【文章內(nèi)容簡介】 點。圖21 系統(tǒng)組成框圖,由于繼電器常閉常開觸點電阻很小,所以觸點上的壓降很小,故需通過運放對電壓進行放大,、J2接通時,恒流源產(chǎn)生的電流流經(jīng)繼電器觸點,在觸點上產(chǎn)生小的壓降,通過運放放大的信號由A/D轉(zhuǎn)換器變換后輸送給單片機處理,電阻信號轉(zhuǎn)換電路如圖22所示。圖22 測試接觸電阻的框圖(l)線圈電流線圈電流指繼電器繞組線圈中流過的電流大小。在線圈的供電回路串聯(lián)一個分流電阻，通過測試分流電阻兩端的電壓間接測試線圈電流。(2)觸點接觸電阻觸點接觸電阻是指包括觸點輸出端在內(nèi)的(如觸點、觸點組、內(nèi)部連接導線、引出端子)整個回路的接觸電阻。測出觸點回路的電流和觸點兩端的電壓，利用伏安法可間接測出觸點接觸電阻。(3)動作值及釋放值動作值是指繼電器激勵為零，對線圈突然增加激勵量，當觸點切換電路時的線圈電壓(或電流)值，然后再增加線圈激勵量至額定值。釋放值是指對線圈突然降低激勵，當觸點切換電路時的線圈電壓(或電流)值。測試出這兩個值就可以測試出動作值及釋放值。(4)時間參數(shù)時間參數(shù)的測試是用示波器觀察繼電器觸點的狀態(tài)得出各參數(shù)的值。l)觸點動作時間:從施加輸入激勵規(guī)定值的瞬間起至動合觸點第一次閉合(或動斷觸點斷開)的瞬間止的時間間隔。2)觸點返回時間:從斷開輸入激勵規(guī)定值的瞬間起至動合觸點第一次斷開(或動斷觸點閉合)的瞬間止的時間間隔。3)觸點回跳時間:對于正在閉和(或斷開)其電路的觸點，從觸點第一次閉和(或斷開)的瞬間起至觸點電路最終閉和(或斷開)的瞬間止的時間間隔。4)穩(wěn)定動作時間:從施加輸入激勵規(guī)定值的瞬間起至動合觸點穩(wěn)定閉合(或動斷觸點穩(wěn)定斷開)的瞬間的時間間隔。5)穩(wěn)定返回時間:從斷開輸入激勵規(guī)定值的瞬間起至動合觸點穩(wěn)定斷開(或動斷觸點穩(wěn)定閉合)的瞬間的時間間隔。第三章 硬件電路設計硬件電路設計在應用設計中是非常關(guān)鍵的。硬件電路正確是軟件得以運行的平臺，是整個設計的基礎(chǔ)。在很大程度上硬件電路的設計決定著軟件的編寫，可靠的硬件電路設計是系統(tǒng)正常運行的重要保障。現(xiàn)在設計應用技術(shù)都采用的是模塊化的設計，我們設計的硬件電路主要是根據(jù)設計要求，把各個模塊合理的搭建起來，以構(gòu)成整個系統(tǒng)。直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)包括整流器、濾波器、直流穩(wěn)壓器和高頻濾波器等幾部分，常用的直流穩(wěn)壓電路如圖31所示。一般直流穩(wěn)壓電源用的整流器多為單項橋式整流，直流則常用電容濾波。圖31 中C1為平滑濾波電容，常選用幾百～幾千μF的瓷片電容，用以減輕整流橋輸出電壓的脈動。C2為高頻濾波電容，～，用于抑制浪涌的尖峰。作為直流穩(wěn)壓器件，現(xiàn)在常選用的就是三端穩(wěn)壓器78和79系列芯片，這類穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，負載穩(wěn)定度為15mV，具有過電流和輸出短路保護，可用于一般微機系統(tǒng)。三端穩(wěn)壓電源的輸出端常接兩個電容C3和C4，C3主要起負載匹配作用，常選用幾十～幾百μF的電解電容；C4為抗高頻干擾電容，～。31 直流穩(wěn)壓電源AT89C51是一個低功耗、高性能的含有4KB閃爍存儲器的8位CMOS單片機，與MCS—51的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。閃爍存儲器允許在線電擦除、電寫入或使用編程器對其重復編程。此外，89C51還支持由軟件選擇的2種掉電工作方式，非常適用于電池供電或其它要求低功耗的場合。 單片機各功能部件的運行都是以時鐘控制信號為基準，有條不紊地一拍一拍地工作。因此，時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時鐘電路設計有兩種方式，一種是內(nèi)部時鐘方式，需要在XTAL1和XTAL2兩端跨接石英晶體振蕩器（簡稱晶振）和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。微調(diào)電容的阻值一般取1030pF，對微調(diào)電容的值雖然沒有嚴格要求，但電容的大小影響起振的快速性、振蕩器的穩(wěn)定性和振蕩器頻率的高低。內(nèi)部時鐘方式的電路如圖32所示。另外一種是外部時鐘方式，外部時鐘方式是使用外部振蕩脈沖信號，常用于多片單片機同時工作，以便于多片單片機之間的同步。故此設計需用內(nèi)部時鐘方式。圖32 晶體振蕩管腳圖單片機執(zhí)行的指令均是在CPU控制器的時序控制電路的控制下進行的，各種時序均與時鐘周期有關(guān)。時鐘周期：單片機的基本單位。若時鐘晶振的振蕩頻率為f，則時鐘周期T=1/f；機器周期：CPU完成一個基本操作所需要的時間；指令周期：執(zhí)行一條指令所需要的時間。AT89C51的復位是由外部的復位電路來實現(xiàn)的。時鐘電路工作后，若在外部復位電路作用下，RST端口出現(xiàn)了2個機器周期（24個時鐘周期）以上的高電平，則可以使系統(tǒng)內(nèi)部復位。復位有兩種方式：按鍵復位和上電復位。本設計使用按鍵復位，如圖33所示：圖33 按鍵復位電路為了滿足節(jié)省能量的目的，AT89C51設計有空閑和掉電這兩種軟件控制的節(jié)電模式。（即PD）（即IDL）位即可完成這兩種工作模式。PD位用來控制掉電工作模式的，當PD=1時，掉電工作狀態(tài)被激活，AT89C51進入掉電工作模式。IDL位是用來控制空閑工作模式的，當IDL=1，空閑工作方式被激活，AT89C51進入睡眠狀態(tài)。如果PD=1的同時IDL=1，即需要一起進入兩種工作方式，掉電工作方式先被激活。表31 PCON：電源控制器及波特率選擇寄存器SMODPOFGF1GF0PDIDLSMOD——波特率倍增位GFGF0——用戶通用標記PD——掉電方式控制位，PD＝1時進入掉電模式IDL——空閑方式控制位，IDL=1時進入空閑方式當單片機進入掉電工作方式后，外部中斷還在不斷工作，其余CPU、振蕩器、串行口、定時器等全都停止工作。程序未涉及到的特殊功能寄存器和數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)都還保持著原來的數(shù)據(jù)。讓AT89C51進入休眠模式的程序?qū)⒊蔀樾菝咔皢纹瑱C執(zhí)行的最后一條程序。AT89C51處在休眠狀態(tài)時，可由硬件復位模式換醒，用此方法喚醒后程序?qū)念^開始執(zhí)行。另外外部中斷低電平或下降沿觸發(fā)中斷也都可以將其從休眠狀態(tài)換醒，用此方法將其喚醒后，程序?qū)脑瓉硗Ｖ沟牡胤嚼^續(xù)向下運行。當單片機進入空閑模式后，只有CPU處于休眠狀態(tài)，其余硬件都保持在激活狀態(tài)，程序未涉及到的特殊功寄存器和數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)在單片機空閑期間都還將保持著原來的數(shù)值。如果定時器的運行狀態(tài)沒有停止，則寄存器和計數(shù)器中的值還會增加。任一個中斷或硬件復位都可以將空閑模式下的單片機喚醒。如果用中斷來喚醒AT89C51，那么程序?qū)脑瓉硗Ｖ沟牡胤嚼^續(xù)向下運行。如果用硬件復位來喚醒AT89C51，程序?qū)念^開始執(zhí)行。AT89C51進入空閑模式需運行PCON=0x01；這條語句，在此前面需要運行程序AUXR=0xFF；表32 空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài)模式程序存儲器ALEP0P1P2P3空閑模式內(nèi)部11數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)空閑模式外部11浮空數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)掉電模式內(nèi)部00數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)掉電模式外部00浮空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)當CPU正在處理某事件的時候，外部發(fā)生的某一事件請求CPU迅速去處理，于是CPU暫時中止當前的工作，轉(zhuǎn)去處理所發(fā)生的事件。中斷服務處理完該事件后，再返回到原來被中止的地方繼續(xù)原來的工作，這樣的過程稱為中斷。實現(xiàn)中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)，又稱中斷機構(gòu)。89C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 34所示。圖34 89C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖89C51單片機有5個中斷源，分別為外部中斷0 INT0、外部中斷1 INT定時器0溢出中斷請求TF0、定時器1溢出中斷請求 TF1和串行中斷請求 RI或TI，四個用于中斷控制寄存器，分別為定時/計數(shù)器及外部中斷控制寄存器TCON（用六位）、串行口控制寄存器SCON（用兩位）、中斷允許控制寄存器IE及中斷優(yōu)先級控制寄存器IP。5個中斷源有兩個優(yōu)先級，每個中斷源可以由中