【正文】 V0 5V 圖 38 輸出電路 鍵盤選擇 7 個按鍵的輸入模式，包括電源、復位、菜單、回車、清除、上翻、下翻。 顯示元件采用 BJ19264D1 液晶顯示， BJ19264D1 中文字庫型液晶顯示模塊可以顯示字母、數字、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能。 三端固定集成穩(wěn)壓模塊有三個端子： 輸入端， 輸出端和公共端。均按輸入電壓 12V設計。 總線擴展電路包括： EPROM28C6 EPROM2725譯碼器 GAL16V地址鎖存器 74LS37單行總線驅動器 74LS244。當鎖存允 許端 LE 為高電平時， O 隨數據 D 而變。特別適用于緩沖寄存器， I/O 通道，雙向總線驅動器和工作寄存器。每組有一個控制端 G， 由控制端的高或低電平決定該組數據被接通還是斷開。 譯碼電路放棄了傳統(tǒng)的門電路組合的方法，采用了可多次編程的通用陣列邏輯器件 。并且具有非?？斓捻憫俣?。這不僅可以實現(xiàn)遠程控制，并且可以使用計算機強大的數據處理功能和友好的操作界面。串口通信是指外設和計算機之間使用 3 根 信號 線 來傳輸數據的通信 方式， 三根信號分別是數據信號線、地線及控制線。因此，并行傳輸主要應用在近距離數據傳輸中，如連接打印機端口。 由于 CPU 與接口間按并行方式傳輸 ，接口和外設之間按串行方式傳輸，因此，串行接口，來接收移位寄存器的串行到并行的方式，通過發(fā)送一個移位寄存器的并行的方式轉換成串行模式。 在串行輸入和輸出引腳加電平轉換器，可以方便的設計出標準 RS232 接口。 第四章 基于 MAX232 通訊模塊 28 第 四章 基于 MAX232通訊模塊 現(xiàn)代信息網絡技術的一個突出特點，是工業(yè)控制系統(tǒng)中的所有設備連接到網絡，產生一個核心軟件管理工作，形成一個有機的整體。 測量數據經 PH 電極轉化為電壓信號，信號調整電路對信號進行放大，調整。作為 GAL16V8 的許多可能結構形式中最重要的一個子集， PAL結構被列在宏單元描述部分的表里面。它是 32K*8 字節(jié)的紫外線擦除、電可編程只讀存儲器，單一 +5V供電，工作電流為 100mA，維持電流為 40mA，讀出時間最大為 250nS， 28 腳雙列直插式封裝。它的八個透明 D 型鎖存器，當使能（ G 為）高時， Q 輸出將隨數據（ D）輸入而變。 373 為三態(tài)輸出的八 D 透明鎖存器 ,共有 54/74S373 和 54/74LS373 兩種線路結構型式。于是匝數比 =8:1。 圖 310 電源電路 圖中，第一排電容是濾波電容 。模塊內置 2M位元中文字型 ROM (CGROM)，總共提供8192 個中文字型 (16 16 點陣 )， 16K位元半寬字型 ROM (HCGROM)，總共提供126 個符號字型 (16 8 點陣 )， 64 16 位顯示 RAM(DDRAM)，另外繪圖顯示畫面提供一個 64 256 點的繪圖區(qū)域，可以和文字畫面混和顯示。 菜單鍵功能是提供儀器各種服務項目的清單，接入單片機 P11 管腳。 DAC0832 用作程控放大器 ,需要放大的電壓 Vi 和反饋輸入端相接。 8 位 D/A 轉換電路由 8 位 T 型電阻網絡和電子開關組成，電子開關受 8 位DAC 寄存器輸出的數字來能夠控制， T 型電阻網絡能輸出和數字量成正比的 模擬電流。 CLK:時鐘信號輸入端。 作為前值運算放大器，應有以下幾個要求： ，放大器的輸入阻抗包括放大器的阻抗和接插件的絕緣阻抗等； 2. 放大器的輸入電流要??； 。 設計中選用了運放 CA3140，它 具有 高電壓 PMOS 管和高壓二極管的優(yōu)點。 若用其電路可設計如下： 圖 34 鉑電阻溫度傳感器 相比之下，用 DS18B20 溫度傳感器方便簡潔。負溫度系數熱敏電阻器通常是由錳、鈷的氧化物燒制成半導體陶瓷制成。所有時序都是將主機作為主設備，單總線器件作為從設備。開漏單總線接口引腳。 DS18B20 溫度傳感器特性 （ 1） .只要求一個端口即可實現(xiàn)通信。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H—FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。要注意的是：每當訪問外部數據存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。對 P3 口寫入“ 1”時，它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 (IIL)。 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接 +5V電源的正負端。 三級加密程序存儲器； 2568 字節(jié)內部 RAM?？梢娺@項是很復雜的，一般的離子計不能對該項進行補償。在 H2 SO4 溶液體系中采用硫酸亞汞電極，在堿性體系中用氧化汞電極，而在中性氯化物溶液中則采用氯化銀電極等。 氯化銀電極具有良好的重復性，穩(wěn)定性。 電極的響應斜率只在一定的活度范圍，保 持 其 基本不變，當活度小于一定值時，斜率明顯的變小。 這是獨立 測量 的參考電極也被稱為二電極。電池的電壓被稱為電動勢（電磁場）。 儀器測量電路，必須有一個高電阻的電路。對于實際的測量系統(tǒng)來說，能斯特方程響應的實際曲線又往往偏離理想曲線，即實際響應的曲線的斜率不等于理想曲線的斜率，所以只有知道實際的斜率，測量系統(tǒng)中的電極才能使用。它也有自己的補償能力穩(wěn)定放大增益；輸出部分包含它們自己的保護電路保護負載短路造成的損害。我們期待著它的發(fā)展。 90 年代是工業(yè) PH 計微機化、智能化普及的年代。并由 PH 8 F 型變送器與 PH 傳感器及其輔助設備構成了 PH Σ系列。 1953 年日本橫河電機開始研制生產工業(yè) PH 計。目前，雖然有許多文獻探討電位分析法 的 設計與實現(xiàn)。同時，它能進行背景校正，以及溫度自動補償、自動校正等多種功能。電位分析法中的指示電極是 能將非電量溶液的離子活 度轉化為點位的變化 的 電化學敏感器。儀器以 MSC–51 單片機系統(tǒng)，可以完成儀器的自動校準，溫度補償等功能。 PH 測量儀用三電極檢測系統(tǒng)，參比電極和指示電極對溶液中氫離子檢測。 測量 三電極測量系統(tǒng)與被測溶液構成的電池（原電池）的電動勢， 可得 被測溶液離子濃度。各種智能型芯片 的應用 ，提高了儀器的智能化和測量精度，并且也簡化了儀器的測量電路。通常測量液體的溫度測量，溫度補償和電極 的標 定 是測量儀器校準的高精度測量的關鍵問題的設計。 PH測量系統(tǒng)的發(fā)展概況 世界上第一臺商品 PH 計 由 Arnold Beckman 于 1936 年研制生產的。 1975 年，日立生產的 K7 型工業(yè) PH 計中 ,首次將玻璃電極、比較電極和溫度補償電極一體化，構成復合電極，這種復合電極的出現(xiàn)，無疑為 PH 傳感器的小型化作出了貢獻。 1987 年 9 月 ，日本橫河電機推出具有自診斷功能的 TM20BG 型工業(yè) PH 計。⑤可以一種機器多種用途，儀器不僅可檢測PH 值，也可對 ORP(氧化還原電位 )、電導率、離子濃度、溫度等一項或幾項聯(lián)合檢測。設計的運算放大器 CA3140，具有高電壓 PMOS 管和高壓二極管的優(yōu)勢。 圖 11 總體電 路 參比電極 高阻 差分 放大 電路 89c52 單片機系統(tǒng) AD 轉換 DA 轉換 數字控制 開 轉換 接地電極 顯示器 鍵 盤 串行通信 溫度放大電 路 指示電極 溫度傳感器 第二章 測量系統(tǒng)的整體設計 4 第二章 測量 系統(tǒng)的整體設計 測量原理 玻璃電極和參考電極是 PH 計的重要組成部分，溶液的 PH 值是由它們與待測溶液組成的原電池的電動勢決定的。 可得： 第二章 測量系統(tǒng)的整體設計 5 6 . 8 6( ) m V6 . 8 6 4 75 4 . 2 0 0 . 1 9 8 4 m VK x E E x E EKxt E E?? ? ?? 理 2 理 1實 2 實 2 （ 理 論 數 ） （ 實 際 數 ）, (25) 6. 86 0 .1 3 6 ( 5 4 .2 0 0 .1 9 8 4 )tE x E Kx???? , (26) 進一 步得： 6. 86()6. 86 4 54 .2 0 0. 19 84Kx E EpH t??? ?, (27) 為玻璃電極再 PH= 標準溶液產生的電動勢。 PH測量 系統(tǒng) 的測量方法 本測量系統(tǒng)采用電位法進行測量。在平衡狀態(tài)下存在的電壓稱為半電池電位或電極電位。 不同 離子選擇性電極都有一個 所謂 離子選擇性膜的敏感元件。 第二章 測量系統(tǒng)的整體設計 7 圖 21 敏感膜電位的示意圖 1參比電極； 2指示電極 ； 測量離子選擇性敏感膜電位的示意圖，圖中的 1與 2是完全相同的參比 電極；膜兩側的溶液中含有該膜能響應的離子，且離子濃度分別為 A A2；膜兩側的表面與相接觸的溶液之間存在著電位差，分別為 E E2.，通常稱之為敏感膜相界面電位。而是采用 M KCl 溶液作為電解液。故 PH 測試儀都裝有溫度補償器，在電路上采取措施，以補償其對測量的影響。 第三章 PH測量系統(tǒng)的硬件設計 10 第三章 PH測量系統(tǒng)的硬件設計 本系統(tǒng)采用 MSC51 單片機作為數據處理的核心部件，并擴展一些外圍芯片，組成一個可 以完成自我檢測，標定的智能儀器。功能包括對會聚主 IC 內部寄存器、數據 RAM 及外部接口等功能部件的初始化，會聚調整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號 IR 的接收解碼及與主板 CPU 通信等。在 Flash 編程時， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 Flash 編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和一些控制信號。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 PSEN 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數據）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。 第三章 PH測量系統(tǒng)的硬件設計 13 X2 振蕩器反相放大器的輸出端。 （ 6） .內部有溫度上、下限告警設置。 由于 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫數據，因此，對讀寫的數據位有著嚴第三章 PH測量系統(tǒng)的硬件設計 14 格的時序要求。在測量 PH 時，要有溫度補償和標定，所以要求對溫度進行檢測，應該先考慮用熱電阻傳感器。在 0℃ 100℃時 ，最大非線性偏差小于 ℃。由于復合 PH 電極內阻很高。本文采用 3 個 CA3140 來構成雙高阻抗差分輸入電路。 第三章 PH測量系統(tǒng)的硬件設計 18 圖 36 ADC0804 引腳 DB7DB0：具有三態(tài)數字信號輸出口。 INTR:工作結束標志，低電平表示轉換結束。 信號輸出電路 單片機微機系統(tǒng)輸出的數字信號經 DAC0832 送入輸出電路。 電源鍵按下為整個電路通電，所有模塊、器件初始化，時鐘開始計時?？娠@示 192（列） 64（行）點陣。 輸入端接整流濾波電路，輸出端接負載，公共端接輸入輸出的公共連接點。 其次，確定變壓器。 圖 311 總線擴展電路 本設計使用的復位電路為按鍵電平復位電路，它是通過 RST 段經電阻與電源 VCC 接通而實現(xiàn)的。當 LE 為低電平時， O 被第三章 PH測量系統(tǒng)的硬件設計 24 鎖存在已建立的數據電平。 第三章 PH測量系統(tǒng)的硬件設計 25 圖 313 28C24 引腳 28C64 主要用來存儲標定數據、斜率、歷史曲線。 表 31 74LS244 真值 L=低邏輯電平 ； H=高邏輯電平 ； X=低或高邏輯電平 ； Z=高阻抗 GAL16V8 以最大 的傳輸延遲時間，結合高性能的 CMOS 工藝與電可擦懸浮柵工藝可為 PLD 市場提供最高速度的性能。 這樣可以減少元器件數量、 降低線路復雜程度，同時降低故障機率及提高硬件設計的靈活性。還具有自身補償能力來達到穩(wěn)定的放大增益；輸出 部分含有自身保護電路來保護由于負載短路造成的損害。 在一般的利用 PC 機對單片機進行控制的場合，都是采用 Windows 作為上位機的平臺 ， 具有友好的界面，編程和操作更容易。 單 片 機 RS232電平轉換 PC機 第四章 基于 MAX232 通訊模塊 29 兩種接口方式 串行接口方式 串口是計算機的標準接口， PC 機一般至少有兩個串行口 Com1 和 Com2。并行接口主要使用 36 針接頭和 25 針 D 形接頭，目前以 25 針 D 形接頭為主。 9 針