【正文】 ，在指令中專用寄存器是以存儲(chǔ)單元方式被讀寫(xiě)的，專用寄存器雖有名稱，但尋址時(shí)都做專用寄存器用，它們的地址是與片內(nèi) RAM 的地址相連的。 0013H 單元：外部中斷 1 入口地址。 8031 有一個(gè)全雙工串行口，這個(gè)串行口既可以在程序下把 CPU的 8 位并行數(shù)據(jù)變成串行數(shù)據(jù)一位一位的從發(fā)送數(shù)據(jù)線發(fā)送出去，也可以把串行數(shù)據(jù)接受進(jìn)來(lái)變成并行數(shù)據(jù)給 CPU，而且這種串行發(fā)送和接收可以單 獨(dú)進(jìn)行也可以同時(shí)進(jìn)行。 XTAL2（ 18 引腳）在內(nèi)部，接至上述振蕩器的反向輸入端，當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)， 對(duì) MCS51 系列該引腳接收外部震蕩信號(hào)，即把該信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘的輸入端。 內(nèi)存： 內(nèi)部存儲(chǔ)器可分做程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，但在 8031 中無(wú)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 。對(duì)于 8031 單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， MC14433 可以直接和其 P1 口或擴(kuò)展I/O 口 8155/8255 相連。 DS1 對(duì)應(yīng)千位， DS4 對(duì)應(yīng)個(gè)位。 C1 一般為 。轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)以 BCD碼的形式分四次送出（最高位輸出內(nèi)容特殊，詳見(jiàn)表 33）。其它情況下，輸出端 OUT/IN 輸出端 OUT/IN和各通道的接通關(guān)系如下 表 32 輸入狀態(tài) 接通 通道 輸入狀態(tài) 接通 通道 INH C B A INH C B A 0 0 0 0 0 0 1 0 1 5 0 0 0 1 1 0 1 1 0 6 0 0 1 0 2 0 1 1 1 7 0 0 1 1 3 1 x x x 均不顯示 0 1 0 0 4 3． 2 信號(hào)分析與處理 3． 2． 1 A/D 轉(zhuǎn)換 一． A/D 轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn) 為了把溫度、濕度檢測(cè)電路測(cè)出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送 CPU 處理，本系統(tǒng)選用了雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 MC14433，它精度高，分辨率達(dá) 1/1999。 CD4051 的內(nèi)部原理框圖如圖 39所示 。其中，充放電時(shí)間為 t充電 =C（ R4+R2） Ln2 t放電 =CR2 Ln2 因而，輸出的方波頻率為 f=1/(t 放電 +t 充電 )=1/[ C（ R4+R2） Ln2] 可見(jiàn)，空氣濕度通過(guò) 555 測(cè)量電路就轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之呈反比的頻率信號(hào)，表 31 給出了其中的一組典型測(cè)試值。 2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于 5S；溫度系數(shù)為 pF/℃ 。 四 .多路檢測(cè)信號(hào)的實(shí)現(xiàn) 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)為八路的溫度信號(hào)采集，而 MC14433 僅為一路輸入，故采用 CD4051組成多路分時(shí)的模擬量信號(hào)采集電路，其硬件接口如圖 36所示 圖 36 八路分時(shí)的模擬量信號(hào)采集電路硬件接口 3. 1. 2 濕度傳感器 測(cè)量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周?chē)目諝馕账趾笠鸬奈锢砘蚧瘜W(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周?chē)諝獾臐穸?。但由?AD590 的增益有偏差，電阻也有偏差，因此應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)更多資料 8 整，調(diào)整的方法為：把 AD590 放于冰水混合物中，調(diào)整電位器 R2，使 V0=+25=（ mV）。而C1 和 R4 則可用來(lái)防止寄生振蕩。圖 3中的電阻 R是在硅板上形成的薄膜電阻，該電阻已用激光修正了其電阻值，因而在基準(zhǔn)溫度下可得到 1μA ／ K的 I值。 ℃。 T—— 熱力學(xué)溫度，單位 K。 A D 5 9 0溫 度 檢 測(cè)C D4 0 5 1多 路開(kāi) 關(guān)H S 1 1 0 0濕 度 檢 測(cè) M C 1 4 4 3 3A / D 轉(zhuǎn) 換單 片 機(jī)串 行 口L E D 顯 示報(bào) 警 電 路C D4 0 5 1多 路開(kāi) 關(guān) 圖 31 系統(tǒng)總體框圖 本設(shè)計(jì)由信號(hào)采集、信號(hào)分析和信號(hào)處理三個(gè)部分組成的。 （ 3） 軟件簡(jiǎn)單，各通道可以獨(dú)立編程。可見(jiàn)精度是較高的。 HOS201 濕敏傳感器為高濕度開(kāi)關(guān)傳感器，它的工作電壓為交流 1V 以下，頻率為 50HZ～ 1KHZ，測(cè)量濕度范圍為 0～ 100%RH，工作溫度范圍為 0～ 50℃，阻抗在 75%RH（ 25℃）時(shí)為 1MΩ 。使用可靠。（ ℃ + |t|）， B級(jí)為177。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化測(cè)量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來(lái)檢測(cè)和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行在 最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。它直接影響到儲(chǔ)備物資的使用壽命和工作可靠性。 1． 2 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求 一、基本功能 ~ 檢測(cè)溫度、濕度 ~ 顯示溫度、濕度 ~ 過(guò)限報(bào)警 二、 主要技術(shù)參數(shù) ~ 溫度檢測(cè)范圍 ： 30℃ +50℃ ~ 測(cè)量精度 ： ?℃ ~ 濕度檢測(cè)范圍 ： 10%100%RH ~ 檢測(cè)精度 ： ?1%RH ~ 顯示方式 ： 溫度：四位顯示 濕度：四位顯示 ~ 報(bào)警方式 ： 三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴音報(bào)警 更多資料 2 第二章 方案的比較和論證 當(dāng)將單片機(jī)用作測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)總要有被測(cè)信號(hào)懂得輸入通道，由計(jì)算機(jī)拾取必要的輸入信息。 鉑的物理、化學(xué)性能極穩(wěn)定，耐氧化能力強(qiáng)，易提純，復(fù)制性好，工業(yè)性好，電阻率較高，因此，鉑電阻用于工業(yè)檢測(cè)中高精密測(cè)溫和溫度標(biāo)準(zhǔn)。 M檔在測(cè)溫范圍內(nèi)非線形誤差為177。 2. 2 濕度傳感器的選擇 測(cè)量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周?chē)目諝馕账趾笠鸬奈锢砘蚧瘜W(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周?chē)諝獾臐穸?。不需校?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。 這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為： （ 1） 可以根據(jù)各輸入量測(cè)量的餓要求選擇不同性能檔次的器件。 （ 4） 軟件比較復(fù)雜。 AD590L， AD590M 一般用于精密溫度測(cè)量電路，其電路外形如圖 32 所示，它采用金屬殼 3 腳封裝，其中 1 腳為電 源正端 V＋； 2 腳為電流輸出端 I0； 3 腳為管殼，一般不用。 輸出電阻為 710MΩ。 T3 和 T4 的發(fā)射結(jié)電壓 UBE3和 UBE4經(jīng)反極性串聯(lián)后加在電阻R上，所以 R上端電壓為 ΔU BE。 T6 可用來(lái)防止電源反接時(shí)損壞電路，同時(shí)也可使左右兩支路對(duì)稱。實(shí)際上就是利用激光修正 R5 以進(jìn)行粗調(diào)，修正 R6以實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)，最終使其在 250℃ 之下使總電流 I 達(dá)到 1μA ／ K。最后在室溫下進(jìn)行校驗(yàn)。圖 37b為濕度 電容響應(yīng)曲線。 7端通過(guò)芯片內(nèi)部的晶體管對(duì)地短路又構(gòu)成了對(duì) C 的放電回路，并將引腳 6 端相連引入到片內(nèi)比較器，便成為一個(gè)典型的多諧振蕩器，即方波發(fā)生器。 在本設(shè)計(jì)中，由于采用了溫濕度雙量控制，所以在信號(hào)采集中將有兩個(gè)模擬量被提取，這時(shí)選用多路開(kāi)關(guān)就是很必要的。 VDD（ 16）和 VSS（ 8）： VDD為正電源輸入端，極限值為 17V； VSS為負(fù)電源輸入端，極限值為 17V。在不要求高速轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合，例如，在低速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，被廣泛采用。 更多資料 14 VR： 基準(zhǔn)電壓。 DU： 啟動(dòng)新的轉(zhuǎn)換，若 DU與 EOC 相連，每當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，自動(dòng)啟動(dòng)新的轉(zhuǎn)換。 Q2 表示極性， Q2=“ 1”為正極性，反之為負(fù)極性。 圖 314 8031 基本組成 CPU中央處理器： 中央處理器是 8031 的核心，它的功能是產(chǎn)生控制信號(hào)，把數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器或輸入口送到 CPU或 CPU 數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器或送到輸出端口。 3. 2. 2. 2 8031 的引腳 圖 315 8031 引腳圖 8031 的制作工藝為 HMOS，采用 40 管腳雙列直插 DIP 封裝，引腳說(shuō)明如下： VCC（ 40 引腳）正常運(yùn)行時(shí)提供電源。 /VPP（ 31 引腳）當(dāng) 保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問(wèn)內(nèi)部存儲(chǔ)器，當(dāng) PC 值超過(guò)0FFFH 時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外存儲(chǔ)器。 在程序存儲(chǔ)器中有六個(gè)單元有特定的含義： 0000H 單元：?jiǎn)纹瑱C(jī)復(fù)位后， PC=0000H 即從此處開(kāi)始執(zhí)行指令。 片內(nèi)的 128B 的 RAM 地址為 00H～ 7FH，供用戶做 RAM 用，但是在這中間的前32 單元， 00H～ 1FH 即引用地址尋址做用戶 RAM 用，常常做工作寄存器區(qū)，分做四組，每組由 8 個(gè)單元組成通用寄存器 R0～ R7，任何時(shí) 候都由其中一組作為當(dāng)前工作寄存器，通過(guò) RS0， RS1 的內(nèi)容來(lái)決定選擇哪一個(gè)工作寄存器。； 數(shù)據(jù)指針 DPTR：由兩個(gè)字節(jié)組成， DPH 字地址由 83H， DPL 由 82H，存放一個(gè) 16 位的二進(jìn)制數(shù)做地址用。 P：用來(lái)來(lái)表示累加器 A 中的值為 1 的二進(jìn)制位的奇偶數(shù)，若‘ 1’的個(gè)數(shù)為奇更多資料 21 數(shù) P=1，為偶數(shù) P=0。圖中電容 C1 和電阻 R1 對(duì)電源十 5V 來(lái)說(shuō)構(gòu)成微分電路。 更多資料 22 3. 2. 3 存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì) 在 8031 芯片的外圍電路中必須對(duì)其進(jìn)行程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展，和根據(jù)系統(tǒng)的需要對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。被讀出到數(shù)據(jù)輸出端D0～ D7 上。與動(dòng)態(tài) RAM 相比，靜態(tài) RAM 無(wú)須考慮保持?jǐn)?shù)據(jù)而刷新電路，所以擴(kuò)展電路較為簡(jiǎn)單且能滿足系統(tǒng)的要求。 我們系統(tǒng)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式來(lái)為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)。這種靜態(tài)顯示方式亮度大，很容易作到顯示不閃爍。當(dāng) 輸出高電平“ 1”時(shí)，晶體管導(dǎo)通，壓電蜂鳴器兩端獲得約 +5V電壓而鳴叫；當(dāng) 輸出低電平“ 0”時(shí)，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。高等教育出版社， 2020 22 楊振江等 .智能儀器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的新器件及應(yīng)用 .西安電子科技大學(xué)出版社， 23 周航慈 .單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì) .北京航空航天大學(xué)出版社， 24王毅 .單片機(jī)器件應(yīng)用手冊(cè) .人民郵電出版社 ,1994 25 ＜美＞ M考夫曼 、 AH 塞德 .電子計(jì)算手冊(cè) .國(guó)防工業(yè)出版社， 1985 26 楊振江等 .智能儀器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的新器件及應(yīng)用 .西安電子科技大學(xué)出版社， 附錄 A 程序清單 主程序 。 第四章 軟件設(shè)計(jì) 溫度控制主程序的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下問(wèn)題：（ 1）鍵盤(pán)掃描、鍵碼識(shí)別和溫度顯示；（ 2）溫濕度采樣，數(shù)字濾波；（ 3）越限報(bào)警和處理；（ 5）溫度標(biāo)度轉(zhuǎn)換。 3. 3. 2 報(bào)警電路 在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，對(duì)于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設(shè)有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)， 以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。晶振頻率為在 ～ 12MHZ 之間，頻率越高單片機(jī)的速度就越 快，但對(duì)存儲(chǔ)器速度要求就高。