【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電壓的累計(jì)是上下限電壓的差?！? 【2】因反向積分輸入電壓VB》Vx，RC很小，T2非常小?！　　　　　　　D15 VF變換型A/D轉(zhuǎn)換器工作波形　　　　　　　　 (2)定電荷復(fù)原型V/F轉(zhuǎn)換器 　　　基本結(jié)構(gòu):積分器,比較器,復(fù)位電路?！　∑渲袕?fù)位電路包括:定時(shí)器,模擬電子開(kāi)關(guān),恒流源?！　　￠_(kāi)始時(shí),S斷開(kāi),積分器僅對(duì)輸入Vx積分。?積分輸出Vo1=Ek時(shí),比較器負(fù)跳變,啟動(dòng)定時(shí)器產(chǎn)生脈寬為Tk的負(fù)脈沖。這個(gè)負(fù)脈沖?使電子開(kāi)關(guān)閉合。此時(shí),恒定電流也參與積分運(yùn)算。 在脈寬為Tk的負(fù)脈沖期間,由于恒電流為負(fù)且幅值大于被測(cè)電流,故迫使積分輸出作反向運(yùn)算。 Tk后電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi),積分運(yùn)算又進(jìn)入第二周期?！　　　D16 定電荷復(fù)原型VF變換型A/D轉(zhuǎn)換器框圖　　(3)雙積分VT型A/D轉(zhuǎn)換器　　　顧名思義，這種A/D轉(zhuǎn)換器的一次轉(zhuǎn)換周期需要進(jìn)行兩次積分運(yùn)算?！　? 第一次積分：稱定時(shí)積分。在約定的時(shí)間內(nèi)對(duì)輸入電壓Vx進(jìn)行反向積分；Vx越大，則積分輸出幅值也大?！　　　　　?　 　　　圖17 兩次積分運(yùn)算　　第二次積分：稱定量積分。對(duì)約定的基準(zhǔn)電壓VB進(jìn)行反向積分，這是繼第一次對(duì)Vx積分后作反向積分，則原積分輸出幅值越大，則本次積分時(shí)間也長(zhǎng)。　?第一次積分完成了對(duì)輸入電壓的幅值與極性的判斷。第二次積分完成了輸入電壓轉(zhuǎn)換為時(shí)間間隔：V—ΔT?！」ぷ髟? 　第一次積分運(yùn)算:積分器對(duì)輸入電壓進(jìn)行積分:　　　　　　令輸入電壓的平均值:　　　 　　　代入上式:　　　在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)t=T1,積分輸出正比于輸入電壓的平均值。　　第二次積分運(yùn)算:積分器對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行積分:　　若積分過(guò)零:　　　由此,第二次積分所需的時(shí)間:　　顯然,第二次積分所需的時(shí)間T2與輸入平均電壓呈正比。如果轉(zhuǎn)換器的時(shí)間長(zhǎng)短是由計(jì)數(shù)器穩(wěn)頻計(jì)數(shù)來(lái)確定的,那么有:　　　　　【1】轉(zhuǎn)換過(guò)程:　　預(yù)備階段:在外部發(fā)出一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，轉(zhuǎn)換器通過(guò)控制邏輯電路完成如下工作：計(jì)數(shù)器復(fù)位。積分電容電荷釋放。接通K1輸入通道?！　?】采樣階段:t=t1，開(kāi)始對(duì)輸入電壓進(jìn)行定時(shí)積分，打開(kāi)計(jì)數(shù)器閘門開(kāi)始計(jì)數(shù)。積分時(shí)間T1由計(jì)數(shù)器計(jì)滿溢出為限?！　　?】比較階段:斷開(kāi)K1接通K2或K3的基準(zhǔn)電壓輸入通道，要求積分運(yùn)算朝反方向變化?！　?】結(jié)束階段:比較積分同時(shí)計(jì)數(shù),直到積分輸出為零,計(jì)數(shù)器所計(jì)的數(shù)N2代表T2的大小?！」ぷ鞑ㄐ危骸　D18 雙積分A/D轉(zhuǎn)換器工作波形　　　以型號(hào)為MC14433的3位半雙積分A/D轉(zhuǎn)換器為例：　設(shè)采樣時(shí)間T1內(nèi)的計(jì)數(shù)脈沖數(shù)為2000，基準(zhǔn)電壓選2000mV?！　　∏矣校骸　∩鲜奖砻饔?jì)數(shù)脈沖N2可以直接表示以mV為單位的模擬輸入電壓?！‰p積分A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)：　【1】抗干擾能力強(qiáng)：　　　通常工頻干擾是環(huán)境最大的干擾源，并且會(huì)通過(guò)輸入迭加到真信號(hào)作積分運(yùn)算?！?令:工頻交流干擾電壓竄入輸入端:　　　 　　 其中:第一項(xiàng)為真實(shí)信號(hào),第二項(xiàng)為偽信號(hào),即干擾信號(hào)?！　　⊥ㄟ^(guò)采樣定時(shí)積分:　　　其中:第一項(xiàng)為真實(shí)信號(hào)的采樣積分,第二項(xiàng)為偽信號(hào)的積分,要求通過(guò)積分運(yùn)算消除掉。　　　要滿足條件:　　?。╪=1,2,3,4………）　　　?推導(dǎo)結(jié)果說(shuō)明:采樣時(shí)間T1若取工頻的整倍數(shù)時(shí)可以完全消除干擾影響。　　　【2】轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性好：　　參見(jiàn)定量積分運(yùn)算關(guān)系:　　　　　 上式表明:經(jīng)過(guò)兩次運(yùn)算,結(jié)果于積分常數(shù)RC似乎無(wú)關(guān)。那么只要在短時(shí)間內(nèi)積分電阻與積分電容保持穩(wěn)定,對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度不會(huì)帶來(lái)影響。同樣對(duì)時(shí)鐘的穩(wěn)定性要求也不高?！　　　『芍貍鞲衅麟娮臃Q控制系統(tǒng)的選擇　　　　　　在上世紀(jì)九十年代之前,單片機(jī)技術(shù)尚未普及。電子秤儀表僅發(fā)展到數(shù)字顯示，而自動(dòng)故障診斷、自動(dòng)調(diào)零、數(shù)字濾波、鍵盤操作、數(shù)字通訊等功能是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。自從INTEL公司推廣MCS51系列的單片機(jī)技術(shù)，在國(guó)內(nèi)掀起了一場(chǎng)儀表的革命。由于單片機(jī)的系統(tǒng)硬件大大濃縮，體積特別小，所以特別適用于儀表電路的構(gòu)成，增強(qiáng)了儀表的功能和提高了儀表的性能。　　　　　不同規(guī)格的電子秤,因用途不同,對(duì)單片機(jī)執(zhí)行的任務(wù)有一定的區(qū)別。小型商業(yè)電子秤的使用環(huán)境比較好,電源較穩(wěn)定,電磁干擾小。但是秤量小,為了便于移動(dòng),要求電消耗少。通常采用液晶、LED、熒光管作數(shù)字顯示器件。其中液晶顯示耗電少, LED、熒光管作數(shù)字顯示的亮度高, 耗電也明顯高多了。液晶顯示顯示的控制比較復(fù)雜,普通電路難以實(shí)現(xiàn),所以需要單片機(jī)來(lái)控制。電子秤需要把貨物的重量和相應(yīng)金額形式顯示給買方。除了需要運(yùn)算外，還要求能通過(guò)鍵盤輸入當(dāng)前商品的單價(jià)。沒(méi)有單片機(jī)要實(shí)現(xiàn)這些功能是十分困難的。大噸位電子秤除了具備小型電子秤的全部功能，還要考慮環(huán)境影響。如行車型門式電子秤中的電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)與制動(dòng)引起供電電源的波動(dòng)、電磁場(chǎng)強(qiáng)度大、風(fēng)力大、震動(dòng)強(qiáng)烈。穩(wěn)壓與抗干擾與濾波要求特別高，有時(shí)還要求隨時(shí)測(cè)量風(fēng)力、溫度變化等。另外還有防止超載的保護(hù)功能的設(shè)置等?？偠灾辛藛纹瑱C(jī)就可以通過(guò)程序設(shè)計(jì)解決了傳統(tǒng)電路無(wú)法很好解決的問(wèn)題?！　　　　∧壳霸跈z測(cè)顯示儀表中運(yùn)用最多的是MCS51系列的單片機(jī)型號(hào)為89C589C52，均為40引腳。近幾年來(lái)20引腳的89C2051單片機(jī)頗受研發(fā)人員歡迎。因?yàn)閷?duì)某些功能較簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)容量較少的儀表，使用89C2051單片機(jī)使整體尺寸更小?！　　　?9C51單片機(jī)的基本特性　　89C51單片機(jī)為40引腳的大規(guī)模集成電路，如圖所示。它具有3個(gè)8位I/O口，其中P0口為動(dòng)態(tài)性I/O口，通常用于以字節(jié)為單位的外部數(shù)據(jù)傳輸或作為低8位地址線。因?yàn)镻0口為動(dòng)態(tài)性I/O口，作為尋址線功能時(shí)必須由地址鎖存線ALE與其配合使用。P2口通常作為高8位地址線，與P0口組成16位地址線，與外部設(shè)備如程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和外部接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。P1口為靜態(tài)雙向I/O口，可以進(jìn)行位尋址，使用起來(lái)更靈活?！　　　　D19 89C51與89C2051的引腳圖　　　　　除了上述的數(shù)據(jù)口和地址線，89C51還具備高效率的控制端。如RXD，TXD為串行口，可以發(fā)送或接收脈沖序列，進(jìn)行串行傳遞數(shù)據(jù)或通訊。INT0，INT1為為外部中斷，低電平有效，當(dāng)外部申請(qǐng)中斷時(shí)，單片機(jī)便立刻響應(yīng)所約定的中斷服務(wù)的內(nèi)容。T0，T1為雙功能端口，關(guān)閉時(shí)作為內(nèi)部程序中的定時(shí)器，開(kāi)放時(shí)作為接收外部事件的計(jì)數(shù)器。WR為數(shù)據(jù)輸出控制信號(hào)，RD為數(shù)據(jù)輸出控制信號(hào)，低電平有效。這8根控制線也可以組成P3口，其功能與P1口相同?！　　?9C51單片機(jī)的內(nèi)部資源有限，程序存儲(chǔ)器的容量為4K字節(jié)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量為128個(gè)字節(jié)。如果存儲(chǔ)不能滿足儀表的需求，可以通過(guò)P0口、P2口進(jìn)行擴(kuò)展，由ALE和PSEN控制線配合，利用外部存儲(chǔ)器可以擴(kuò)展使用范圍大大增加。最大可以獲得64K字節(jié)程序存儲(chǔ)器和64K字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。若需要擴(kuò)展時(shí)，EA應(yīng)處于低電平，長(zhǎng)過(guò)I/O口；若不