【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 出電壓 Vo=0，這是因共模電壓作用在 RG 的兩端不會(huì)產(chǎn)生電位差，從而 RG 上不存在共模分量對(duì)應(yīng)的電流，也就不會(huì)引起輸出 ,即使共模輸入電壓發(fā)生變化，也不會(huì)引起輸出 .因 此，測(cè)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(diào)參數(shù)及其漂移的影響。 然而，對(duì)高流共模電壓，一般接法的測(cè)量放大器不能完全抑制，在實(shí)際應(yīng)用中，常采用“驅(qū)動(dòng)屏蔽”技術(shù)來克服高流共模電壓的影響。 3． 5 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路是以為 ADC0809 為核心的 A/D 轉(zhuǎn)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(yè) 共 47 頁(yè) 在使用 ADC0809 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)注意以下問題： ADC0809 的零點(diǎn)無須調(diào)整。滿刻度調(diào)整時(shí)，先給輸入端加入電壓，使?jié)M刻度所對(duì)應(yīng)的電壓值是 m a x m inm a x 1 .5 256IN VVVV? ????? ???? 式中： VIN + — 實(shí)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(dāng)輸入電壓與 VIN + 值相當(dāng)時(shí)，調(diào)整 VREF 2 端電壓值使輸出碼為 FEH 或FFH。 參考電壓的調(diào)節(jié)。在使用 A/D 轉(zhuǎn)換器時(shí)，為保證其轉(zhuǎn)換精度，要求輸入電壓滿量程使用。如輸入電壓動(dòng)態(tài)范圍較小，則可調(diào)節(jié)參考電壓，以保證小信號(hào)輸入時(shí) ADC0809 芯片 8 位的轉(zhuǎn)換精度。 (式 314) 消毒柜 第 17 頁(yè) 共 47 頁(yè) 圖 數(shù) 模轉(zhuǎn)換電路 接地。模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中要特別注意到地線的正確連接，否則干擾很嚴(yán)重，以至影響轉(zhuǎn)換結(jié)果的準(zhǔn)確性。 A/D、 D/A 及取樣保持芯片上都提供了獨(dú)立的模擬地（ AGND）和數(shù)字地（ DGND）的引腳。在線路設(shè)計(jì)中，必須將所有的器件的模擬地和數(shù)字地分別連接，然后將模擬地與數(shù)字地僅在一點(diǎn)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(zhǔn)電壓基地端的接地參考點(diǎn)。 VREF 為基準(zhǔn)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的工作過程：采集數(shù)據(jù)時(shí)，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(shí)產(chǎn)生 CS,WR 低電平信號(hào)，啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換器工作， ADC0804 經(jīng) 100us 后將輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)存于輸出鎖存器，并在等待轉(zhuǎn)換結(jié)束后，通知微處理器可來取數(shù)。微處理器立即執(zhí)行輸入指令，以產(chǎn)生 CS， RD 低電平信號(hào)到 ADC0804 相應(yīng)引腳，將數(shù)據(jù)取出并存入存儲(chǔ)器中。整個(gè)數(shù)據(jù)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(shè)計(jì)在 AD 采樣部分電路設(shè)計(jì)沒有選用中斷 方式，因?yàn)樵诩訜嵫b置選取的部分，選用的為小功率加熱器，在一定時(shí)間內(nèi)溫度的變化不是很明顯。在本系統(tǒng)實(shí)時(shí)要求不是很高情況下，采用延時(shí)方式對(duì)系統(tǒng)執(zhí)行速度影響不大。 消毒柜 第 18 頁(yè) 共 47 頁(yè) 3． 6 溫度控制電路 圖 溫度控制電路 本設(shè)計(jì)采用的是單片機(jī)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(jí)三極管放大電路組成，第一級(jí)放大采 9014 三極管，其放大倍數(shù)可達(dá) 1000 以上，而第二級(jí)采用大功率的達(dá)林頓管 TIP122， 當(dāng) 腳輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，控制加熱器進(jìn)行加熱。 TIP122 是大功率三極管， 當(dāng) Vce=3V， Ic= 時(shí)，其放大倍數(shù)為Hfe=1000。其等效電路見圖 。 圖 TIP122 等效電路 消毒柜 第 19 頁(yè) 共 47 頁(yè) 表 2 TIP122 達(dá)林頓管額定工作參數(shù) 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(hào) 參數(shù) 參數(shù)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(chǔ)溫度 65～ 150 ℃ 消毒柜 第 20 頁(yè) 共 47 頁(yè) DIG0～ DIG7 和 SA～ SG 同時(shí)還分別是 64 鍵盤的列線和行線端口，完成對(duì)鍵盤的監(jiān)視 ， 譯碼和鍵 值 的識(shí)別。在 88 陣列中每個(gè)鍵的鍵碼是用十六進(jìn)制表示的，可用讀鍵盤數(shù)據(jù)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(hào)（低電平有效）。當(dāng)微處理器訪問 HD7279A（讀鍵號(hào)或?qū)懼噶睿r(shí)，應(yīng)將片選端置為低電平。 DATA 為串行數(shù)據(jù)端，當(dāng)向 HD7279A發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)， DATA 為輸入端；當(dāng) HD7279A 輸出鍵盤代碼時(shí)， DATA 為輸出端。CLK 為數(shù)據(jù)串行傳送的同步時(shí)鐘輸入端，時(shí)鐘的上升沿表示數(shù)據(jù)有效。 KEY 為按鍵信號(hào)輸出端，在無鍵按下時(shí)為高電平；而有鍵按下時(shí)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(fù)位端。該端 口 由低電平變成高電平并保持 25ms 即復(fù)位結(jié)束。通常，該端 口 接 +5V 即可。 DIG0～ DIG7 分別為 8 個(gè) LED 管的位驅(qū)動(dòng)輸出端。 SA～ SG分別為 LED數(shù)碼管的 A段 ～ G段的輸出端。 DP為小數(shù)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)輸出端。 HD7279A片內(nèi)具有驅(qū)動(dòng)電路，它可以直接驅(qū)動(dòng) 1 英 寸 及以下的 LED 數(shù)碼管，使外圍電路變得簡(jiǎn)單可靠。 AG 和 DP 為顯示數(shù)據(jù)，分別對(duì)應(yīng) 7 段 LED 數(shù)碼管的各段。當(dāng)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位為‘ 1’時(shí)，該段點(diǎn)亮，為‘ 0’時(shí)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(yè) 共 47 頁(yè) 圖 7279 鍵盤顯示模塊電路 消毒柜 第 22 頁(yè) 共 47 頁(yè) 第四章 系統(tǒng) 軟 件設(shè)計(jì) 4． 1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)原理 本程序中使用 T0 定時(shí)器啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 0809，用 T0 產(chǎn)生 100ms 的定時(shí)， f晶振 =6MHz ，記數(shù)脈沖周期： T=2us ，設(shè)定時(shí)初值為 X ，(2^16X)*2us=100ms,X=3CB0H,所以 TH0=3CH,TL0=0B0H。用 INT1 中斷處理，當(dāng) 0809 轉(zhuǎn)換完成后，從 P0 口讀數(shù)、再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)、送顯緩區(qū)、再根據(jù)鍵盤掃描的結(jié)果對(duì)溫度值進(jìn)行比較判斷，當(dāng)按下的鍵是加熱功能鍵時(shí)，系統(tǒng)要驅(qū)動(dòng)繼電器閉合，開始加熱，當(dāng)溫度到達(dá) 125 度時(shí)停止加熱，當(dāng)按下保溫鍵時(shí)，當(dāng)溫度低于 50 度時(shí)，繼 電器自動(dòng)閉合，開始加熱，當(dāng)溫度高于 70 度，停止加熱，當(dāng)按下停止鍵時(shí)；繼電器打開，一切動(dòng)作停止。通過在主程序里面設(shè)立標(biāo)志，中斷程序查詢標(biāo)志的方法實(shí)現(xiàn)溫度與按鍵的統(tǒng)一和“同步”，實(shí)時(shí)的控制繼電器的工作，以達(dá)到人們所要求達(dá)到的效果。 4． 2 主程序設(shè)計(jì) 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(nèi)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(yè) 共 47 頁(yè) 圖 主程序框圖 4． 3 中斷 服務(wù) 程序 設(shè) 計(jì) 中斷服務(wù)程序先保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)后，再完成溫度的采集與濾波， 和加熱器的控制，定時(shí)時(shí)間的控制，定時(shí)時(shí)間采用倒計(jì)時(shí)方式，使得定時(shí)時(shí)間易于控制。 中斷服務(wù)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(biāo)志，置消毒標(biāo)志，啟動(dòng)加熱器 清加熱標(biāo)志，置保溫標(biāo)志 清消毒、保溫標(biāo)志，關(guān)閉加熱器 Y N N N Y Y Y N 是校時(shí)鍵 否？ N 校正定時(shí)時(shí)間，并啟動(dòng)定時(shí)器 Y 消毒柜 第 24 頁(yè) 共 47 頁(yè) 圖 中斷服務(wù)程序流程框圖 4． 4 系統(tǒng) 子程序 設(shè)計(jì) 本軟設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)子程序的設(shè)計(jì)是整個(gè)程序設(shè)計(jì)的重中之重，子程序以模塊化的方式實(shí)現(xiàn)各個(gè)獨(dú)立功能，再通過主程序來調(diào)用功能子程序，使整個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)完整的功能。 定時(shí)中斷入口 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)， 定時(shí)器初值重裝， 中斷次數(shù)加 1 控制分和 秒的倒計(jì)時(shí) 溫度采樣，再濾波 調(diào)消毒子程序 倒計(jì)時(shí)是否已到？ 消毒標(biāo)志為 1 否？ 保溫標(biāo)志為 1 否？ 調(diào)保溫子程序 調(diào)停止子程序 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 返回 N N N Y Y Y 消毒柜 第 25 頁(yè) 共 47 頁(yè) 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(dòng) ADC0809 并延時(shí)后對(duì) 0 通道采樣，采樣十次后，將采樣值存放于以 50H 為首址的內(nèi)存單元中。采樣完成后，調(diào)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(zhǔn)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(gè)比較找出最大值與最小值并去掉，再將各個(gè)值移位到 50H~57H 中，再將 50H~57H 的 8 個(gè)采樣值相加，求平均值， 保存到 5AH 中，至此就得到了比較準(zhǔn)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(dòng) AD0809 的 0通道 找出 最大值 并去掉 找出 最小值 并去掉 9 個(gè)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(shù) R7=10 存放指針 R0=50 啟動(dòng)采樣，采樣值送 @R0 所指單元 R71=0？ R01→ R0 消毒柜 第 26 頁(yè) 共 47 頁(yè) 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(shí)，且要對(duì)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(shù) R7 初始化 置 CS 為低電平，并延時(shí) 50us 延時(shí) 8us，去除片選信號(hào)，修改 R0 和 R1 發(fā)顯示碼到 7279，并延時(shí) 25us @R0 單元內(nèi)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(yè) 共 47 頁(yè) 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(dòng)與關(guān)閉，對(duì)于執(zhí)行的消毒或保溫時(shí)，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(shí)，通過單片機(jī)控制，接通并啟動(dòng)加熱器開始加熱， 并接 通加熱指示燈， 若沒有定時(shí)限制則一直加熱到 125℃才停止加熱；執(zhí)行保溫功能時(shí)， 在 50℃以下單片機(jī)置 為低電平，接通加熱器，啟動(dòng)加熱，到 70℃時(shí)單片機(jī)置 為高電平，關(guān)閉加熱器，一直持續(xù)工作。若執(zhí)行消毒或保溫時(shí)已設(shè)定了定時(shí)的時(shí)間，則啟動(dòng)定時(shí)器，開始倒計(jì)時(shí)，當(dāng)時(shí)間為 00： 00 時(shí)，清除消毒、保溫標(biāo)志，關(guān)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(biāo)志為 1否？ 接通加熱器和加熱指示燈 溫度達(dá)到