【文章內(nèi)容簡介】 計（論文） 7 位又分按鍵脈沖復位和按鍵電平復位。電平復位將復位端通過電阻與 Vcc相連，按鍵脈沖復位是利用 RC分電路產(chǎn)生正脈沖來達到復位的。 C1 0R2V C CS2.. .. 圖 復位電路原理圖 時鐘電路設(shè)計 單片機內(nèi)部有一個高增益反向放大器，輸入端為芯片引腳 ，輸出端為引腳 。而在芯片外部 和 之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。晶體震蕩頻率高，則系統(tǒng)的時鐘頻率也高，單片機運行速度也就快，但反過來 運行速度快對存儲器的速度要求就高，對印制電路板的工藝要求也高，所以，這里使用震蕩頻率為 12MHz的石英晶體。震蕩電路產(chǎn)生的震蕩脈沖并不直接是使用，而是經(jīng)分頻后再為系統(tǒng)所用，震蕩脈沖經(jīng)過二分頻后才作為系統(tǒng)的時鐘信號。在設(shè)計電路板時，振蕩器和電容應(yīng)盡量靠近單片機，以避免干擾。需要注意的是：電路板時，振蕩器和電容應(yīng)盡量安裝得與單片機靠近，以減小寄生電容的存在更好的保障振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作電路圖如圖所示 。 C71 2M H zC63 0p FC53 0p FV C CX1X2.. .. 圖 時鐘電路原理圖 本科生課程設(shè)計（論文） 8 電源電路設(shè)計 控制系統(tǒng)主控制部分電源需要用 5V直流電源供電，其電路如圖 310所示，把頻率為 50Hz、有效值為 220V的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的 5V直流電壓。其主要原理是把單相交流電經(jīng) 過電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流。 由于輸入電壓為電網(wǎng)電壓，一般情況下所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器的作用顯現(xiàn)出來起到降壓作用。降壓后還是交流電壓，所以需要整流電路把交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。由于經(jīng)整流電路整流后的電壓含有較大的交流分量，會影響到負載電路的正常工作。需通過低通濾波電路濾波，使輸出電壓平滑。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直流電壓基 本不受電網(wǎng)電壓波動和負載電阻變化的影響，從而獲得穩(wěn)定性足夠高的直流電壓。電路使用集成穩(wěn)壓芯片 LM7805解決了電源穩(wěn)壓問題。 圖 電源電路圖 CPU 最小系統(tǒng)圖 89C51單片機為 40引腳雙列直插芯片 ,有四個 I/O口（ P0、 P P P3）， 89C51單片機共有 4個 8位的 I/O口（ P0、 P P P3），每一條 I/O線都能獨立地作為輸出或輸入。 單片機的最小系統(tǒng) 電路原理圖 如圖 32所示， 18引腳和 19引腳接時鐘電路，D1 D2D3 D4T1C1220uFC20. 1uFC30. 1uFC4220uFV i n1GND2+537805220A C.... 本科生課程設(shè)計（論文） 9 XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的 輸入，XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出。第 9引腳為復位輸入端，接上電容，電阻及開關(guān)后能夠形成上電復位電路。 P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R S T9R X D / P 3. 010T X D / P 3. 111IN T R 0 /P 3 .212IN T R 1 /P 3 .313T IM E R 0 / P 3 . 414T IM E R 1 / P 3 . 515W R /P 3. 616R D / P 3 .717X T A L 218X T A L 119EA31A L E30P S E N29P 0. 0(A D 0 )39P 0. 1(A D 1 )38P 0. 2(A D 2 )37P 0. 3(A D 3 )36P 0. 4(A D 4 )35P 0. 5(A D 5 )34P 0. 6(A D 6 )33P 0. 7(A D 7 )32P 2. 0(A 8)21P 2. 1(A 9)22P 2. 2(A 10 )23P 2. 3(A 11 )24P 2. 4(A 12 )25P 2. 5(A 13 )26P 2. 6(A 14 )27P 2. 7(A 15 )288 9c 51C 1 0R2V C CS2C71 2M H zC53 0p FC63 0p FV C C.. .. 圖 最小系統(tǒng)圖 本科生課程設(shè)計（論文） 10 第 3章 89C51 輸入輸出接口電路 設(shè)計 溫度 傳感器的選擇 本課設(shè)要求測量的溫度范圍是 0~300℃， PT100 熱電阻的測溫范圍是200~800℃，滿足設(shè)計要求。雖然 K 型熱電偶也可以滿足設(shè)計要求，但是在低溫時一般常用 PT100，因為它在低溫時精度較高，運行速度較快。 PT100 溫度傳感器為正溫度系數(shù)熱電阻傳感器，主 要技術(shù)參數(shù)如下： ① 測量范圍： 200℃～ +850℃； ② 允許偏差值 ? ℃： A 級 ? ? 5 02 t?? ， B 級 ? ? 0 05 t?? ； ③ 響應(yīng)時間＜ 30s； ④ 最小置入深度：熱電阻的最小置入深度≥ 200mm； ⑤ 允通電流≤ 5mA。 另外， PT100 溫度傳感器還具有抗振動、穩(wěn)定性好、準確度高、耐高壓等優(yōu)點。 鉑熱電阻的線性較好，在 0～ 100 攝氏度之間變化時，最大非線性偏差小于 攝氏度。 鉑熱電阻阻值與溫度關(guān)系為： ① 200℃＜ t＜ 0℃時， ? ?231 0 0 1 * 1 0 0RtR A t B t Ct t??? ? ? ? ? ???； ② 0℃≤ t≤ 850℃時， ? ?21 0 0 1RtR A t B t? ? ? ?； 式中， A=； B=； C=?？梢?PT100在常溫 0～ 100 攝氏度之間變化時線性度非常好，其阻值表達式可近似簡化為：? ?100 1RtR At? ? ?，當溫度變化 1℃， PT100 阻值近似變化 ? 。 溫度 檢測接口電路設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換器選擇 本設(shè)計要求溫度在 0~300范圍內(nèi)，要是選用 8位分辨率的 A/D 轉(zhuǎn)換器不能滿足要求，所以必須選擇 12位分辨率的 A/D 轉(zhuǎn)換器。 12位分辨率的 A/D 轉(zhuǎn)換器中最常使用的就是由美國美信公司生產(chǎn)的 MAX197. 它是可程控多量程 8通道 12位多路復用 A/ D 轉(zhuǎn)換集成電路 ,具有 5MHz 的跟蹤 /保持帶寬、 100kS/ s 的采樣速率、可編程控制的內(nèi) /外部時鐘與采樣模式、 8 + 4位并行接口、三種電源關(guān)閉模式 (包括 本科生課程設(shè)計（論文） 11 一種硬觸發(fā)關(guān)閉和兩種可編程式軟關(guān)閉 )。 MAX197用標準微處理器接口 ,通過讀寫三態(tài)數(shù)據(jù) I/ O 端口可以控制對數(shù)據(jù)總線的訪問與釋放。 圖 MAX197 引腳圖 MAX197 的引腳功能： 1 CLK 時鐘輸入。在內(nèi)部時鐘模式下 ,從該引腳接 一 100pF 的電容可獲得 1. 56MHz 內(nèi)部時鐘 2 CS 片選 ,低電平有效 3 WR 當 CS 為低電平時 ,在內(nèi)部時鐘模式下 ,WR 的上升沿將鎖存設(shè)置并開始一個自動采集和轉(zhuǎn)換周期 ,在外部時鐘模式下 ,WR 處的第一個上升沿開始采集 ,第二個上升沿結(jié)束采集并進入轉(zhuǎn)換周期 4 RD 當 CS 低電平時 ,RD 上的下降沿使數(shù)據(jù)處于數(shù)據(jù)總線上可被讀取 5 HBEN 用于 12 位轉(zhuǎn)換結(jié)果的多路復用。當 HBEN 為低電平時可讀取結(jié)果的高 4 位 ,當為高電平時 ,可讀取結(jié)果的低 8位 6 SHDN 設(shè)置電源關(guān)閉模式 7 14 D0 D11 三態(tài)數(shù)字 I/ O 端口 15 AGND 模擬信號地 16 23 CH0 CH7 模擬信號輸入通道 24 INT 當轉(zhuǎn)換結(jié)束且數(shù)據(jù)可被訪問時為低電平 25 REFADJ 帶寬基準電壓調(diào)整引腳。當 REF 引腳使用外部基準電壓時直接接 VDD , 否則旁 本科生課程設(shè)計（論文） 12 路一 0. 01 μF 的電容 26 REF 基準緩存輸出和緩存輸入引腳。在用內(nèi)部基準電壓時 ,基準緩存輸出一 4. 096V 的名義電壓 ,并可通過 REFADJ 引腳調(diào)整。在用外部基準電壓時 ,則通過 REFADJ 直接接 VDD 使基準緩存無效 27 VDD + 5V 電源 28 DGND 數(shù)字信號地 模擬量檢測接口電路圖 熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。通常將其放在電橋的橋臂上，溫度變化時，熱電阻兩端的電壓信號被送到儀器放大器 LM741 的輸入端，經(jīng)過儀器放大器放大后的電壓輸出送給MAX197A/D 轉(zhuǎn)換芯片，從而把熱電阻的阻值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。電路原理圖如圖 所示。 R12KR22KR 1 11 20 KR31 0K R41 0KR51 1. 5 KR P 21 0KR P 11 0KR T 1P T 1 0 032184L M 7 41V C C+5GNDGND5D 0 / D 814C L K1R E F26D