【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 腳，且并聯(lián)兩個(gè) 30pF 匹配電容使晶振起振 。晶振頻率為 12MHz。 CPU 最小系統(tǒng)圖 形成完整的 CPU 最小系統(tǒng)圖 如圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 7 E A / V P31X119X218R E S E T9I N T 012I N T 113T014T115P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 0 .039P 0 .138P 0 .237P 0 .336P 0 .435P 0 .534P 0 .633P 0 .732P 2 .021P 2 .122P 2 .223P 2 .324P 2 .425P 2 .526P 2 .627P 2 .728RD17WR16P S E N29A L E / P30T X D11R X D10V C C40V S S20A T 8 9 S 5 2R4 7 0R1kSSWC4 0 u fV C CR E TC13 0 p fC23 0 p fY1 2 M H zXTAL1XTAL2 圖 最小系統(tǒng)圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) ,或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng) ,是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng) 。 對(duì)單片機(jī)來說 ,單片機(jī) +晶振電路 +復(fù)位電路 ,便組成了一個(gè)最小系統(tǒng) 。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 8 第 3章 水位監(jiān)測(cè)裝置 輸入輸出接口電路 設(shè)計(jì) 液位 傳感器的選擇 根據(jù)本次任務(wù)要求選擇壓力式水位傳感器。 1）原理：根據(jù)壓力與水深成正比關(guān)系的靜水壓力原理，運(yùn)用壓敏元件作傳感器的水位 汁。當(dāng)傳感器固定在水下某一測(cè)點(diǎn)時(shí)，該測(cè)點(diǎn)以上水柱壓力高度加上該點(diǎn)高程，即可間接地測(cè)出水位。 壓力式水位計(jì)是一種通過壓力傳感器及其有關(guān)的引壓信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)處理等裝置來測(cè)定水位的儀器可有數(shù)字顯示編碼輸出及自動(dòng)記錄的功能它可分為引壓式和直接式兩種記錄特征可分為模擬過程線數(shù)字顯示分時(shí)段記時(shí)打印磁帶記錄固態(tài)存貯微機(jī)處理等形式。 2）優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量精度高，價(jià)格相對(duì)低廉，安裝簡(jiǎn)便，不需要建造水位井。 3）缺點(diǎn)：對(duì)泥沙含量大的水流，測(cè)量精度會(huì)受到影響，工作不穩(wěn)定，壓阻式有時(shí)飄、溫飄，要定時(shí)率定 。 水位監(jiān)測(cè)裝置 檢測(cè)接口電路設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換器選擇 在實(shí)際應(yīng)用中，因串行 A/D 轉(zhuǎn)換芯片具有占用單片機(jī)的引腳資源少，可以簡(jiǎn)化單片機(jī)系統(tǒng)，降低成本的優(yōu)點(diǎn)，所以串行工作方式的 A/D 轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。信號(hào)采集單元選用串行多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器 TLC0838 來實(shí)現(xiàn)。 TLC0838 為美國(guó)德州儀器公司推出的八通道 8 位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它具有與單片機(jī)接口連接簡(jiǎn)單，占用線路板體積較小，性價(jià)比較高的優(yōu)點(diǎn)。其采用取樣 — 數(shù)據(jù) — 比較器的結(jié)構(gòu)，使用逐次逼近流程轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)。要轉(zhuǎn)換的模擬通道的輸入電壓連到一個(gè)輸入端與地比較 (單端輸入 )或與另一個(gè)輸入比較 (差分輸入 )。通過同單片機(jī)相連的串行數(shù)據(jù)電路傳送控制命令，用軟件進(jìn)行通道選擇和輸入端配置。輸入配置在多路器尋址時(shí)序中進(jìn)行。串行輸出可配置為標(biāo)準(zhǔn)移位寄存器或微處理器接口。以 SPI 總線與單片機(jī)接口。輸入和輸出均與 TTL 和 CMOS 兼容， 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 9 D G N D10V C C20NC19C H 67C H 23C O M9CS18C H 78SE13A G N D11R E F12D014C H 01S A R S15C H 34C H 56C L K16DI17C H 12C H 45T L C 0 8 3 8+5C2總失調(diào)整誤差 177。1LSB。 TLC0838 以 SIP 總線與單片機(jī)接口。片選信號(hào) CS 接 引腳，因?yàn)閿?shù)據(jù)輸入端 D1 和輸出端 D0 在同一時(shí)間有一個(gè)為高阻，所以連在一起，接 ，串行數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)輸入端 CLK接 。狀態(tài)轉(zhuǎn)換輸出引腳 SARS連接 ，數(shù)據(jù)輸出方式選擇引腳 SE 連接 。 A/D 轉(zhuǎn)換器如圖 圖 TLC0838 工作過程如下：輸入配置在多路器尋址時(shí)序中進(jìn)行。置 CS 為低，使所有邏輯電路使能，轉(zhuǎn)換器初始化。 CS 在整個(gè)轉(zhuǎn)換過程中必須置為低。接著CLK 從單片機(jī) 口接收時(shí)鐘，在每個(gè)時(shí)鐘的上升沿 ； 由單片機(jī) 口輸出的多路器地址通過 Dl 端移入多路器地址移位寄存器。在每個(gè)時(shí)鐘的 上升跳變時(shí)，Dl端的數(shù)據(jù)就移入多路器地址移位寄存器。第一位為邏輯高，表示起始位。緊接的 5 位是配置位，用來選擇通道。多路器地址選擇模擬輸入通道，也決定輸入是單端輸入還是差分輸入。 在連續(xù)的每個(gè)時(shí)鐘的上升跳變，起始位和配置位移入移位寄存器。當(dāng)起始位移入多路器寄存器之后，輸入通道選通，轉(zhuǎn)換器開始工作。 SARS 狀態(tài)輸出變高表示轉(zhuǎn)換過程正在進(jìn)行。引腳 D1 在轉(zhuǎn)換過程中與多路器的移位寄存器之間是關(guān)斷的。為使選定的通道穩(wěn)定，在通道配置位輸送完后，要隔一個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)才在時(shí)鐘的下降沿從引腳 D0 輸出數(shù)據(jù)至單片 機(jī) 。 轉(zhuǎn)換過程為采樣比較器把從電阻梯形網(wǎng)絡(luò)輸出的逐次信號(hào)和輸入模擬信號(hào)進(jìn) 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 10 行比較。比較器的輸出指出模擬輸入是大于還是小于電阻梯形網(wǎng)絡(luò)的輸出。在轉(zhuǎn)換過程中，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)同時(shí)從 D0 端輸出，以最高位 (MSB)開頭。經(jīng)過 8 個(gè)時(shí)鐘后，轉(zhuǎn)換完成， SARS 變?yōu)榈汀? TLC0838 的輸出數(shù)據(jù)可從高位開始，也可從低位開始。在 SE 為高時(shí)，數(shù)據(jù)先從最高到最低位輸出，并將最低位保持在數(shù)據(jù)線上 ； 在 SE 為低時(shí)，數(shù)據(jù)從低位開始重新輸出一遍。在全 8 位分辨率下允許任意小的模擬電壓編碼間隔。變換結(jié)果范圍為 0FF。為滿足低溫下系統(tǒng)正常工作的 要求，選用工業(yè)級(jí) TLC0838 芯片，工作溫度為 0℃ 5℃ 。 模擬量檢測(cè)接口電路圖 傳感器、 CPU、 AD 轉(zhuǎn)換器等電路連接圖 如圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 11 D G N D10V C C20NC19C H 67C H 23C O M9CS18C H 78SE13A G N D11R E F12D014C H 01S A R S15C H 34C H 56C L K16DI17C H 12C H 45T L C 0 8 3 8+5C21kR?R E S 2R?R E S 24 7 kD I O D E D I O D EC10 . 4 7 u fC?C A PA R ?O P A M P+5+54 7 kE A / V P31X119X218R E S E T9I N T 012I N T 113T014T115P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 0 .039P 0 .138P 0 .237P 0 .336P 0 .435P 0 .534P 0 .633P 0 .732P 2 .021P 2 .122P 2 .223P 2 .324P 2 .425P 2 .526P 2 .627P 2 .728RD17WR16P S E N29A L E / P30T X D11R X D10V C C40V S S20A T 8 9 S 5 2 圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 12 串行通信 電路設(shè)計(jì) RS485 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有許多優(yōu)點(diǎn)，它可以在一個(gè)聯(lián)機(jī)中連接多達(dá) 23 個(gè)接收及發(fā)送裝置，連接長(zhǎng)度更長(zhǎng)達(dá) 1200m，短距離通信速度可以達(dá)到 10Mbit/s，同時(shí) RS485收發(fā)芯片的價(jià)格較低，僅要 5V 電源供電，這可以大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)中電源電路的設(shè)計(jì)。 根據(jù)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn) RS485 接口的輸入阻抗為 ≥12kΩ，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)為32。數(shù)據(jù)在 RS458 總線上傳輸，為了保證傳輸質(zhì)量和傳輸距離，通常需要進(jìn)行總線電平轉(zhuǎn)換。 AT89C52 的輸出高低電平是 5V和 0V，為了滿足 RS485 的電平要求，需要外接接口芯片，進(jìn)行電平之間的轉(zhuǎn)換。 本系統(tǒng)把單片機(jī)的 TXD、 RXD 信號(hào)通過 MAX3O28 芯片把 TTL 電平轉(zhuǎn)化為R458 電平。使單片機(jī)的 TXD 與上位機(jī)的 RXD，及單片機(jī)的 RXD 與上位機(jī)的TXD 間接相連。同時(shí)使兩機(jī)共地，從而建立兩機(jī)之間的通信。 MAX3082 具有故障保 護(hù)功能，工作電壓 +5V，波特率為 ，靜態(tài)電流為 375μA，具有收 /發(fā)器使能、低功耗關(guān)閉模式及速率限制功能。 8 引腳，