【文章內(nèi)容簡介】 下限時，發(fā)光二極管燈亮表示報警。 (1)主控制模塊： 8051 仿真模塊即 8051 仿真頭。 (2)溫度采集模塊：由熱敏電阻傳感器及 ADC0809 器件組成。本設計的熱敏電阻傳感器輸出的模擬量經(jīng) ADC0809 采集轉換位數(shù)字量，其代表相應的溫度值。 (3)溫度顯示模塊：由 LED數(shù)碼管 顯示相應溫度。 (4)報警 模塊： 當采集的溫度高于設定溫度上限或低于溫度下限時，發(fā)光二極管燈亮報警。 (5)鍵盤輸入模塊：鍵值的輸入由 8279 器件通過行列掃描控制，通過鍵值的輸入來設定上 下 限溫度。 鍋爐膛溫監(jiān)測報警系統(tǒng) 6 第三章 電路設計 、 熱敏電阻傳感器電路 本模塊中使用的為 NTC 型熱敏電阻 ,在常溫 (25℃ )下其阻值為 10K，其阻值與溫度的關系如下表所示： 溫度（ ℃ ） 30 20 10 0 10 20 25 30 40 50 阻值（ K） 溫度（ ℃ ） 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 阻值（ K） 2 3 5 6 4 8 2 81 溫度（ ℃ ） 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 阻值（ K） 另外，該電阻阻值與溫度還滿足如下關式： lgR=1（ BT298B） /，其中 T為絕對溫度， R的單位為 KΩ， B為溫度常數(shù)（在 25℃ — 85℃內(nèi)為 3960）。 測量電路如下圖 31所示： 圖 31 測量電路 圖中 J J J3分別對應于模塊上的 V Vzero、 Vout 插孔， R3對應與 ZERO電位器用于偏置電壓調(diào)節(jié)； R9對應于 GAIN 電位器，用于增益調(diào)節(jié)。 使用時，可先將電路增益調(diào)節(jié)為 1，具體做法如下：調(diào)節(jié) ZERO 電位器，使 鍋爐膛溫監(jiān)測報警系統(tǒng) 7 Vzero為 0V，用萬用表分別測量 V VOUT端電壓，調(diào)節(jié) GAIN電位器，使 V1=Vzero，此時電路增益為 1。 然后，將上表中所列各溫度下的電阻值換算為相應的 V1 的電壓值。加熱一段時間后（見后面加熱部分說明）用 A/D 采樣 Vout 端電壓，確定溫度處于哪一個區(qū)間（例如 010℃或 5060℃），再在該區(qū)間上采用線性插值法求出溫度值。 注意：由與熱敏電阻在各溫度區(qū)間其阻值不是線性變化，故該方法僅適用于精度要求不高的場合。另外用戶也可按照上面列出的溫度、阻值關系式計算溫度值。 AD 轉換電路 、 A/D 轉換器概述 A/D 轉換器用于實現(xiàn)模擬量 數(shù)字量的轉換，按轉換原理可分為四種：計數(shù)式 A/D 轉換器、雙積分式 A/D 轉換器、逐次逼近式 A/D轉換器和并行式 A/D 轉換器。 目前最常用的是雙積分式 A/D 轉換器和逐次逼近式 A/D 轉換器。雙積分式A/D 轉換器的優(yōu)點是轉換精度高，抗干擾性能好，價格便宜；但轉換速度慢。因此這種轉換器主要用于速度要求不高的場合。另一種常用的 A/D轉換器是逐次逼近式的，逐次逼近式 A/D 轉換器是一種速度較快精度較高的轉換器。其轉換時間 大約在幾微秒到幾百微秒之間。通常使用的逐次逼近式典型 A/D 轉換芯片有： (1) ADC0801ADC0805 型 8位 MOS 型 A/D轉換器。它是目前最流行的中速廉價型產(chǎn)品。片內(nèi)有三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，單通道輸入，轉換時間約 100 微秒。 (2)ADC0808/0809 型 8 位 MOS 型 A/D 轉換器?？蓪崿F(xiàn) 8路模擬信號的分時采集，片內(nèi)有 8 路模擬選通開關，以及相應的通道地址鎖存用譯碼電路，其轉換時間為 100 微秒左右。 (3)ADC0816/0817 。這類產(chǎn)品除輸入通道增加至 16 個以外，其它性能與ADC0808/0809 型基本相同。 鍋爐膛溫監(jiān)測報警系統(tǒng) 8 、 ADC0809 內(nèi)部邏輯結構 ADC0809 內(nèi)部邏輯結構如圖 32所示。 圖 32 ADC0809 內(nèi)部邏輯結構圖 圖 32中多路開關可選通 8 個模擬通道，允許 8路模擬量分時輸入，共用一個 A/D 轉換器進行轉換。地址鎖存與譯碼電路完成 A、 B、 C三個地址位進行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，如表 33 所示。 、 信號引腳 ADC0809 芯片為 28 引腳雙列直插式封裝，其引腳排列見圖 34 。 C B A 選擇的通道 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 鍋爐膛溫監(jiān)測報警系統(tǒng) 9 表 33 通道選擇表 圖 34 引腳圖 下面說明各引腳功能： ● IN0～ IN7： 8路模擬量輸入端。 ● 21～ 28： 8位數(shù)字量輸出端。 ● ADDA、 ADDB、 ADDC： 3位地址輸入線，用于選通 8路模擬輸入中的一路。 ● ALE：地址鎖存允許信號，輸入端，產(chǎn)生一個正脈沖以鎖存地址。 ● START： A/D 轉換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少 100ns 寬）使其啟動（脈沖上升沿使 0809 復位，下降沿啟動 A/D 轉換）。 ● EOC： A/D 轉換結束信號，輸出端，當 A/D轉換結束時，此端輸出一個高電平（轉換期間一直為低電平）。 ● OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入端，高電平有效。當 A/D 轉換結束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 ● CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于 640KHz。 ● REF（ +）、 REF（ ）：基準電壓。 ● Vcc：電源，單一 +5V。 ● GND：地。 、 MCS51 單片機與 ADC0809 接口 ADC0809 與 8051 單片機的一種連接如圖 35所示。 鍋爐膛溫監(jiān)測報警系統(tǒng) 10 圖 35 ADC0809 與 8051 單片機的連接 如圖 36 所示模擬通道選擇信號 A、 B、 C 分別接最低三位地址 A0、 A A2即（ 、 、 ），而地址鎖存允許信號 ALE 由 控制，則 8 路模擬通道的地址為 0FEF8H～ ，通道地址選擇以作寫選通信號，這一部分電路連接如圖 37所示 . 圖 36 ADC0809 的部分信號連接 鍋爐膛溫監(jiān)測報警系統(tǒng) 11 圖 37 信號的時間配合 從圖中可以看到，把 ALE 信號與 START 信號接在一起了，這樣連接使得在信號的前沿寫入（鎖存）通道地址，緊接著在其后沿就啟動轉換。圖 37是有關信號的時間配合示意圖。啟動 A/D轉換只需要一條 MOVX 指令。在此之前，要將 清零并將最低三位與所選擇的通道 好像對應的口地址送入數(shù)據(jù)指針 DPTR 中。例如要選擇 IN0 通道時，可采用如下兩條指令，即可啟動 A/D 轉換： MOV DPTR , FE00H ；送入 0809 的口地址 MOVX @DPTR , A ；啟動 A/D 轉換（ IN0） A/D 轉換后得到的數(shù)據(jù)應及時傳送給單片機進行處理。數(shù)據(jù)傳送的關鍵問題是如何確認 A/D 轉換的完成，因為只有確認完成后，才能進行傳送。為此可采用下述三種方式。 （ 1） 定時傳送方式 對于一種 A/D 轉換其來說，轉換時間作為一項技術指標是已知的和固定的。例如 ADC0809 轉換時間為 128μ s，相當于 6MHz 的 MCS51單片機共 64 個機器周期。可據(jù)此設計一個延時子程序， A/D 轉換啟動后即調(diào)用此子程序，延遲時間一到，轉換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進行數(shù)據(jù)傳送。 （ 2） 查詢方式 A/D 轉換芯片由表明轉換完成的狀態(tài)信號，例如 ADC0809 的 EOC端。因此可以用查詢方式，測試 EOC 的狀態(tài)，即可卻只轉換是否完成，并接著進行數(shù)據(jù)傳送。 （ 3） 中斷方式 把表明轉換完成的狀態(tài)信號（ EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進行數(shù)據(jù)傳送。不管使用上述那種方式，只要一旦確定轉換完成，即可通過指令進行數(shù)據(jù)傳 送。首先送出口地址并以信號有效時， OE 信號即有效，把轉換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機接受。不管使用上述那種方式，只要一旦確認轉換結束，便可通過指令進行數(shù)據(jù)傳送。所用的指令為 MOVX 讀指令，仍以圖 917 所示為例，則有： MOV DPTR , FE00H MOVX A , @DPTR 鍋爐膛溫監(jiān)測報警系統(tǒng) 12 該指令在送出有效口地址的同時，發(fā)出有效信號，使 0809 的輸出允許信號OE有效，從而打開三態(tài)門輸出，是轉換后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線送入 A累加器中。這里需要說明的示， ADC0809 的三個地址端 A、 B、 C即可如前所述與地址線相連，也可與數(shù)據(jù)線相連，例如與 D0～ D2相連。這是啟動 A/D轉換的指令與上述類似，只不過 A 的內(nèi)容不