【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 速度）從輸入的數(shù)字量發(fā)生突變開始，到輸出電壓進(jìn)入與穩(wěn)定值相差177。，稱為建立時(shí)間tset。目前單片集成D/A轉(zhuǎn)換器（不包括運(yùn)算放大器）。圖25 輸出電壓與時(shí)間關(guān)系圖在輸入不變的情況下，輸出模擬電壓隨溫度變化產(chǎn)生的變化量。一般用滿刻度輸出條件下溫度每升高1℃，輸出電壓變化的百分?jǐn)?shù)作為溫度系數(shù)。圖26 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)原理圖集成運(yùn)算放大器，作為求和權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)的緩沖，并將電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出。開關(guān)Si的位置受數(shù)據(jù)鎖存器輸出的數(shù)碼di控制：當(dāng)di=1時(shí)，Si將對(duì)應(yīng)的權(quán)電阻接到參考電壓UREF上；當(dāng)di=0時(shí)，Si將對(duì)應(yīng)的權(quán)電阻接地。運(yùn)算放大器總的輸入電流運(yùn)算放大器輸出電壓令 RF=R/2 ，則即：輸出的模擬電壓uO正比于輸入的數(shù)字量Dn，從而實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。當(dāng)Dn=Dn1…D0=0時(shí)，uO=0；當(dāng)Dn=Dn1…D0=11…1時(shí), uO的變化范圍是:權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電阻元件數(shù)較少；缺點(diǎn)：阻值相差較大，制造工藝復(fù)雜。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)LED顯示屏與傳統(tǒng)的CRT相比，LED不但體積小，厚度薄，耗能少（1到10微瓦、平方厘米），工作電壓低（）能與集成電路直接連用。并且在與集成電路焊接是比數(shù)碼管接線簡(jiǎn)單。容易操作。圖31 顯示電路圖權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器電路如下圖32所示，它由理想運(yùn)算放大器、電阻網(wǎng)絡(luò)、電子模擬開關(guān)等組成。當(dāng)di=1時(shí)（i=0,1,2,3），電子模擬開關(guān)接VREF， 當(dāng)di=0時(shí)，電子模擬開關(guān)接地。圖32 權(quán)電路示意圖圖33權(quán)電路圖電路經(jīng)過輸入的數(shù)字電路通過單片機(jī)的程序，輸出通過權(quán)電路，然后2R189。等比分流，再通過LM324輸入給電壓表。圖34 輸出電路圖此電路實(shí)現(xiàn)四種不同功能的轉(zhuǎn)換。按鍵一實(shí)現(xiàn)平板旋轉(zhuǎn)360176。功能，按鍵二實(shí)現(xiàn)一枚硬幣平衡擺動(dòng)的功能，按鍵三實(shí)現(xiàn)八枚硬幣平衡擺動(dòng)的功能，按鍵四實(shí)現(xiàn)始終指向一點(diǎn)的功能。電路圖如圖35。圖35 按鍵電路圖本次的電路主要是有程序通過AT89C51驅(qū)動(dòng)的。 、。權(quán)電路是由P1口來驅(qū)動(dòng)的。輸出電路是由單片機(jī)通過權(quán)電路驅(qū)動(dòng)。圖36 驅(qū)動(dòng)電路引腳圖 溫度采集電路本系統(tǒng)中采集溫度使用的是AD590數(shù)字溫度傳感器。 AD590是Dallas 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。與之前的傳感器相比，AD590體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。AD590 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線總線”接口，測(cè)量溫度范圍為 55℃到+125℃，在10到+85℃范圍內(nèi),精度為177?！妗，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。AD590可以程序設(shè)定9到12位的分辨率，精度為177。℃。當(dāng)分辨率為12位時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為750ms。使得用戶可選擇更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍和分辨率設(shè)定，同時(shí)用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM中，掉電后依然保存。AD590一般為三極管型封裝，其引腳圖如圖37所示。這三個(gè)引腳分別為：GND——電源地；QD——數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；VDD——外接供電電源（可選5V）。 圖37 AD590引腳圖在單片機(jī)89c51中，輸入/輸出端口分別P0、PPP3。其中P3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻吧端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P3作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被電阻拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。P3端口還用于一些復(fù)用功能，其復(fù)用功能如表1所列。表31 單片機(jī)89c51P3口的功能及在本系統(tǒng)中的應(yīng)用端口引腳復(fù)用功能本系統(tǒng)接口分配RXD（串行口輸入口）與手動(dòng)升溫按鈕連接TXD（串行口輸出口）與手動(dòng)降溫按鈕連接INT0（外部中斷）與手動(dòng)調(diào)節(jié)確認(rèn)按鈕連接INT1（外部中斷1）與AD590的I/O端口通訊T0（定時(shí)器0的外部輸入）與高溫報(bào)警的二極管連接T1（定時(shí)器1的外部輸入）與低溫報(bào)警的二極管連接WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）備用RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）備用在該系統(tǒng)中，AD590的數(shù)字信號(hào)輸入/，作為89c51的數(shù)據(jù)輸入。壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，AT89C51的RXD的引腳與7404的引腳相連接，從RXD發(fā)出的控制信號(hào)經(jīng)7404和ULN2003到達(dá)壓縮機(jī)，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的運(yùn)行和停止。是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn),適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。其中ULN2003是由7個(gè)NPN具有用共陰二極管夾緊來轉(zhuǎn)換電感負(fù)載的高壓輸出特征的達(dá)林頓晶體管組成。當(dāng)前一對(duì)單精度型的額定電流為500mA，有比較高的電流容量，它的應(yīng)用軟件包括繼電器驅(qū)動(dòng)器、顯示驅(qū)動(dòng)器，線驅(qū)動(dòng)器和邏輯緩沖器等。在本驅(qū)動(dòng)電路中的作用是增大電流驅(qū)動(dòng)能力。該芯片采用16腳的DIP 封裝,其中第9為公共輸出端COM，有一個(gè)輸出端為高電平，COM就為高電平。圖38 壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電路該空調(diào)控制系統(tǒng)用到89c51單片機(jī)作為系統(tǒng)的CPU進(jìn)行控制控制，由數(shù)字傳感器AD590進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，89c51對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到各種信號(hào)。而這些信號(hào)將分別作為L(zhǎng)ED數(shù)碼管顯示的信號(hào)輸入和啟動(dòng)制冷設(shè)備、電暖設(shè)備的輸入。同時(shí)將利用單片機(jī)的其它使能端口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位，手動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)調(diào)節(jié)。系統(tǒng)的硬件部分主要可分為溫度采集電路，信號(hào)處理與控制控制，溫度顯示電路，溫度調(diào)節(jié)電路，控制指示電路五大部分。由于空調(diào)溫度控制器的核心就是單片機(jī)，單片機(jī)的選擇將直接關(guān)系到控制系統(tǒng)的工作是否有效和協(xié)調(diào)。本設(shè)計(jì)采用MCS51系列的AT89C51單片機(jī)，因?yàn)锳T89C51單片機(jī)應(yīng)用廣泛，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高。AT89C51包含了8位CPU，片內(nèi)振蕩器，4K字節(jié)ROM,128字節(jié)RAM,2個(gè)16位定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，中斷結(jié)構(gòu)，I/O接口等?？蛇M(jìn)行計(jì)算，定時(shí)等一系列功能。 A/D轉(zhuǎn)換電路 ADC0801介紹ADC0801是8位全MOS中速A/D 轉(zhuǎn)換器、它是逐次逼近式A/D 轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)有三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，可以和單片機(jī)直接口接。其主要引腳功能如下：（1）RD，WR：讀選通信號(hào)和選通信號(hào)（低電平有效）。（2）CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端，上升有效。（3）DB0—DB7是輸入信號(hào)。（4）CLKR：內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器外接電阻端，與CLKIN端配合可由芯片自身產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，其頻率為1/。（5）CS：片選信號(hào)輸入端，低電平有效，一旦CS有效，表明A/D轉(zhuǎn)換器被選中，可啟動(dòng)。（6）WR：寫信號(hào)輸入，接受微機(jī)系統(tǒng)或其它數(shù)字系統(tǒng)控制芯片的啟動(dòng)輸入端，低電平有效，CS、WR同時(shí)為低電平時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。(7)INTR：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號(hào)，低電平有效，輸出低電平表示本次轉(zhuǎn)換已完成。該信號(hào)常作為向微機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào)。（8）CLK:為外部時(shí)鐘輸入端，時(shí)鐘頻率高，A/D轉(zhuǎn)換速度快。允許范圍為101280KHZ，典型值為640KHZ，此時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為10us。通常由MCS—51單片機(jī)ALE端直接或分頻后與其相連。當(dāng)MCS單片機(jī)與讀寫外，RAM操作時(shí)，ALE信號(hào)固定為CPU時(shí)鐘頻率的1/6，若單片外接的晶振為6MHZ，則1/6為1MHZ，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為64us。 A/D轉(zhuǎn)換電路工作原理A/D 轉(zhuǎn)換電路如圖39所示。ADC0801的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端DB0—，INTR端用于給出A/D轉(zhuǎn)換完成信號(hào)。RD與AT89C51 RD相連，WR也是跟AT89C51 WR相連。CS、VIN+接地。（低電平有效）ADC0801的兩模擬信號(hào)輸入端，用以接受單極性、雙極性和差摸輸入信號(hào)，與WR同時(shí)為低電平A/D轉(zhuǎn)換器被啟動(dòng)切在WR上升沿后100 模數(shù)完成轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)據(jù)鎖存器，同時(shí)，INTR自動(dòng)變?yōu)榈碗娖?，表示本次轉(zhuǎn)換已結(jié)束。如CS、RD同時(shí)來低電平，則數(shù)據(jù)鎖存器三態(tài)門打開，數(shù)字信號(hào)送出，而在RD高電平到來后三態(tài)門處于高阻狀態(tài)。圖39 A/D轉(zhuǎn)換電路圖 溫度采樣 AD590型溫度傳感器AD590是電流型溫度傳感器，通過對(duì)電流的測(cè)量可得到所需要的溫度值。在