輸出 14 1 0 0 1 1 0 0 1 輸入 輸入 輸出 輸入 15 1 0 0 1 1 0 1 0 輸入 輸入 輸入 輸出 16 1 0 0 1 1 0 1 1 輸入 輸入 輸入 輸入 本設(shè)計中 8255 工作于方式 0，這是 8255A 中各端口的基本輸入 /輸出方式。 8255 的控制字 8255 有兩種控 制字，即控制 A 口、 B 口、 C 口工作方式的方式控制字和控制 C口各位置位 /復(fù)位控制字。 CPU在中斷服務(wù)程序中接收 8255 的數(shù)據(jù)，并使 INTR=0。 用于輸入的聯(lián)絡(luò)信號有： STB （ Strobe）：選通脈沖輸入，低電平有效。 （ 1）方式 0（基本輸入 /輸出方式）：這種工作方式不需要任何選通信號。每組控制電路從讀、寫控制邏輯接受各種命令，從內(nèi)部數(shù)據(jù)總線接收控制字（指令）并發(fā)出適當(dāng)?shù)拿畹较鄳?yīng)的端口。 RD （讀信號）：低電平有效?？删幊虄?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 32 為 8 位輸入或輸出寄存器，但不能雙向輸入 /輸出。 8255A 的結(jié)構(gòu)及功能 8255A 是 Intel86 系列微處理機的配套并 行接口芯片，它可為 86 系列 CPU 與外部設(shè)備之間提供并行輸入 /輸出的通道。 7． NC：為空引腳。 圖 43 為 6264 的功能引腳圖。在第一個機器周期的 S1，允許地址鎖存器信號 ALE 由低變高，開始讀周期。 EA PSEN 端與外部程序存儲 器的輸出允許 OE 連接，ALE 端與鎖存器 CLK 端連接。 4． OE ：數(shù)據(jù)輸出選通線。 圖 319 轉(zhuǎn)速信號放大整形電路 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 27 第四章 硬件電路設(shè)計 程序存儲器的擴展 2764 芯片介紹 MCS51 單片機系統(tǒng)中，使用較多的是 Intel 公司的系列芯片： 2716（ 2K8）， 2732（ 4K8）， 2764（ 8K8）， 27128（ 16K8）， 27256（ 32K8）， 27512（ 64K8）。Ov 作為輸出端 ， 則得到的電壓傳輸特性將如圖 317(b)所示。I THv=V 時， 39。Iv0? 。 施密特觸發(fā)器工作原理分析 施密特觸發(fā)器（ Schmitt Trigger）是脈沖波形變換中經(jīng)常使用的一種電路。采用的是 RC 無源濾波器，電路如圖312 所示。 荷重傳感器 的測量電路輸出的電壓滿度值為 20mV，而放大電路的輸出應(yīng)為 0～5V，故 Au=5/=當(dāng)輸入信號中含有共模噪聲時，也將被抑制。電路中 A1和 A2都是同相輸入放大器。 基本差動放大電路的原理分析 圖 38 基本的差動放大器電路 如圖 38 所示，基本放大電路由一個運算放大器和四個匹配的電阻構(gòu)成，共模電壓的存在是大多數(shù)傳感器的特點，共模電壓是電橋中的直流電平或噪聲干擾。所以需要對傳感器輸出的信號進行放大處理，在進行 A/D 轉(zhuǎn)換前，將荷重傳感器的輸出信號放大至 0～ 5V。這樣，當(dāng) UAB恒定時，可由輸出電壓 Uo 得知應(yīng)變 ε 的大小，也就是得知所測重力的大小。 荷重傳感器的原理及選用 荷重傳感器的種類很多，有壓磁式荷重傳感器及電阻應(yīng)變式荷重傳感器等。這種支承部件用 2~3 片 ~ 厚的錳鋼簧片與固體座交叉連接制成，固體座用普通工具鋼制成， X 形支承部件的優(yōu)點是：無摩擦支承強度大，扭轉(zhuǎn)靈活，恢復(fù)性好，能防止秤體前后移動，易于安裝，缺點是體積大，密封困難。由于承重托輥直接支 承在承重杠桿上，而前后承重杠桿的端部又可作微小轉(zhuǎn)動的無摩擦支點承在地基上，因此承重托輥上的載荷力最后分別在兩個承重杠桿的另一端（秤體中部）綜合，并由傳力簧片傳遞到計量箱內(nèi)。 5． IE1：外部中斷 1 請求標(biāo)志。 TMOD 的所有位在整機復(fù)位后清 零 。本設(shè)計選取的晶振頻率為 12MHz，則計數(shù)速率不得高于 500KHz，而從測速傳感器出來的信號是 ~2V， 50Hz~2021Hz 的正弦波信號，完全可以滿足輸入條件。 圖 26 定時 /計數(shù)器結(jié)構(gòu)圖 (X=0,1) 由圖可見，定時 /計數(shù)器的核心是一個加 1 計數(shù)器。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用 NPO 電容。 P1 口（ ~， 1~8 腳）： P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。此外，該引腳還有掉電保護功能，若在該端接 +5V備用電源，一旦在使用中 Vcc突然消失（掉電），則可以保護片內(nèi) RAM 中信息不丟失。 CPU從外部程序存儲器取指令時， PSEN 在每個機器周期中兩次有效。若采用外部振蕩器時 ， 此引腳接收振蕩器的信號。 CPU 的主要功能是產(chǎn)生各種控制信號，控制存儲器、輸入 /輸出端口的數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)的算術(shù)運算、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 6 邏輯運算以及位操作處 理等。因此單片機早期的含義為單片微型計算機（ single chip microputer），直接譯為單片機，并一直 沿用至今。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 4 第二章 MCS51 單片機介紹及其設(shè)計 MCS 系列單片機的應(yīng)用 MCS 系列單片機應(yīng)用范圍很廣，根據(jù)使用情況大致可分為如下四大類： 1．單片機在智能儀器儀表中的應(yīng)用 單片機具有體積小、功耗低、控制功能強等優(yōu)點，故可廣泛應(yīng)用于各類儀器儀表中引入單片機使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能大大提高。 輸煤皮帶在單位時間內(nèi)輸送的原煤量 Q 為 Q = q v (11) 式中 q——單位長度皮帶上的原煤質(zhì)量 (Kg/m)； v——皮帶運行速度 (m/s)。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 2 第一章 微機皮帶秤的總體設(shè)計 電子皮帶秤是測量皮帶運輸量的設(shè)備。微型計算機是近代重大科技成就之一，它使計算機技術(shù)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，是科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。 微機的引入是皮帶秤系統(tǒng)發(fā)展的一大飛躍，其良好的控制性能使其迅速占領(lǐng)了大型工業(yè)領(lǐng)域的物料輸送市場。當(dāng)皮帶輸送物料時 ， 稱量段上的物料重量通過皮帶稱量托輥載臺作用于稱重傳感器 ， 稱重傳感器將重量轉(zhuǎn)換成電信號 (mv 級 )， 送入運算器 ， 經(jīng)過放大、濾波、 A/D 轉(zhuǎn)換變換成數(shù)字信號。 圖 11 總體設(shè)計框圖 通過圖 11 可知，本設(shè)計檢測壓力和速度兩路模擬信號，具體檢測重量信號采用的是電阻應(yīng)變式壓力傳感器，其輸出信號為毫伏級，故在接入 A/D 轉(zhuǎn)換器前需要進行放大，該信號通過三運放構(gòu)成的精密差動放大電路進行放大、濾波后，經(jīng) LF398內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 3 采樣 保持器接入 ADC0809 進行 A/D 轉(zhuǎn)換并送入單片機 8051。例如，MCS51 單片機控制電鍍生產(chǎn)線、溫室人工氣候控制、報警系統(tǒng)控制、 IBMPC/XT 和單片機組成的二級計算機控制系統(tǒng)等。 MCS51 單片機結(jié)構(gòu)和原理分析 MCS51 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu) MCS51 的典型產(chǎn)品有： 803 805 8751。 Vss（ 20 腳）：接地端。即使不訪問外部設(shè)備，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 7 ALE 端仍周期性地以時鐘振蕩頻率的 1/6 的固定頻率 向外輸出正脈沖信號。當(dāng) EA 為高電平時， CPU執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器指令，但當(dāng) PC 中的值超過 0FFFH 時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲器指令。 表 21 MCS51 單片機復(fù)位后各內(nèi)部寄存器的狀態(tài) 最常見的復(fù)位電路如圖 24 所示。 P2 口的每一位也能驅(qū)動 4 個 LSTTL 負(fù)載。由于 XTAL2 端的邏輯電平不是 TTL 的，故應(yīng)外接一個上拉電阻。這些寄存器用來存放定時或計數(shù)初值，每個定時器都可以由軟件設(shè)置成定時工作方式或計數(shù)工作方式。不再占用 CPU的操作時間，直到加 1 計數(shù)器計滿溢出，才向 CPU申請中斷。各位的含義如下： 1． TF1：定時器 1 溢出 標(biāo)志， T1 溢出時由硬件置 1，并申請中斷， CPU 響應(yīng)中斷后，又由硬件清零。 8． IT0：外部中斷 0 觸發(fā)方式選擇位。 有平衡結(jié)構(gòu)的計量箱是一個平衡杠桿系統(tǒng) ， 工作時載荷力先由傳力桿傳給平衡杠桿，然后再由平衡杠桿按一定的比例分配給力 電式傳感器，秤體的自重（包括皮帶和托輥的重量）則由平衡杠桿的配重抵消掉，因此參與稱量 的只是純物料量，而在實際中完全平衡掉自重，在實載時平衡系統(tǒng)易產(chǎn)生振動，造成稱量不穩(wěn)定。另外，對于秤體長度的選擇也應(yīng)適內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 15 當(dāng)考慮物料的輸送速度，即當(dāng)速度較快時適當(dāng)考慮加長秤體。圖 34 所示為電阻應(yīng)變式荷重傳感器的作用原理。 測速傳感器由與皮帶接觸的測速輪，連接軸，測速齒輪，測速頭組成，測速頭由繞在磁鋼上的線圈構(gòu)成，工作時置于返程皮帶上的測速輪在皮帶的摩擦帶動下 轉(zhuǎn)動，同時也帶動測速齒輪同軸轉(zhuǎn)動，在測速齒輪的周圍均勻的銑了幾個槽齒，當(dāng)測速頭與凸齒相對時，磁通最大，凹齒與測速頭相對時磁通最小，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，周期變內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 17 化的磁通在線圈中將感應(yīng)出周期變化的電壓，其頻率 f 正比于皮帶的線速度 V。 這樣，對于放大器而言，信號源內(nèi)阻 Rs 是變量，根據(jù)電壓放大倍數(shù)的表達式 ius usiRAAR +R?? 可知，放大器的放大能力將隨信號大小而變。顯然這運算放大器是理想的，但差動放大器的輸出端仍有共模信號的干擾，主要原因在于差動運算電路的外部參數(shù)不理想使閉環(huán)共模特性變壞，四個電阻不匹配和比例失調(diào)是關(guān)鍵因素，若取四個電阻滿足條件?？勺冸娮?R1跨接在 A1和 A2的反相輸入端， R2和 R3分別為兩個反饋電阻。通過改變可變電阻 R1 可以連續(xù)調(diào)節(jié)增益而不影響共模抑制能力。 圖 310 輸入保護圖 圖 311 輸出保護圖 1．輸入保護 其電路如圖 310 所示，它采用兩個反向并聯(lián)的限幅二極管，防止信號過大或過小而損壞運放。 圖 313 放大電路總設(shè)計圖 電路中 取 R=1K? ，電容 C=1000 PF，可得到該濾波電路的上限截止頻率為： fH=（ 2π RC） 1=（ 2π 100010001012） 1=105Hz 由此綜合以上的分析，系統(tǒng)放大電路的總設(shè)計圖如圖 313 所示。 利用施密特觸發(fā)器的這兩個特點我們就可以把測速傳感器輸出的周期變化的正弦交流信號整形為邊沿陡峭的矩形脈沖信號，圖 316 所示為門電路組成的施密特觸發(fā)器，下面具體分析它的工作原理。Iv 的增加將引發(fā)如下的正反饋 過程 于是電路的狀態(tài)迅速地轉(zhuǎn)換為 O OH DDv V V??。由于這時有 39。