【文章內(nèi)容簡介】 電源輸入端。[2].Pin2()——數(shù)據(jù)模式選擇端，通過此引腳可選擇數(shù)據(jù)縱線是12位或8位輸出。[3].Pin3()——片選端。[4].Pin4(A0)——字節(jié)地址短周期控制端。與端用來控制啟動轉(zhuǎn)換的方式和數(shù)據(jù)輸出格式。須注意的是，端TTL電平不能直接+5V或0V連接。[5].Pin5()——讀轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)控制端。[6].Pin6(CE)——使能端。[7].Pin7(V+)——正電源輸入端，輸入+15V電源。 [8].Pin8(REF OUT)——10V基準(zhǔn)電源電壓輸出端。[9].Pin9(AGND)——模擬地端。[10].Pin10(REF IN)——基準(zhǔn)電源電壓輸入端。[11].Pin(V)——負(fù)電源輸入端，輸入15V電源。[12].Pin1(V+)——正電源輸入端，輸入+15V電源。[13].Pin13(10V IN)——10V量程模擬電壓輸入端。[14].Pin14(20V IN)——20V量程模擬電壓輸入端。[15].Pin15(DGND)——數(shù)字地端。 [16].Pin16—Pin27(DB0—DB11)——12條數(shù)據(jù)總線。通過這12條數(shù)據(jù)總線向外輸出A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。[17].Pin28(STS)——工作狀態(tài)指示信號端，當(dāng)STS=1時，表示轉(zhuǎn)換器正處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)，當(dāng)STS=0時，聲明A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，通過此信號可以判別A/D轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)，作為單片機的中斷或查詢信號之用。現(xiàn)在我們來討論AD574A的CE、和A0對其工作狀態(tài)的控制過程。在CE==0同時滿足時，AD574A才會正常工作，在AD574處于工作狀態(tài)時，當(dāng)=0時A/D轉(zhuǎn)換，當(dāng)=1是進(jìn)行數(shù)據(jù)讀出。和A0端用來控制啟動轉(zhuǎn)換的方式和數(shù)據(jù)輸出格式。A00時，啟動的是按完整12位數(shù)據(jù)方式進(jìn)行的。當(dāng)A0=1時，按8位A/D轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行。當(dāng)=1，也即當(dāng)AD574A處于數(shù)據(jù)狀態(tài)時，A0和控制數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)的格式。當(dāng)=1時，數(shù)據(jù)以12位并行輸出，當(dāng)=0時，數(shù)據(jù)以8位分兩次輸出。而當(dāng)A0=0時，輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的高8位，A0=1時輸出A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的低4位，這四位占一個字節(jié)的高半字節(jié)，低半字節(jié)補零。AD574A的工作模式：以上我們所述的是AD574A的全控狀態(tài)，如果需AD574A工作于單一模式，只需將CE、端接至+5V電源端，和A0接至0V，僅用端來控制A/D轉(zhuǎn)換的啟動和數(shù)據(jù)輸出。當(dāng)=0時，啟動A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)25us后STS=1，表明A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，此時將置1，即可從數(shù)據(jù)端讀取數(shù)據(jù)。AD574A控制端標(biāo)志意義CEA0工作狀態(tài)0XXXX禁止x1XXX禁止100X0啟動12位轉(zhuǎn)換100X1啟動8位轉(zhuǎn)換101接+5VX12位并行輸出有效101接0V0高8位并行輸出有效101接0V1低4位并行輸出有效A/D轉(zhuǎn)換器與8031的接口電路如圖 346所示。 采樣保持采樣保持器又稱為采樣保持放大器（SHA），它是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的基本部件之一。采樣保持器的作用是：在采樣期間，其輸出能跟隨輸入的變化而變化；而在保持狀態(tài)，能使其輸出值保持不變。如圖 342 采樣/保持原理，在時刻前，處于采樣狀態(tài)，此刻K為閉合狀態(tài)，輸出信號V0跟輸入Vi保持同步變化；而在時間，K斷開，此刻處于保持狀態(tài)（如圖 343 采樣/保持原理電路），輸出電壓恒值保持在不變；而在時刻，保持結(jié)束，新一個采樣時刻到來，此時相當(dāng)于K重新閉合，V0又隨Vi同步變化，直至?xí)r刻，新的保持信號到來，K斷開，V0保持A1的電位不變。因此，利用采樣/保持器，在啟動A/D變換時，保持住輸入信號，從而可避免A/D轉(zhuǎn)換孔徑時間（在采樣保持器中，由于模擬開關(guān)有一定的動作滯后，從保持命令發(fā)出到模擬開關(guān)斷開的時間叫孔徑時間，它會導(dǎo)致A/D采樣時間被延遲。）帶來轉(zhuǎn)換誤差；在進(jìn)行多路信號瞬態(tài)采集時，可利用多個采樣保持器并聯(lián)，在同一時刻發(fā)出一個保持信號，則能得到某一瞬時各路信號的瞬態(tài)值，然后再分時對各路保持信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到所需的值。采樣保持原理圖V0RkViC 圖 采樣保持原理電路它由模擬開關(guān)K，保持電容Ch和緩沖器A1和A2構(gòu)成。高輸入阻抗輸入放大器A1對輸入信號起緩沖作用，輸出用于對Ch充電。由上述討論知為保證量化精度，當(dāng)ADC將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出時，取樣保持Ch端電壓應(yīng)該保持不變，所以輸出放大器A2必須為高輸入阻抗放大器。 采樣放大器主要指標(biāo) 由于SHA和外接Ch為非理想器件，使實際SHA在信號采樣和信號保持這兩個狀態(tài)的過度過程中，產(chǎn)生了信號采樣幅值的誤差和信號的時延。其指標(biāo)如下：l 捕捉時間：捕捉時間是從采樣保持器接收到采樣命令開始，到輸出從保持信號幅值跟蹤為當(dāng)前輸入信號幅值所需要的時間，它同模擬開關(guān)從截止到導(dǎo)通的延時，放大器的延時，輸入信號的幅度變化以及容許的逼近誤差有關(guān)。捕捉時間影響采樣頻率的提高，它和轉(zhuǎn)換精度無關(guān)。l 孔徑時間：孔徑時間是指采樣保持器在接受到系統(tǒng)輸出的保持命令，由于模擬開關(guān)從導(dǎo)通轉(zhuǎn)截止所存在的延時，導(dǎo)致采樣保持器的輸出仍繼續(xù)跟蹤輸入信號的變化，因此采樣保持器在穩(wěn)態(tài)時的輸出已不是接收到保持命令時輸入信號的瞬時幅值。l 保持溫度時間：保持穩(wěn)定時間是從模擬開關(guān)完全截止到SHA輸出不超過指定誤差所需要的時間，通常是指從保持命令發(fā)出到輸出最終值在某一誤差范圍內(nèi)所需要的時間。l 保持階躍：保持階躍是開關(guān)電路從采樣方式轉(zhuǎn)為保持方式時，輸出電壓產(chǎn)生的階躍幅值。4． 鍵盤/顯示電為了使操作人路員能夠隨時掌握每個爐子的溫度變化情況，設(shè)計了四個LED顯示器。第一位為通道號，第二至四位用來顯示溫度，最大為999攝氏度。根據(jù)系統(tǒng)的需要 ，顯示方法設(shè)計有兩種方式。 （1） 自動循環(huán)顯示在這種方式下，計算機可以自動地把采樣的1號到8號退火爐的溫度進(jìn)行顯示，同時顯示通道號。（2） 定點顯示即操作人員可以隨時任意查看某一退火爐的溫度，并且兩種顯示方式可以任意切換。圖 矩陣式鍵盤接口電路（1）鍵盤的結(jié)構(gòu)與類型 鍵盤是一組按鍵的集合。按鍵是一種按壓式或觸摸式常開型按鈕開關(guān)。平時（常態(tài)）按鍵的兩個觸點處于斷開狀態(tài) ，當(dāng)按壓或觸摸按鍵時兩個觸點才處于閉合連通狀態(tài)。按鍵閉合時能向微機輸入數(shù)字（0—9或0F）的鍵稱為數(shù)字鍵，能向微機輸入命令以實現(xiàn)某項功能的鍵稱為功能鍵或命令鍵。鍵盤上的按鍵是按一定順序排列在一起的，每個按鍵都有各自的命令。為了便于CPU區(qū)分各個按鍵，必須給鍵盤上的每個按鍵賦以一個獨有的編號，按鍵的編號或編碼稱為鍵號或鍵值。CPU知道了按鍵的鍵號或鍵值，就能區(qū)分這個鍵是數(shù)字鍵還是功能鍵。如果是數(shù)字鍵，就直接將該鍵值送到顯示緩沖區(qū)進(jìn)行顯示，如果是功能鍵則由該鍵值找到執(zhí)行該鍵功能的程序的入口地址，并轉(zhuǎn)去運行該程序即執(zhí)行該鍵的命令。因此，確定按鍵的鍵值是執(zhí)行該鍵功能的前提。鍵盤接口與鍵盤程序的根本任務(wù)就是要檢測有沒有鍵按下？按下的是哪個位置的鍵？這個鍵的鍵值是多少？這個任務(wù)叫做鍵盤掃描。鍵盤掃描可以用硬件來實現(xiàn)，也可以用軟件來實現(xiàn)。帶有鍵盤掃描硬件電路的鍵盤稱為編碼鍵盤，不帶鍵盤掃描硬件電路的鍵盤稱為非編碼鍵盤，非編碼鍵盤的掃描靠軟件實現(xiàn)。為了節(jié)省成本起見，一般的微機化測控系統(tǒng)多采用非編碼鍵盤。為了能讓CPU監(jiān)測按鍵是否閉合，通常將按鍵開關(guān)的一個觸點通過一個電阻（稱上拉電阻）接+5V電源（這個觸點稱“接零端”），另一個觸點接地或接低電平（這個觸點稱“接零端” ），這樣當(dāng)按鍵開關(guān)未閉合時，其測試端為高電平，當(dāng)按鍵開關(guān)閉合時，其測試端便為低電平。（1）鍵盤是微機系統(tǒng)最常使用的輸入設(shè)備（2）小鍵盤：適用于單板機或以微處理器為基礎(chǔ)的儀器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、地址、命令及指令等的輸入（3）獨立鍵盤：通過5芯電纜與PC微機主機連接鍵盤的工作方式微機化測控系統(tǒng)中，鍵盤掃描只是CPU的工作內(nèi)容之一。CPU在忙于各項工作任務(wù)時如何兼顧鍵盤的輸入，取決于鍵盤的工作方式，通常鍵盤的工作方式有以下三種可供選擇。1）編程掃描工作方式 編程掃描工作方式也稱程控掃描方式或查詢方式，它是利用CPU在完成其它工作的空余，調(diào)用鍵盤掃描程序，反復(fù)地掃描鍵盤，等待用戶從鍵盤上輸入數(shù)據(jù)或命令。而在執(zhí)行鍵輸入命令或處理鍵輸入數(shù)據(jù)的過程中，CPU將不再響應(yīng)鍵輸入要求，直到CPU返回重新掃描鍵盤為止。2）定時掃描方式定時掃描工作方式是利用單片機內(nèi)部定時器產(chǎn)生定時中斷（例如10ms），CPU響應(yīng)中斷后對鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵按下時識別出該鍵并執(zhí)行相應(yīng)鍵功能程序。定時掃描工作方式的鍵盤硬件電路與編程掃描工作方式相同。2） 中斷工作方式鍵盤工作于編程掃描狀態(tài)時，CPU要不間斷地對鍵盤進(jìn)行掃描，以監(jiān)視鍵盤的輸入情況，直到有鍵按下為止，其間CPU不能干任何其它工作。如果CPU工作量較大，這種方式將不能適應(yīng)。定時掃描進(jìn)了一大步，除了定時監(jiān)視一下鍵盤輸入情況外，其余時間可進(jìn)行其它任務(wù)的處理，因此，CPU效率提高了。為了進(jìn)一步提高CPU的工作效率，可采用中斷掃描工作方式，即只有在鍵盤有鍵按下時，才執(zhí)行鍵盤掃描并執(zhí)行該按鍵功能程序。如果無鍵按下，CPU將不理睬鍵盤。可以說，前兩種掃描方式，CPU對鍵盤的監(jiān)視是主動進(jìn)行的，而后一種掃描方式，CPU對鍵盤的監(jiān)視是被動進(jìn)行的。 (4)按鍵輸入軟件中應(yīng)該解決的幾個問題幾個問題1)消除鍵抖動目前，無論是按鍵或是鍵盤，大部分都是利用機械觸點的合、斷作用。機械觸點由于彈性作用的影響，在閉合及斷開瞬間均有抖動過程，從而使電壓信號也出現(xiàn)抖動。這種抖動的暫態(tài)過程大約經(jīng)過510ms的時間，雖然人的肉眼是覺察不到的，但對高速的CPU是有反映的，可能產(chǎn)生誤處理，為了保證鍵動作一次，只作一次處理，必須采取措施以消除抖動。軟件消除抖動是通過延時來躲過暫態(tài)抖動過程，執(zhí)行一段大于IOms的延時程序后，再讀取穩(wěn)定的鍵狀態(tài)。2) 按鍵編碼方法按鍵都要通過1/O口線查詢按鍵的開關(guān)狀態(tài)。根據(jù)鍵盤的結(jié)構(gòu)不同，采用不同的編碼方法。但無論有無編碼，以及采用什么樣的編碼，最后都要轉(zhuǎn)換成為與單片機的累加器中的數(shù)值相對應(yīng)的鍵值，以實現(xiàn)按鍵功能程序的散裝。鍵盤編碼主要有兩種方法。用鍵盤連接的1/O口線的二進(jìn)制組合表示鍵碼。這種鍵值編碼軟件較為簡單直觀，但離散性大，不利于安排散轉(zhuǎn)程序的入口地址。順序排列鍵編碼。這種方法，健值的形成要根據(jù)1/O口線的狀態(tài)作出相應(yīng)的處理。鍵碼可以按下式形成:鍵碼=行首鍵碼十列號。由于軟件消除鍵抖動簡單，而且成本較低。順序排列鍵編碼比較好管理，而編程也比較容易實現(xiàn)。所以本文在鍵盤掃描程序中采用的是軟件延時和順序排列鍵編碼的方法來分別去掉按鍵抖動和對按鍵進(jìn)行編碼。3)按鍵檢測方法單片機系統(tǒng)中，檢測有無按鍵按下可采用查詢工作方式、定時掃描工作方式和中斷工作方式。定時掃描工作方式是利用單片機內(nèi)部定時器產(chǎn)生定時中斷，CPU 響應(yīng)中斷后對鍵盤進(jìn)行掃描，再檢測是哪個鍵按下。中斷工作方式是當(dāng)有按鍵按下時，向CPU發(fā)送一個中斷中斷請求信號，CPU響應(yīng)中斷后，在中斷服務(wù)程序中掃描鍵盤，執(zhí)行功能程序。本文采用的是查詢的方法來檢測鍵盤有無按鍵按下以及檢測是哪個鍵按下，從而編出4*4的鍵盤掃描程序。采用中斷工作方式與采用編程掃描和定時掃描兩種方式在接口電路上的區(qū)別是：各條鍵入線除了與CPU的輸入口相連外，還要經(jīng)與門同CPU的中斷口相接。通過以上敘述，在本設(shè)計中，我們選擇4*4矩陣式鍵盤。為了完成系統(tǒng)操作，該系統(tǒng)專門設(shè)計了一個4乘4矩陣鍵盤，其中0~9為數(shù)字鍵，A~F為功能鍵。鍵盤的主要功能是完成參數(shù)設(shè)置，自動/手工選擇及系統(tǒng)的啟動和停止。鍵盤輸入的功能主要包括設(shè)定溫度、在led顯示中進(jìn)行顯示實際溫度和顯示工作時間這兩者循環(huán)顯示的時候進(jìn)行選擇。同時考慮避免誤操作而引起的設(shè)定溫度的改變，所以系統(tǒng)專門增加一個確定鍵。因此該系統(tǒng)具有4個按鍵：模式選擇、增加按鈕、減少按鈕及確定按鈕。電路如下圖所示。圖 鍵盤輸入電路4乘4鍵盤程序：