【文章內(nèi)容簡介】 從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 圖 A/DC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu) 河北理工大學(xué) 綜合課程設(shè)計說明書 參考文獻 15 2. AD0809 的工作原理 IN0－ IN7:8 條模擬量輸入通道 ADC0809 對輸入模擬量要求 :信號單極性，電壓范圍是 0－ 5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 地址輸入和控制線 :4 條 ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng) ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。 A， B 和 C 為地址輸入線，用于選通 IN0－ IN7 上的一路模擬量輸入。 數(shù)字量輸出及控制線 :11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng) ST 上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下 跳沿時，開始進行 A/D 轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間， ST 應(yīng)保持低電平。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng) EOC 為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進行 A/D 轉(zhuǎn)換。 OE 為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE＝ 1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝ 0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。 D7－ D0 為數(shù)字量輸出線。 CLK 為時鐘輸入信號線。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ， VREF(＋ )， VREF(－ )為參考電壓輸入。 3. ADC0809 應(yīng)用說明 (1)ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與 AT89S51 單片機直接相連； (2)初始化時，使 ST 和 OE信號全為低電平； 河北理工大學(xué) 綜合課程設(shè)計說明書 參考文獻 16 (3)送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到 A， B， C 端口上； (4)在 ST端給出一個至少有 100ns 寬的正脈沖信號； (5)是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù) EOC 信號來判斷； (6)當(dāng) EOC 變?yōu)楦唠娖綍r，這時給 OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。 由于 ADC0809 的時鐘信號為 500KHZ，故將單片機的 ALE 端接四分頻器后給轉(zhuǎn)換器作為時鐘。 A/D 轉(zhuǎn)換電路如圖 所示。 4. ADC0809 的工作 過程 : 首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8 路模擬輸入之一到比較器， START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。直到 A/D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當(dāng)OE輸入高電平時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 河北理工大學(xué) 綜合課程設(shè)計說明書 參考文獻 17 P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 3 010P 3 111P 3 212P 3 313P 3 414P 3 515P 3 616P 3 717P 0 732P 0 633P 0 534P 0 435P 0 336P 0 237P 0 138P 0 039P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728X218X119R E S9EA31A L E30P S E N29G N D20V C C40U18 0 3 121X1S T A LC13 0 p FC23 0 p F+E C 51 0 u FR62021U6B U T T O NV C C2 1 M S B212 2202 3192 4182 582 6152 7142 8 L S B17E O C7A D D A25A D D B24A D D C23A L E22EA9S T A R T6C L O C K10I N 026I N 127I N 228I N 31I N 42I N 53I N 64R E F ( )16R E F ( + )12I N 75U5A D C 0 8 0 9V C CVCC8O U T3GND1R S T4D IS7T H R6T R I2C O N5U45 5 5V C CR3R E SR4R E SC4C A PC5C A PW D O8R S I7W D I6P F O5MR1V C C2G N D3P F I4C 1 1M A X 7 0 6V C CT e x t 圖 A/D轉(zhuǎn)換電路 HD7279A 顯示電路 本課題中氣體監(jiān)測系統(tǒng)的工作環(huán)境是處于比較黑暗的礦井巷道 中，所以不宜采用液晶顯示模塊，而采用了發(fā)光柔和的 LEO數(shù)碼管作顯示，顯示顏色為紅色。發(fā)光數(shù)碼粉的優(yōu)點在于防潮防濕，溫度特性極佳，而且有遠距離視覺效果，很適合礦井下惡劣環(huán)境的需要。而我們使用的單片機 AT89552 本身并無顯示接口部分，需要外接顯示的譯碼驅(qū)動電路。 LED 數(shù)碼管顯示有動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種方式。通常小管采用哪種顯示方式，單片機往往都工作于并行工 /0 或存儲器方式。在本課題的單片機數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)中，利用 8位 LED 顯示驅(qū)動器 MAX7219 構(gòu)成顯示接口電路。 HD7279A 的特點是一片具有串行接口的 ,可同時驅(qū)動 8 位共陰極數(shù)碼管的智能顯示驅(qū)動芯片。該芯片可連接多達 64 個鍵的鍵盤矩陣 , 并含有去抖動電路。HD7279A 芯片內(nèi)部有譯碼器 ,可以直接接受 16 進制碼 ,并且具有 2 種譯碼方式和多河北理工大學(xué) 綜合課程設(shè)計說明書 參考文獻 18 種控制指令 ,如 :消隱、閃爍、 左移、 右移、 段尋址等。可以廣泛應(yīng)用在儀器儀表 ,工業(yè)控制 ,條形顯示器 ,控制面板等領(lǐng)域。串行接口，無需外圍元件可直接驅(qū)動LED；各個獨立控制譯碼 /不譯碼及消隱和閃爍屬性；循環(huán)左移和右移指令；具有段尋址指令，方便控制獨立 led； 64 鍵盤控制器，內(nèi)含去抖動電路。 HD7279A 的引 腳如圖所示。 圖 HD7279A引腳 HD7279A 是標(biāo)準(zhǔn) 28 引腳雙列直插式芯片。引腳 1 ,2 (VDD)為正電源；引腳 3 ,5 (NC)不連接 ,使用時要求懸空；引腳 4 (VSS)為接地端；引腳 6 (CS)片選輸入端 ,此引腳為低電平時 ,可向芯片發(fā)送指令及讀取鍵盤數(shù)據(jù)；引腳 7 (CLK)為同步時鐘輸入端 ,向芯片發(fā)送數(shù)據(jù)及讀取鍵盤數(shù)據(jù)時 ,該引腳電平上升沿表示數(shù)據(jù)有效；引腳 8 (DATA)為串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端 ,當(dāng)芯片接收指令時 ,此引腳為輸入端；當(dāng)讀取鍵盤數(shù)據(jù)時 ,此引腳在‘讀’指令最后一個時 鐘的下降沿變?yōu)檩敵龆?；引腳 9 (KEY)為按鍵有效輸出端 ,平時為高電平 ,當(dāng)檢測到有效按鍵時 ,此引腳變?yōu)榈碗娖剑灰_ 10～16 (SG～ SA)為段 g～段 a 驅(qū)動輸出；引腳 17 (DP)為小數(shù)點驅(qū)動輸出；引腳 18～ 25 河北理工大學(xué) 綜合課程設(shè)計說明書 參考文獻 19 (DIG0～ DIG7)為數(shù)字 0～ 7 位驅(qū)動輸出；引腳 26 (CLKO) 為振蕩輸出端；引腳 27(RC)為 RC振蕩器連接端；引腳 28 (RESET)為復(fù)位端。 HD7279 的指令通信是采用串行方式與微處理器通訊 ,串行數(shù)據(jù)從 DATA 引腳送入芯片 ,并由 CLK 端同步。當(dāng)片選端 CS 信號變 為低電平后 ,DATA 引腳上的數(shù)據(jù)在 CLK 引腳的上升沿被寫入 HD7279A 的緩沖寄存器。 HD7279A 的指令結(jié)構(gòu)有三種類型(表 1) :11 不帶數(shù)據(jù)的純指令 ,指令的寬度為 8 個 BIT 位 ,即微處理器需要發(fā)送 8 個 CLK 脈沖； 21 帶數(shù)據(jù)指令 ,寬度為 16 個 BIT 位 ,即微處理器需要發(fā)送 16 個 CLK 脈沖； 31 讀取鍵盤數(shù)據(jù)指令 ,寬度為 16 個 BIT 位 ,前 8 個 BIT 位為微處理器發(fā)送到 HD7279A 的指令 ,后 8 個 BIT 位為 HD7279A 返回的鍵盤代碼。執(zhí)行該指令時 ,HD7279A 的 DATA 端在第 9個 CLK 脈沖的上升沿變?yōu)檩敵鰻顟B(tài) ,并以第 6個脈沖的下降沿恢復(fù)為輸入狀態(tài) ,等待接收下一個指令。 電路接法和注意事項是比較關(guān)心的部分。 HD7279A 應(yīng)連接共陰式數(shù)碼管，無需用到的鍵盤和數(shù)碼管可以不連接，省去數(shù)碼管或?qū)?shù)碼管消隱屬性均不會影響鍵盤的使用。如果不用到鍵盤，則連接到鍵盤的 8 只 10K 電阻和 8 只 100k 下來電阻均可以省去。如果使用了鍵盤，則要在電路中的 100k 下拉電阻均不可以省。實際中下拉電阻和位選電阻應(yīng)該遵循一定的比例，下拉電阻應(yīng)該大于位選電阻的 5 倍而小于 50 倍。下拉電阻為 10K100k，位選電阻為 1K10K。下拉電阻盡可能的小，可以提高鍵盤的抗干擾能力。因為采用循環(huán)掃描工作方式，采用亮度高的數(shù)碼管可以解決亮度不夠問題。 HD7279A 需要一個外接的 RC 震蕩電路，經(jīng)典值是 R=， C=15PF，并且盡量靠近芯片，使之電路連線最短。復(fù)位 RESET 可以直接與正電源連接，需要較高可靠性時河北理工大學(xué) 綜合課程設(shè)計說明書 參考文獻 20 可以接一個外部的復(fù)位電路。在上電后大約經(jīng)過 1225ms 的時間才會進入正常工作狀態(tài)。上電后所有的顯示位為‘顯示’和‘不閃爍’。當(dāng)有按鍵按下， KEY 引腳輸出變低電平，此時接到讀鍵盤指令時，將輸出鍵盤代 碼。因為芯片直接驅(qū)動 LED 顯示，電流較大，且為動態(tài)掃描，如果該部分電路的電源線較細較長，可能會有電源噪聲干擾，所以在 HD7279A 的正負電源端并上去耦電容，提高電路的抗干擾能力。 V D D1V D D2NC3V S S4NC5CS6C L K7D A T A8K E Y9SG10SF11SE12SD13SC14R E S E T28RC27C L K 026D IG 725D IG 624D IG 523D IG 422D IG 321D IG 220D IG 119D IG 018DP17SA16SB15HD7 2 7 9 Aa1b2c3d4e5f6g7dp8P19P210P311P4128 .8 .8 .8L E DDP Y_ 7 _ S E GV C CV C C 圖 HD7279A的總體連接 看門狗硬件電路 在監(jiān)測系統(tǒng)中為了保證單片機可靠而穩(wěn)定的運行，使單片機系統(tǒng)盡快擺脫因干擾而產(chǎn)生的程序跑飛或死循環(huán)，需要一種監(jiān)視器，提供某種狀態(tài)使 CPU重新回到用戶程序。這種監(jiān)視器即“看門狗” (Watchdog)。監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計有看門狗功能，一旦系統(tǒng)在現(xiàn)場受到突發(fā)干擾使程序 跑飛，單片機沒有自我保護能力，不能系統(tǒng)復(fù)位，重新工作。為此，本系統(tǒng)采用了 MAX706 和 AT89S52 構(gòu)成的“看門狗”硬件電路，如圖河北理工大學(xué) 綜合課程設(shè)計說明書 參考文獻 21 所示。 MAX706 是一種性能優(yōu)良的低功耗 CMOS 監(jiān)控電路芯片，其內(nèi)部電路由上電復(fù)位、可重復(fù)觸發(fā)“看門狗”定時器及電壓比較器等組成。 MAX7O6 有以下特性 : (1)精確的供電電壓監(jiān)測 (， ， )； (2)200ms 的復(fù)位時延； (3)對手動復(fù)位信號消抖，兼容 TTL/CMOS； (4)獨立的 秒時長