【文章內(nèi)容簡介】 引腳如圖 23 所示。 圖 23 X25045引腳 其引腳功能如下： CS：片選擇輸入； SO：串行輸出，數(shù)據(jù)由此引腳逐位輸出； SI：串行輸入，數(shù)據(jù)或命令由此引腳逐位寫入 X25045； SCK：串行時(shí)鐘輸入，其上升沿將數(shù)據(jù)或命令寫入，下降沿將數(shù)據(jù)輸出； WP：寫保護(hù)輸入，當(dāng)它低電平時(shí)，寫操作被禁止； Vss：地； Vcc：電源電壓； RESET：復(fù)位輸出。 （ 2） X25043/45 工作原理 通過 SI輸入的數(shù)據(jù)在 CS 變?yōu)榈碗娖胶蟮?SCK 第一個(gè)上升沿被采樣，數(shù)據(jù)由SCK 的下降沿輸出到 S0 線上。在整個(gè)工作期間， CS 必須是低電平且 WP 必須是高電平。 X25043/45 具有監(jiān)視總線功能，在預(yù)置的時(shí)間周期內(nèi)沒有總線活動(dòng)，RESET /RESET 輸出。 X25045 在讀寫操作之 前，需要先向它發(fā)出指令，指令名及指令格式 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 如表 22所示。 表 22 X25045指令及其含義 指令名 指令格式 操作 WREN 00000110 設(shè)置寫使能鎖存器（允許寫操作） WRDI 00000100 復(fù)位寫使能鎖存器（禁止寫操作） RDSR 00000101 讀狀態(tài)寄存器 WRSR 00000001 寫狀態(tài)寄存器 READ 0000A8011 把開始于所選地址的存儲器中的數(shù)據(jù)讀出 WRITE 0000A8010 把數(shù)據(jù)寫入開始于所選地址的存儲器 （ 3） X25045 看門狗電路設(shè)計(jì)及 編程 X25045 硬件連接圖如圖 24所示。 X25045 芯片內(nèi)包含有一個(gè)看門狗定時(shí)器，可通過軟件預(yù)置系統(tǒng)的監(jiān)控時(shí)間。在看門狗定時(shí)器預(yù)置的時(shí)間內(nèi)若沒有總線活動(dòng)，則 X25045 將從 RESET 輸出一個(gè)高電平信號，經(jīng)過微分電路 C R3輸出一個(gè)正脈沖，使 CPU 復(fù)位。圖 2 電路中， CPU 的復(fù)位信號共有 3 個(gè)：上電復(fù)位 (CR2)，人工復(fù)位 (S、 R R2)和 Watchdog 復(fù)位 (C R3)，通過或門綜合后加到 RESET端。 C R3 的時(shí)間常數(shù)不必太大，有數(shù)百微秒即可，因?yàn)檫@時(shí) CPU 的振蕩器已經(jīng)在工作。 圖 24 X25045看門狗電路硬件連接 看門狗定時(shí)器的預(yù)置時(shí)間是通過 X25045 的狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位來設(shè)定的。 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 如表 23所示， X25045 狀態(tài)寄存器共有 6位有含義，其中 WD WD0 和看門狗電路有關(guān)，其余位和 EEPROM 的工作設(shè)置有關(guān)。 表 2 3 X25045 狀態(tài)寄存器 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 X X WD1 WD0 BL1 BL0 WEL WIP WD1＝ 0， WD0=0，預(yù)置時(shí)間為 ； WD1＝ 0， WD0=1，預(yù)置時(shí)間為 ； WD1＝ 1， WD0=0，預(yù)置時(shí)間為 ； WD1＝ 1， WD0=1，禁止看門狗工作。 看門狗電路的定時(shí)時(shí)間長短可由具體應(yīng)用程序的循環(huán)周期決定，通常比系統(tǒng)正常工作時(shí)最大循環(huán)周期的時(shí)間略長。編程時(shí)，可在合適的地方加一條喂狗指令，使看門狗的定時(shí)時(shí)間永遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)置時(shí)間，系統(tǒng)就不會(huì)復(fù)位而正常工作。當(dāng)系統(tǒng)跑飛 ，陷入軟件陷阱等，而別的方法無法捕捉會(huì)程序時(shí)，則看門狗定時(shí)時(shí)間很快增長到預(yù)置時(shí)間則系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。 測溫部分 精確的測量是控溫的前提。由于鉑溫度傳感器測溫精確度高、穩(wěn)定性好，有較大的測量范圍，易于使用在自動(dòng)測量和遠(yuǎn)距離測量中。本設(shè)計(jì)采用的是 PT100鉑熱電阻傳感器，測量范圍是 200～ 650? C,測溫精確度達(dá)到 %FS。 其電阻特性方程如下： 200～ 0? C時(shí)， Rt=R0[1+At+Bt2+Ct3(t100)] （ 21） 0～ 650? C 時(shí) Rt=R0(1+At+Bt2) （ 22） 式中 A=?103K? C ， B=?107? C ， C=?1012? C 但在通常的測量中，電阻溫度的關(guān)系一般用近似的線形表示，在外接引線較長時(shí)，為減少誤差常采用三線式電橋連接法或四線電阻測量電路。四個(gè) PT100 分別埋在變 壓器的三相繞組或掛在室內(nèi)，把檢測到的溫度信號轉(zhuǎn)換為 D（ 420mA 的 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 標(biāo)準(zhǔn)電流信號）經(jīng)過集成運(yùn)算放大器 LM324 和 DP07 轉(zhuǎn)換等前級處理，通過 A/D轉(zhuǎn)換器 TLC0843 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后送單片機(jī)進(jìn)行處理。 TLC0834 是 TI公司生產(chǎn)的八位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有輸入可配置的多通道多路器和串行輸入方式。文中以 AT89C51 CPU 為核心，采用 LTC0834 八位串行 A/D 轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)了一個(gè)可將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的電路。 關(guān)鍵詞：單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換器 TLC0834 單片機(jī)控制系統(tǒng)通常要用到 A/D轉(zhuǎn)換。 根據(jù)輸出的信號格式，比較常用的 A/D 轉(zhuǎn)換方式可分為并行 A/D 和串行 A/D。并行方式一般在轉(zhuǎn)換后可直接接收，但芯片的引腳比較多；串行方式所用芯片引腳少，封裝小，在PCB板上占用的空間也小，但需要軟件處理才能得到所需要的數(shù)據(jù)。 [7] 圖 25 TLC0834引腳 TLC0834 的引腳排列如圖 25 所示，其中 CH0～ CH3 為模擬輸入端； CS 為片選端； DI 為串行數(shù)據(jù)輸入，該端僅在多路器尋址時(shí)（ MUX Settling Time）才被檢測； DO 為 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端； CLK 為時(shí)鐘； SARS 為轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端，該端為高電平時(shí)，表示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，為低電平則表示轉(zhuǎn)換完成； REF 為參考電壓輸入端； VCC 為 電源 ； DGTL GND 為數(shù)字地， ANGL GND 為模擬地 TLC0834 的主要特點(diǎn) TLC0834 是 TI 公司生產(chǎn)的 8具有輸入可配置的多通道多路器和串形輸入輸出方式。其多路器可由軟件配置為單端或差分輸入，也可以配置為偽差分輸入。另外，其輸入基準(zhǔn)電壓大小可以調(diào)整。在全 8位分辨率下，它允許任意小的模擬電壓編碼間隔。由于 TLC0834 采用的是串行輸入結(jié)構(gòu)，因此封裝體積小，可節(jié)省 51 系列單片機(jī) I/O 資源，價(jià)格也較適中。 其主要特點(diǎn)如下： 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 ● 8 位分辨率； ● 易于和微處理器接口或獨(dú)立使用； ● 可滿量程工作； ● 可用地址邏輯多路器選通 4輸入通道； ● 單 5V供電，輸入范圍為 0～ 5V； ● 輸入和輸出與 TTL、 CMOS 電平兼容； ● 時(shí)鐘頻率為 250kHz 時(shí)，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32us； ● 可以和美國國家半導(dǎo)體公司的 ADC0843 和 ADC0838 進(jìn)行替換，但它內(nèi)部不帶齊納穩(wěn)壓器網(wǎng)絡(luò)； ● 總調(diào)整誤差為177。 1LSB。 與單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì) TLC0834 與 89C51 單片機(jī)的硬件接口電路的電路原理如圖 26所示。圖中，單片機(jī)的 接 TLC0834 的片選信號， 用于產(chǎn)生 A/D 轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘， 為一個(gè)雙向 I/O 口位，可用于對模擬輸入進(jìn)行配置及輸出轉(zhuǎn)換所得的數(shù)據(jù)。在這里，模擬信號以單 端方式輸入，參考電壓為 5V，即 A/D 模擬量的輸入范圍為 0～5V。 圖 26 TLC0834與 89C51單片機(jī)的硬件 溫度傳感器 PT100 是一個(gè)溫度傳感器 ,是一種穩(wěn)定性和線性都比較好的鉑絲熱電阻傳感 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 器 ,可以工作在 200℃ 至 650℃ 的范圍。 電阻式溫度檢測器（ RTD,RResistance Temperature Detector)是一種物質(zhì)材料作成的電阻 ,它會(huì)隨溫度的上升而改變電阻值 ,如果它隨溫度的上升而電阻值也跟著上升就稱為正電阻系數(shù) ,如果它隨溫度的上升而電阻值反而下降就稱為負(fù)電阻系數(shù)。大部分電阻式溫度檢測器是以金屬作成的 ,其中以白金 (Pt)作成的電阻式溫度檢測器 ,最為穩(wěn)定－耐酸堿、不會(huì)變質(zhì)最受工業(yè)界采用 。 [8] PT100 溫度傳感器是一種以白金 (Pt)作成的電阻式溫度檢測器 ,屬于正電阻系數(shù) ,其電阻和溫度變化的關(guān)系式如下： R=Ro(1+α T)，其中α =,Ro 為 100Ω (在 0℃的電阻值 ),T 為攝氏溫度，因此白金作成的電阻式溫度檢測器 ,又稱為PT100。 (1)Vo=179。 100(1+)=+T/1000。 (2)量測 Vo 時(shí) ,不可分出任何電流 ,否則量測值會(huì)不準(zhǔn)。電路分析由于一般電源供應(yīng)較多零件之后 ,電源是帶雜訊的 ,因此我們使用齊納二極體作為穩(wěn)壓零件 ,由 于 ,使得 1K電阻和 5K可變電阻之電壓和為 ,靠 5K可變電阻的調(diào)整可決定電晶體的射 (集極 )極電流 ,而我們須將集極電流調(diào)為,使得量測電壓 V 如箭頭所示為 +T/1000。其后的非反向放大器 ,輸入電阻幾乎無限大 ,同時(shí)又放大 10 倍 ,使得運(yùn)算放大器輸出為 +T/100。 6V 齊納二極體的作用如 齊納二極體的作用 ,我們利用它調(diào)出 ,因此電壓追隨器的輸出電壓 V1 亦為 。 其 后 差 動(dòng) 放 大 器 之 輸 出 為Vo=10(V2V1)=10(+T/)=T/10,如果現(xiàn)在室溫為 25℃ ,則輸出電壓為。 [9] 工作原理 : 傳感器的接入非常簡單 ,從系統(tǒng)的 5V 供電端僅僅通過一支 3K92 的電阻就連接到 PT100 了，這種接法通常會(huì)引起嚴(yán)重的非線性問題 ,但是，由于有了單片機(jī)的軟件校正作為后盾 ,因此就簡化了傳感器的接入方式。 溫度檢測部分 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 （ 1）變壓器各相溫度檢測電路 本設(shè)計(jì)需對四路電 路進(jìn)行檢測： A相、 B 相、 C相和環(huán)境溫度。 A、 B、 C相的檢測電路如圖 27所示。 圖 27 溫度 檢測電路 途中虛線部分是信號調(diào)理電路，其中 W7 為調(diào)零電阻 ， W8 為調(diào)滿量程電阻，R53為精密電阻， OP07 運(yùn)算放大器是 TTL 雙極低噪聲，低功耗精密運(yùn)算放大器，具有精度高、漂移率低等特點(diǎn)，其放大倍數(shù)為 R56+(R59+W8 )/W8 。根據(jù) PT100 所測得的溫度為 0176。 C 時(shí)，其熱電阻阻值為 100，當(dāng)溫度傳感器 PT100 測得溫度為 200176。 C 時(shí)，熱電阻阻值為 ，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 W8 ，使 OP07 的輸出為 +5V。 傳感器是把物理信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，溫度傳感?PT100 是把溫度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮柚档母淖儭Ｍㄟ^集 成運(yùn)算放大器輸出相應(yīng)的電壓值，但是由于電壓的傳送消耗很大，遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，大大降低了傳輸效率，而電流對外接干擾不敏感，因 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 此通常情況下，運(yùn)用變送器把電壓信號轉(zhuǎn)換為 420mA 的電流信號進(jìn)行傳輸。有很好的抗干擾能力。所以，當(dāng)所測溫度為 0176。 C使， OP07 的輸出端為 0，調(diào)節(jié) W9使得流過 R72的電流為 4mA，當(dāng)所測溫度為 200176。 C時(shí)， OP07 的輸出為 +5V，流過R72的電流為 20mA。 （ 2）環(huán)境溫度檢測 圖 28環(huán)境溫度檢測電路 人機(jī)交換部分 鍵盤，數(shù)碼顯示管等以及指示燈是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換的主要器件。 鍵盤及顯示部分是人機(jī)交換對話的基本部件。為簡化操作，降低成本，這里采用極其簡單的輕觸式來完成各項(xiàng)功能查詢、切換以及設(shè)定。鍵盤操作由于鍵數(shù)較少，所以采用獨(dú)立式按鍵，用了 3個(gè)輕觸式按鍵分別占有 I/O 口的 、 P、 完成參數(shù)的增加、減少以及顯示狀態(tài)的切換，這樣使得鍵盤操作電路簡單。顯示部分采用了 5 個(gè)共陽極的 LED 數(shù)碼管 TOE1106BH 完成，其顯示清晰，成本低廉且與單片機(jī)接口簡單。 電路采用了一個(gè)串入并出的 ZLG7289A 寄存器，其為驅(qū)動(dòng)有 MPU 的 口并為其提時(shí)鐘脈沖，由 為其提供被顯示的數(shù)據(jù) ZLG7289A 出口經(jīng)過電阻直接跟