【文章內(nèi)容簡介】 11（Vcc）：主電源輸入端。 13（GND）：地。 23～25（ADDA、ADDB、ADDC）：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路單片機與ADC0808接口設(shè)計如圖34所示圖34 單片機與ADC0808接口圖3 .3溫度傳感器傳感器的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 (1)傳感器按照其用途分類　　壓力敏和力敏傳感器 ；位置傳感器 ； 液位傳感器；能耗傳感器 ； 速度傳感器；加速度傳感器； 射線輻射傳感器； 熱敏傳感器。 4GHz雷達傳感器(2)傳感器按照其原理分類　　振動傳感器 濕敏傳感器 磁敏傳感器 氣敏傳感器 真空度傳感器 生物傳感器等。 (3)傳感器按照其輸出信號為標準分類　　模擬傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。 　　數(shù)字傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。 　　膺數(shù)字傳感器——將被測量的信號量轉(zhuǎn)換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。 　　開關(guān)傳感器——當(dāng)一個被測量的信號達到某個特定的閾值時，傳感器相應(yīng)地輸出一個設(shè)定的低電平或高電平信號。當(dāng)我們在做系統(tǒng)設(shè)計的時候，選用產(chǎn)品是一個重要組成部分。拿傳感器來說，一個好的產(chǎn)品，可以給后期工作帶來很多方便。傳感器種類很多，我們該怎么選擇呢？那些參數(shù)都是什么意思？一、根據(jù)測量對象和環(huán)境確定類型首先，認真分析測量工作，考慮采用哪種原理的傳感器進行測量，因為即使測量同一物理量，也可以通過不同的原理實現(xiàn)。其次就得考慮量程、體積（空間是否足夠）、安裝方式、信號類型（模擬還是數(shù)字信號）、測量方式（直接測量還是間接測量）等等。二、精度傳感器的精度等級關(guān)乎到整個系統(tǒng)精度，是一個非常重要的參數(shù)。一般，精度越高，價格越貴。所以我們選擇的時候，得從整體考慮，適合自己的才是最好的，不要一味追求所謂的高精度，除非在需要定量測量精確值的場合，我們才選用精度等級高些的傳感器。三、靈敏度的選擇靈敏度指輸出量的增量與相應(yīng)的輸入量增量之比。我們得正確認識該參數(shù)，它分為兩方面：在線性范圍內(nèi)，靈敏度高，輸出信號值比較大，這是優(yōu)點。靈敏度高，與測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入，在處理過程中，影響精度。四、線性范圍線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍，所以我們都希望線性范圍越寬越好，線性范圍越寬，量程就大，精度就高。但是任何傳感器的線性范圍都是相對的。我們只需要把測量量估算好，以便在線性范圍內(nèi)。五、頻率響應(yīng)特性在測量過程中，傳感器的輸出總有一定的延遲，跟實際值也有一定的差別。所以我們希望頻率響應(yīng)快一點，這樣延遲時間就短一點。但由于受到結(jié)構(gòu)等特性的影響，頻率也難以提高。六、穩(wěn)定性穩(wěn)定性指使用時間長了以后，其性能還能維持不變的能力。影響穩(wěn)定性的因素除自身原因外，主要是環(huán)境因素。因此，選用的傳感器要具有較強的環(huán)境適應(yīng)能力，適當(dāng)?shù)臅r候還得采取保護措施。通過溫度傳感器檢測當(dāng)前電爐的電壓值，經(jīng)過A|D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量再送入單片機進行處理，通過單片機的處理在LCD數(shù)碼管上顯示當(dāng)前溫度值。按鍵用來設(shè)定想要控制的溫度值的上下限，單片機在內(nèi)部通過比較設(shè)定的溫度和當(dāng)前的溫度，當(dāng)前溫度小于溫度下限時，電阻絲會加熱，當(dāng)溫度達到設(shè)定的上限值時，報警器報警，溫度開始下降，以保持在上下限之間。此次設(shè)計應(yīng)該選用熱電偶，熱電偶是工程上應(yīng)用最廣泛的溫度傳感器，它具有構(gòu)造簡單、使用方便、準確度高、穩(wěn)定性好、溫度測量范圍寬等特點，在溫度測量中占有很重要的地位。熱電偶的類型有多種，在測量高溫時通常使用的有鎳鉻一鎳硅(K型)、鉑銠一鉑(S型)、鎳鉻一銅鎳(E型)三種熱電偶，在本設(shè)計中選用的是鎳鉻一銅鎳E型熱電偶：溫度范圍：200—800℃，精度等級分兩級一級誤差177?！?，二級誤差177?！?；其特點是熱電勢大，熱電勢率高，靈敏度最高。故選擇這種熱電偶。3．4鍵盤和顯示電路的設(shè)計鍵盤和顯示電路實現(xiàn)了人機交互功能，通過鍵盤電路可以設(shè)置系統(tǒng)運行狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)，顯示電路可以顯示系統(tǒng)的運行狀態(tài)、設(shè)定溫度、實際溫度等。3．根據(jù)硬件連接方式的不同，鍵盤可以分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。獨立式鍵盤是指各按鍵相互獨立，每個按鍵分別與單片機的I／O口或外擴I／O芯片的一根輸入線相連，通常每根輸入線上按鍵的工作狀態(tài)不會影響其他輸入線的工作狀態(tài)，通過檢測輸入線的電平就可以很容易地判斷哪個按鍵被按下了。獨立式鍵盤電路配置靈活，軟件簡單，但在按鍵數(shù)較多時就會占用大量的輸入口線，該設(shè)計方法只適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。矩陣式鍵盤適用于按鍵數(shù)量多的場合，它通常由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上。單片機的鍵盤檢測通常有三種方式：查詢、中斷、定時掃描。查詢和中斷方式同普通的I／O傳送是一致的，定時掃描方式是利用單片機內(nèi)部定時器產(chǎn)生定時中斷，在中斷服務(wù)程序中對鍵盤進行掃描獲得鍵值。在本設(shè)計中采用的是獨立鍵組成的鍵盤，其電路圖如圖35所示，電路中共5個按鍵，包括設(shè)置鍵、4個溫度參數(shù)設(shè)置鍵。通過設(shè)置溫度鍵來進入調(diào)節(jié)狀態(tài)，進行溫度上限限值的調(diào)節(jié)，再按一下設(shè)置鍵，系統(tǒng)則進入工作狀態(tài)。電阻爐開始工作。圖35 鍵盤與單片機接口3．4．2顯示電路的設(shè)計在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有發(fā)光二極管顯示器（LED）和液晶顯示器（LCD）。由于LED不能實現(xiàn)溫度值及其單位“℃”的理想表示，并且LED連接占用較多的單片機I/O口，此外多位LED動態(tài)掃描占用CPU處理時間，因此本方案中選擇LCD1602串口顯示。1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊它有若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以他不能顯示圖形1602采用標準的16腳接口，其中： 第1腳：VSS為電源地 第2腳：VDD接5V電源正極 第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。 第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。 第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。 第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。 第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極。 圖36 顯示器與單片機接口聲光報警電路由單片機控制,輸出控制信號,一個蜂鳴器,一個三極管組成,如圖37所示:圖37 聲光報警電路蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復(fù)印機、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 ；蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標準用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。1．壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。 多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,~，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。 壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。 2．電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。 接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲（1）驅(qū)動設(shè)計由于這里要介紹兩種驅(qū)動方式的方法，所以在設(shè)計模塊系統(tǒng)中將兩種驅(qū)動方式做到一塊，即程序里邊不僅介紹了PWM 輸出口驅(qū)動蜂鳴器的方法，還要介紹I/O 口驅(qū)動蜂鳴器的方法。所以，我們將設(shè)計如下的一個系統(tǒng)來說明單片機對蜂鳴器的驅(qū)動：系統(tǒng)有兩個他激蜂鳴器，頻率都為2000Hz，一個由I/O 口進行控制，另一個由PWM 輸出口進行控制；系統(tǒng)還有兩個按鍵，一個按鍵為PORT 按鍵，I/O 口控制的蜂鳴器不鳴叫時按一次按鍵I/O 口控制的蜂鳴器鳴叫，再按一次停止鳴叫，另一個按鍵為PWM 按鍵，PWM 口控制的蜂鳴器不鳴叫時按一次按鍵PWM輸出口控制的蜂鳴器鳴叫，再按一次停止鳴叫。 （2）軟件設(shè)計方法 先分析一下蜂鳴器。所使用的蜂鳴器的工作頻率是2000Hz，也就是說蜂鳴器的驅(qū)動信號波形周期是500μs，由于是1/2duty 的信號，所以一個周期內(nèi)的高電平和低電平的時間寬度都為250μs。軟件設(shè)計上，我們將根據(jù)兩種驅(qū)動方式來進行說明。 a) PWM 輸出口直接驅(qū)動蜂鳴器方式 由于PWM 只控制固定頻率的蜂鳴器，所以可以在程序的系統(tǒng)初始化時就對PWM 的輸出波形進行設(shè)置。 首先根據(jù)SH69P43 的PWM 輸出的周期寬度是10 位數(shù)據(jù)來選擇PWM 時鐘。系統(tǒng)使用4MHz 的晶振作為主振蕩器，一個tosc ，若是將PWM 的時鐘設(shè)置為tosc 的話， 則蜂鳴器要求的波形周期500μs 的計數(shù)值為500μs/=（2000）10=（7D0）16，7D0H 為11 位的數(shù)據(jù)，而SH69P43 的PWM 輸出周期寬度只是10 位數(shù)據(jù)，所以選擇PWM 的時鐘為tosc 是不能實現(xiàn)蜂鳴器所要的驅(qū)動波形的。 這里我們將PWM 的時鐘設(shè)置為4tosc，這樣一個PWM 的時鐘周期就是1μs 了，由此可以算出500μs 對應(yīng)的計數(shù)值為500μs/1μs=（500）10=（1F4）16，即分別在周期寄存器的高2 位、中4 位和低4 位三個寄存器中填入F 和4，就完成了對輸出周期的設(shè)置。再來設(shè)置占空比寄存器，在PWM 輸出中占空比的實現(xiàn)是 通過設(shè)定一個周期內(nèi)電平的寬度來實現(xiàn)的。當(dāng)輸出模式選擇為普通模式時，占空比寄存器是用來設(shè)置高電平的寬度。250μs 的寬度計數(shù)值為250μs/1μs=（250）10=（0FA）16。只需要在占空比寄存器的高2 位、中4 位和低4 位中分別填入0、F 和A 就可以完成對占空比的設(shè)置了，設(shè)置占空比為1/2duty。 以后只需要打開PWM 輸出，PWM 輸出口自然就能輸出頻率為2000Hz、占空比為1/2duty 的方波。 b) I/O 口定時翻轉(zhuǎn)電平驅(qū)動蜂鳴器方式 使用I/O 口定時翻轉(zhuǎn)電平驅(qū)動蜂鳴器方式的設(shè)置比較簡單，只需要對波形分析一下。由于驅(qū)動的信號剛好為周期500μs，占空比為1/2duty 的方波，只需要每250μs 進行一次電平翻轉(zhuǎn)，就可以得到驅(qū)動蜂鳴器的方波信號。在程序上，可以使用TIMER0 來定時，將TIMER0 的預(yù)分頻設(shè)置為/1，選擇TIMER0 的始終為系統(tǒng)時鐘(主振蕩器時鐘/4)，在TIMER0 的載入/計數(shù)寄存器的高4 位和低4 位分別寫入00H 和06H，就能將TIMER0 的中斷設(shè)置為250μs。當(dāng)需要I/O 口驅(qū)動的