【文章內容簡介】 出電壓 Vo=0，這是因共模電壓作用在 RG 的兩端不會產生電位差，從而 RG 上不存在共模分量對應的電流，也就不會引起輸出 ,即使共模輸入電壓發(fā)生變化，也不會引起輸出 .因 此，測量放大器具有很高的共模抑制能力，通常選取 R1=R2，其目的是為了抵消 A1 和 A2 本身共模抑制比不等造成的誤差和克服失調參數及其漂移的影響。 然而，對高流共模電壓，一般接法的測量放大器不能完全抑制，在實際應用中，常采用“驅動屏蔽”技術來克服高流共模電壓的影響。 3． 5 數模轉換電路 數模轉換電路是以為 ADC0809 為核心的 A/D 轉換電路，如圖 所示 453457676 )]1([ RRVRRRR RVV O ????)())()(21())(( 6345214513645 VVRRVVRRR RVVRRV GO ?????????45632 RRVV VA Of ????45121 )21( RRRRVV VAGOf ?????)21( 1Gf RRA ???(式 312) (式 313) (式 314) (式 315) (式 313) 消毒柜 第 16 頁 共 47 頁 在使用 ADC0809 進行模數轉換時，應注意以下問題： ADC0809 的零點無須調整。滿刻度調整時，先給輸入端加入電壓，使?jié)M刻度所對應的電壓值是 m a x m inm a x 1 .5 256IN VVVV? ????? ???? 式中： VIN + — 實際輸入電壓值； Vmax — 輸入電壓的最大值； Vmin — 輸入電壓的最小值； 當輸入電壓與 VIN + 值相當時，調整 VREF 2 端電壓值使輸出碼為 FEH 或FFH。 參考電壓的調節(jié)。在使用 A/D 轉換器時，為保證其轉換精度，要求輸入電壓滿量程使用。如輸入電壓動態(tài)范圍較小，則可調節(jié)參考電壓，以保證小信號輸入時 ADC0809 芯片 8 位的轉換精度。 (式 314) 消毒柜 第 17 頁 共 47 頁 圖 數 模轉換電路 接地。模數、數模轉換電路中要特別注意到地線的正確連接，否則干擾很嚴重，以至影響轉換結果的準確性。 A/D、 D/A 及取樣保持芯片上都提供了獨立的模擬地（ AGND）和數字地（ DGND）的引腳。在線路設計中，必須將所有的器件的模擬地和數字地分別連接，然后將模擬地與數字地僅在一點上相連 其中： Vin(+)為模擬電壓輸入端； AGND 為模擬地，作為輸入模擬電 壓和基準電壓基地端的接地參考點。 VREF 為基準電壓輸入端，接 MC1403提供穩(wěn)定的參考電壓。 WR 和 RD 接 89C51 的讀寫端。在執(zhí)行程 序查詢ADC0804 在數據采集系統(tǒng)中的工作過程：采集數據時，首先微處理器執(zhí)行一條傳送指令，在該指令執(zhí)行過程中，微處理器在控制總線的同時產生 CS,WR 低電平信號，啟動 A/D 轉換器工作， ADC0804 經 100us 后將輸入模擬信號轉換為數字信號存于輸出鎖存器，并在等待轉換結束后，通知微處理器可來取數。微處理器立即執(zhí)行輸入指令，以產生 CS， RD 低電平信號到 ADC0804 相應引腳，將數據取出并存入存儲器中。整個數據采集過程中，由微處理器有序的執(zhí)行若干指令完成。 本次設計在 AD 采樣部分電路設計沒有選用中斷 方式，因為在加熱裝置選取的部分，選用的為小功率加熱器，在一定時間內溫度的變化不是很明顯。在本系統(tǒng)實時要求不是很高情況下，采用延時方式對系統(tǒng)執(zhí)行速度影響不大。 消毒柜 第 18 頁 共 47 頁 3． 6 溫度控制電路 圖 溫度控制電路 本設計采用的是單片機通過利用 PWM 波來控制加熱的溫控電路， 其電路圖如圖 所示， 由兩級三極管放大電路組成，第一級放大采 9014 三極管，其放大倍數可達 1000 以上，而第二級采用大功率的達林頓管 TIP122， 當 腳輸出低電平時，三極管導通，控制加熱器進行加熱。 TIP122 是大功率三極管， 當 Vce=3V， Ic= 時，其放大倍數為Hfe=1000。其等效電路見圖 。 圖 TIP122 等效電路 消毒柜 第 19 頁 共 47 頁 表 2 TIP122 達林頓管額定工作參數 3． 7 顯示 模塊 HD7279A 是一種管理鍵盤和 LED 顯示器的專用智能控制芯片。 HD7279A的管腳圖如圖 所示 圖 HD7279A 的管腳圖 符號 參數 參數值 單位 Vcbo 集電極 基極電壓 100 V Vceo 集電極 射極電壓 100 V Vebo 射極 基極電壓 5 V Ic 集電極電流（直流狀態(tài)下） 5 A cp 集電極電流（脈沖狀態(tài)下） 8 A Ib 基極電流（直流狀態(tài)下） 120 mA Pc 集電極功耗（ Ta=25℃ ） 2 W 集電極功耗（ Tc=25℃ ） 65 W Tj 工作溫度 150 ℃ Tstg 存儲溫度 65～ 150 ℃ 消毒柜 第 20 頁 共 47 頁 DIG0～ DIG7 和 SA～ SG 同時還分別是 64 鍵盤的列線和行線端口，完成對鍵盤的監(jiān)視 ， 譯碼和鍵 值 的識別。在 88 陣列中每個鍵的鍵碼是用十六進制表示的，可用讀鍵盤數據指令讀出，其范圍是 00H～ 3FH。 HD7279 與微處理器僅需4 條接口線，其中 CS 為片選信號（低電平有效）。當微處理器訪問 HD7279A（讀鍵號或寫指令）時，應將片選端置為低電平。 DATA 為串行數據端，當向 HD7279A發(fā)送數據時， DATA 為輸入端；當 HD7279A 輸出鍵盤代碼時， DATA 為輸出端。CLK 為數據串行傳送的同步時鐘輸入端，時鐘的上升沿表示數據有效。 KEY 為按鍵信號輸出端，在無鍵按下時為高電平；而有鍵按下時此引腳變?yōu)榈碗娖讲⑶乙恢北３值芥I釋放為止 。 RC 引腳用于連接 HD7279A 的外接振蕩元件，其典型值 R=,C=15pF。RESET 為復位端。該端 口 由低電平變成高電平并保持 25ms 即復位結束。通常，該端 口 接 +5V 即可。 DIG0～ DIG7 分別為 8 個 LED 管的位驅動輸出端。 SA～ SG分別為 LED數碼管的 A段 ～ G段的輸出端。 DP為小數點的驅動輸出端。 HD7279A片內具有驅動電路，它可以直接驅動 1 英 寸 及以下的 LED 數碼管，使外圍電路變得簡單可靠。 AG 和 DP 為顯示數據，分別對應 7 段 LED 數碼管的各段。當對應的數據位為‘ 1’時，該段點亮，為‘ 0’時則不亮。此指令靈活，通過造字形表 ，可以顯示用戶所需的字符。字形碼表如表 3 所示： 表 3 7279 字形表 顯示字符 顯示碼 顯示字符 顯示碼 0 7EH 8 7FH 1 30H 9 7BH 2 6DH g 5FH 3 79H o 1DH 4 33H d 3DH 5 5BH p 67H 6 5FH L 16H 7 70H 熄滅碼 00H HD7279 鍵盤顯示模塊電路 如 圖 所示 ： 消毒柜 第 21 頁 共 47 頁 圖 7279 鍵盤顯示模塊電路 消毒柜 第 22 頁 共 47 頁 第四章 系統(tǒng) 軟 件設計 4． 1 系統(tǒng)軟件設計原理 本程序中使用 T0 定時器啟動 A/D 轉換 0809，用 T0 產生 100ms 的定時， f晶振 =6MHz ，記數脈沖周期： T=2us ，設定時初值為 X ，(2^16X)*2us=100ms,X=3CB0H,所以 TH0=3CH,TL0=0B0H。用 INT1 中斷處理，當 0809 轉換完成后，從 P0 口讀數、再轉換成十進制數、送顯緩區(qū)、再根據鍵盤掃描的結果對溫度值進行比較判斷，當按下的鍵是加熱功能鍵時，系統(tǒng)要驅動繼電器閉合，開始加熱，當溫度到達 125 度時停止加熱，當按下保溫鍵時，當溫度低于 50 度時，繼 電器自動閉合，開始加熱，當溫度高于 70 度，停止加熱，當按下停止鍵時；繼電器打開，一切動作停止。通過在主程序里面設立標志，中斷程序查詢標志的方法實現(xiàn)溫度與按鍵的統(tǒng)一和“同步”，實時的控制繼電器的工作，以達到人們所要求達到的效果。 4． 2 主程序設計 主程序主要完成初始化、顯示處理、 送 7279 顯示、 鍵盤掃描以及鍵處理等功能，其中初始化又涉及 內存單元，顯緩區(qū)，堆棧，及各寄存器的初始化，其流程框圖見圖 消毒柜 第 23 頁 共 47 頁 圖 主程序框圖 4． 3 中斷 服務 程序 設 計 中斷服務程序先保護現(xiàn)場后，再完成溫度的采集與濾波， 和加熱器的控制，定時時間的控制，定時時間采用倒計時方式，使得定時時間易于控制。 中斷服務程序流程框圖如圖 所示 有鍵按下否？ 是加熱鍵 否？ 是消毒鍵 否？ 是停止鍵 否？ 開始 初始化 顯示處理 顯示 鍵盤掃描 清保溫標志，置消毒標志，啟動加熱器 清加熱標志，置保溫標志 清消毒、保溫標志，關閉加熱器 Y N N N Y Y Y N 是校時鍵 否？ N 校正定時時間，并啟動定時器 Y 消毒柜 第 24 頁 共 47 頁 圖 中斷服務程序流程框圖 4． 4 系統(tǒng) 子程序 設計 本軟設計中，系統(tǒng)子程序的設計是整個程序設計的重中之重，子程序以模塊化的方式實現(xiàn)各個獨立功能，再通過主程序來調用功能子程序，使整個程序實現(xiàn)完整的功能。 定時中斷入口 保護現(xiàn)場， 定時器初值重裝， 中斷次數加 1 控制分和 秒的倒計時 溫度采樣，再濾波 調消毒子程序 倒計時是否已到？ 消毒標志為 1 否？ 保溫標志為 1 否？ 調保溫子程序 調停止子程序 恢復現(xiàn)場 返回 N N N Y Y Y 消毒柜 第 25 頁 共 47 頁 4． 4． 1 溫度采樣及 濾波子程序 溫度采樣及濾波子程序是先啟動 ADC0809 并延時后對 0 通道采樣，采樣十次后，將采樣值存放于以 50H 為首址的內存單元中。采樣完成后，調用濾波子程序，先去最大值，去最小值，再求平均值，從而得到比較準確的采樣值。 其流程框圖如圖 所示 圖 采樣濾波子程序流程框圖 在濾波程序中，通過 利用冒泡法，逐個比較找出最大值與最小值并去掉，再將各個值移位到 50H~57H 中，再將 50H~57H 的 8 個采樣值相加，求平均值， 保存到 5AH 中，至此就得到了比較準確，消除了干擾后的穩(wěn)定的溫度采樣值。 采樣濾波程序入口 啟動 AD0809 的 0通道 找出 最大值 并去掉 找出 最小值 并去掉 9 個采樣值 求 和后再求 平均值 平均值保存至 5AH中 返回 采樣次數 R7=10 存放指針 R0=50 啟動采樣，采樣值送 @R0 所指單元 R71=0？ R01→ R0 消毒柜 第 26 頁 共 47 頁 4． 4． 2 顯示處 理子程序 顯示處理主要完成將要顯示的字符查表得到其字形碼后送到 7279 顯示模塊顯示出來。 7279 采用串行接口，每發(fā)送一位都要延時，且要對其初始化后才可能正確地顯示。 顯示處理子程序流程框圖如圖 所示 圖 顯示處理子程序流程框圖 顯示程序入口 顯緩指針 R0、顯示碼 R循環(huán)次數 R7 初始化 置 CS 為低電平，并延時 50us 延時 8us，去除片選信號，修改 R0 和 R1 發(fā)顯示碼到 7279，并延時 25us @R0 單元內容查表，將得到的字形碼發(fā)送至 7279 R71=0？ 返回 Y N 消毒柜 第 27 頁 共 47 頁 4． 4． 3 加熱控制子程序 加熱控制主要是控制加熱器的啟動與關閉，對于執(zhí)行的消毒或保溫時，采取不同的控制 ，其流程框圖如圖 所示。 系統(tǒng)的工作流程是：執(zhí)行消毒功能時，通過單片機控制，接通并啟動加熱器開始加熱， 并接 通加熱指示燈， 若沒有定時限制則一直加熱到 125℃才停止加熱；執(zhí)行保溫功能時， 在 50℃以下單片機置 為低電平，接通加熱器，啟動加熱，到 70℃時單片機置 為高電平，關閉加熱器，一直持續(xù)工作。若執(zhí)行消毒或保溫時已設定了定時的時間，則啟動定時器，開始倒計時，當時間為 00： 00 時，清除消毒、保溫標志，關閉加熱器。 圖 加熱控制子程序流程框圖 加熱控制入口 消毒標志為 1否？ 接通加熱器和加熱指示燈 溫度達到