【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 點(diǎn)。圖21 系統(tǒng)組成框圖,由于繼電器常閉常開(kāi)觸點(diǎn)電阻很小,所以觸點(diǎn)上的壓降很小,故需通過(guò)運(yùn)放對(duì)電壓進(jìn)行放大,、J2接通時(shí),恒流源產(chǎn)生的電流流經(jīng)繼電器觸點(diǎn),在觸點(diǎn)上產(chǎn)生小的壓降,通過(guò)運(yùn)放放大的信號(hào)由A/D轉(zhuǎn)換器變換后輸送給單片機(jī)處理,電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換電路如圖22所示。圖22 測(cè)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(guò)的電流大小。在線圈的供電回路串聯(lián)一個(gè)分流電阻，通過(guò)測(cè)試分流電阻兩端的電壓間接測(cè)試線圈電流。(2)觸點(diǎn)接觸電阻觸點(diǎn)接觸電阻是指包括觸點(diǎn)輸出端在內(nèi)的(如觸點(diǎn)、觸點(diǎn)組、內(nèi)部連接導(dǎo)線、引出端子)整個(gè)回路的接觸電阻。測(cè)出觸點(diǎn)回路的電流和觸點(diǎn)兩端的電壓，利用伏安法可間接測(cè)出觸點(diǎn)接觸電阻。(3)動(dòng)作值及釋放值動(dòng)作值是指繼電器激勵(lì)為零，對(duì)線圈突然增加激勵(lì)量，當(dāng)觸點(diǎn)切換電路時(shí)的線圈電壓(或電流)值，然后再增加線圈激勵(lì)量至額定值。釋放值是指對(duì)線圈突然降低激勵(lì)，當(dāng)觸點(diǎn)切換電路時(shí)的線圈電壓(或電流)值。測(cè)試出這兩個(gè)值就可以測(cè)試出動(dòng)作值及釋放值。(4)時(shí)間參數(shù)時(shí)間參數(shù)的測(cè)試是用示波器觀察繼電器觸點(diǎn)的狀態(tài)得出各參數(shù)的值。l)觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)間:從施加輸入激勵(lì)規(guī)定值的瞬間起至動(dòng)合觸點(diǎn)第一次閉合(或動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi))的瞬間止的時(shí)間間隔。2)觸點(diǎn)返回時(shí)間:從斷開(kāi)輸入激勵(lì)規(guī)定值的瞬間起至動(dòng)合觸點(diǎn)第一次斷開(kāi)(或動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合)的瞬間止的時(shí)間間隔。3)觸點(diǎn)回跳時(shí)間:對(duì)于正在閉和(或斷開(kāi))其電路的觸點(diǎn)，從觸點(diǎn)第一次閉和(或斷開(kāi))的瞬間起至觸點(diǎn)電路最終閉和(或斷開(kāi))的瞬間止的時(shí)間間隔。4)穩(wěn)定動(dòng)作時(shí)間:從施加輸入激勵(lì)規(guī)定值的瞬間起至動(dòng)合觸點(diǎn)穩(wěn)定閉合(或動(dòng)斷觸點(diǎn)穩(wěn)定斷開(kāi))的瞬間的時(shí)間間隔。5)穩(wěn)定返回時(shí)間:從斷開(kāi)輸入激勵(lì)規(guī)定值的瞬間起至動(dòng)合觸點(diǎn)穩(wěn)定斷開(kāi)(或動(dòng)斷觸點(diǎn)穩(wěn)定閉合)的瞬間的時(shí)間間隔。第三章 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)在應(yīng)用設(shè)計(jì)中是非常關(guān)鍵的。硬件電路正確是軟件得以運(yùn)行的平臺(tái)，是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在很大程度上硬件電路的設(shè)計(jì)決定著軟件的編寫，可靠的硬件電路設(shè)計(jì)是系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要保障?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)都采用的是模塊化的設(shè)計(jì)，我們?cè)O(shè)計(jì)的硬件電路主要是根據(jù)設(shè)計(jì)要求，把各個(gè)模塊合理的搭建起來(lái)，以構(gòu)成整個(gè)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(xiàng)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(dòng)。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(jiǎn)單，使用方便，負(fù)載穩(wěn)定度為15mV，具有過(guò)電流和輸出短路保護(hù)，可用于一般微機(jī)系統(tǒng)。三端穩(wěn)壓電源的輸出端常接兩個(gè)電容C3和C4，C3主要起負(fù)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(gè)低功耗、高性能的含有4KB閃爍存儲(chǔ)器的8位CMOS單片機(jī)，與MCS—51的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。閃爍存儲(chǔ)器允許在線電擦除、電寫入或使用編程器對(duì)其重復(fù)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(chǎng)合。 單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)有兩種方式，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，需要在XTAL1和XTAL2兩端跨接石英晶體振蕩器（簡(jiǎn)稱晶振）和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。微調(diào)電容的阻值一般取1030pF，對(duì)微調(diào)電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)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(shí)鐘方式的電路如圖32所示。另外一種是外部時(shí)鐘方式，外部時(shí)鐘方式是使用外部振蕩脈沖信號(hào)，常用于多片單片機(jī)同時(shí)工作，以便于多片單片機(jī)之間的同步。故此設(shè)計(jì)需用內(nèi)部時(shí)鐘方式。圖32 晶體振蕩管腳圖單片機(jī)執(zhí)行的指令均是在CPU控制器的時(shí)序控制電路的控制下進(jìn)行的，各種時(shí)序均與時(shí)鐘周期有關(guān)。時(shí)鐘周期：?jiǎn)纹瑱C(jī)的基本單位。若時(shí)鐘晶振的振蕩頻率為f，則時(shí)鐘周期T=1/f；機(jī)器周期：CPU完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間；指令周期：執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。AT89C51的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。時(shí)鐘電路工作后，若在外部復(fù)位電路作用下，RST端口出現(xiàn)了2個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘周期）以上的高電平，則可以使系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)位。復(fù)位有兩種方式：按鍵復(fù)位和上電復(fù)位。本設(shè)計(jì)使用按鍵復(fù)位，如圖33所示：圖33 按鍵復(fù)位電路為了滿足節(jié)省能量的目的，AT89C51設(shè)計(jì)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(lái)控制掉電工作模式的，當(dāng)PD=1時(shí)，掉電工作狀態(tài)被激活，AT89C51進(jìn)入掉電工作模式。IDL位是用來(lái)控制空閑工作模式的，當(dāng)IDL=1，空閑工作方式被激活，AT89C51進(jìn)入睡眠狀態(tài)。如果PD=1的同時(shí)IDL=1，即需要一起進(jìn)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(biāo)記PD——掉電方式控制位，PD＝1時(shí)進(jìn)入掉電模式IDL——空閑方式控制位，IDL=1時(shí)進(jìn)入空閑方式當(dāng)單片機(jī)進(jìn)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(shí)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(chǔ)器中的數(shù)據(jù)都還保持著原來(lái)的數(shù)據(jù)。讓AT89C51進(jìn)入休眠模式的程序?qū)⒊蔀樾菝咔皢纹瑱C(jī)執(zhí)行的最后一條程序。AT89C51處在休眠狀態(tài)時(shí)，可由硬件復(fù)位模式換醒，用此方法喚醒后程序?qū)念^開(kāi)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?lái)停止的地方繼續(xù)向下運(yùn)行。當(dāng)單片機(jī)進(jìn)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(chǔ)器中的數(shù)據(jù)在單片機(jī)空閑期間都還將保持著原來(lái)的數(shù)值。如果定時(shí)器的運(yùn)行狀態(tài)沒(méi)有停止，則寄存器和計(jì)數(shù)器中的值還會(huì)增加。任一個(gè)中斷或硬件復(fù)位都可以將空閑模式下的單片機(jī)喚醒。如果用中斷來(lái)喚醒AT89C51，那么程序?qū)脑瓉?lái)停止的地方繼續(xù)向下運(yùn)行。如果用硬件復(fù)位來(lái)喚醒AT89C51，程序?qū)念^開(kāi)始執(zhí)行。AT89C51進(jìn)入空閑模式需運(yùn)行PCON=0x01；這條語(yǔ)句，在此前面需要運(yùn)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(chǔ)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(dāng)CPU正在處理某事件的時(shí)候，外部發(fā)生的某一事件請(qǐng)求CPU迅速去處理，于是CPU暫時(shí)中止當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理所發(fā)生的事件。中斷服務(wù)處理完該事件后，再返回到原來(lái)被中止的地方繼續(xù)原來(lái)的工作，這樣的過(guò)程稱為中斷。實(shí)現(xiàn)中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)，又稱中斷機(jī)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(jī)有5個(gè)中斷源，分別為外部中斷0 INT0、外部中斷1 INT定時(shí)器0溢出中斷請(qǐng)求TF0、定時(shí)器1溢出中斷請(qǐng)求 TF1和串行中斷請(qǐng)求 RI或TI，四個(gè)用于中斷控制寄存器，分別為定時(shí)/計(jì)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(jí)控制寄存器IP。5個(gè)中斷源有兩個(gè)優(yōu)先級(jí)，每個(gè)中斷源可以由中