【文章內(nèi)容簡介】 ui2。 （）圖 差分放大器 該電路的反饋對同相輸入端是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，對反相輸入端是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，它的主要缺點是輸入阻抗低，運放的高內(nèi)阻沒有發(fā)揮作用；而且對不同信號源，差分放大器的內(nèi)阻不同，外接電阻的平衡條件也要隨之改變，因此使用很不方便。（3）儀表放大器 ，第一級電路由U1和U2組成，第二級運放由U3構(gòu)成，其放大倍數(shù)為1。根據(jù)運算電路的基本算法分析： Ui1Ui2=R22R1+R2(Uo1Uo2) ()即 Uo1Uo2=(1+2R1R2)(Ui1Ui2) ()所輸出的電壓： UO=RfRUo1UO2=RfR(1+2R1R2)(Ui1Ui2) ()設(shè) UId=UI1UI2,則 UO=RfR1+2R1R2UId ()當(dāng)UI1=UI2=UIC時，由于UA=UB=UIC，R2中的電流為零，UO1=UO2=UIC，輸出電壓UO=0?？梢姡娐贩糯蟛钅Ｐ盘?，抑制共模信號。差模放大倍數(shù)數(shù)值越大，共模抑制比越高。當(dāng)輸入信號中含有共模噪聲，也講被抑制。因此，在本次設(shè)計中采用的是儀表放大器。圖 儀表放大器設(shè)計選擇高精度型運放OP07作為放大器芯片，OP07是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運算放大器集成電路。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對于OP07A最大為25μV），所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場合不需要額外的調(diào)零措施。OP07同時具有輸入偏置電流低（OP07A為177。2nA）和開環(huán)增益高（對于OP07A為300V/mV）的特點，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得OP07特別適用于高增益的測量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號等方面。圖 熱電偶與放大器電路當(dāng)取R1=R2=5K,R3=R4=1K,RF=R5=9K時，其放大倍數(shù)為 ()當(dāng)RG=1K時，G=99，所以，可以通過調(diào)節(jié)RG的大小使之得到相應(yīng)的放大倍數(shù)。 A／D轉(zhuǎn)換器的選擇A／D轉(zhuǎn)換器是把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器件，能把輸入模擬電壓轉(zhuǎn)換成它成正比的數(shù)字量，即能把被控對象的各種模擬信息變成計算機(jī)可以識別的數(shù)字信息。集成A/D轉(zhuǎn)換器品種繁多，選用時應(yīng)綜合考慮各種因素選取集成芯片。一般逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器用得較多，本設(shè)計中選用的ADC832, 它是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8 位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性，性價比高而深受單片機(jī)愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。本次設(shè)計采用它來實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，它能將變送器傳送到的模擬信號轉(zhuǎn)換為可讓STC89C52接收的數(shù)字信號，以方便后續(xù)工作的進(jìn)行。該芯片的引腳及,，相應(yīng)的引腳功能如下：178。 CS_片選使能，低電平芯片使能；178。 CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/使用；178。 CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/使用；178。 GND 芯片參考0 電位（地）；178。 DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制；178。 DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出；178。 CLK 芯片時鐘輸入；178。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）；圖 A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口ADC0832可以接收CH0與CH1兩路模擬信號，，經(jīng)過處理后，在DO端輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號。正常情況下ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時并未同時有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計時可以將DO和DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)ADC0832未工作時其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時芯片禁用，CLK 和DO/DI 的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。，當(dāng)此2 位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時，只對CH0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時，只對CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端IN進(jìn)行輸入。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時，將CH0作為負(fù)輸入端IN，CH1 作為正輸入端IN+進(jìn)行輸入。到第3 個脈沖的下沉之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端則開始利用數(shù)據(jù)輸出DO進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個脈沖下沉開始由DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位DATA7，隨后每一個脈沖下沉DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個脈沖時發(fā)出最低位數(shù)據(jù)DATA0，一個字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。也正是從此位開始輸出下一個相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個字節(jié)的下沉輸出DATD0。隨后輸出8位數(shù)據(jù)，到第19個脈沖時數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后將CS置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以了。圖 ADC0832時序圖在該設(shè)計中，ADC0832連接成單極輸入電路，輸入電壓為VIN=0V~5V，輸出數(shù)字量為無符號二進(jìn)制碼，計算公式為 n=256VIN/VFS （）式中VIN為放大后的輸入模擬電壓，VFS為滿量程輸入電壓，在此設(shè)計中VFS=5V。系統(tǒng)分辨率為 1LSB=VFS256=5256= （） 單片機(jī)簡介單片機(jī)是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機(jī)系統(tǒng)。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有內(nèi)存。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)等復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。世界上不同國家的很多芯片廠商都在生產(chǎn)各種單片機(jī)，由于廠商和芯片型號太多，在此不能一一列舉，在本設(shè)計上，采用的是基于51內(nèi)核的STC89C52單片機(jī)，其接口設(shè)計如附圖1所示。STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運作頻率35Mhz，6T/12T可選。和Atmel的對比，STC89C52RC單片機(jī)還具有一下特點：8K字節(jié)程序存儲空間；512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間；內(nèi)帶4K字節(jié)EEPROM存儲空間?？芍苯邮褂么谙螺d。根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計需要，選用STC89C52作為主控芯片足以滿足要求。 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫Flash ROM32個雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷時鐘頻率024MHz2個串行中斷可編程UART串行通道2個外部中斷源共6個中斷源2個讀寫中斷口線3級加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能I/O口引腳:P0口、P1口、P2口、P3口。P0口：P0口是一個漏極開路的雙向8位三態(tài)I／O口，每個口可獨立控制。51單片機(jī)內(nèi)部沒有上拉電阻，為高阻態(tài)，所以不能正常地輸出高/低電平，因此該組I/O口在使用時務(wù)必要外接上拉電阻，一般我們選擇接入10K上拉電阻。P1口：P1口是一個內(nèi)帶部上拉電阻的準(zhǔn)雙向8位I／0口，每個口可獨立控制，內(nèi)帶上拉電阻，這種接口輸出沒有高阻態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向I/O口。之所以稱之為“準(zhǔn)雙向”是因為該口在作為輸入使用前，要先向該口進(jìn)行寫1操作，然后單片機(jī)內(nèi)部才可正確讀出外部信號，也就是要使其先有個“準(zhǔn)”備的過程，所以才稱之為準(zhǔn)雙向口。，、重裝觸發(fā)，即T2的外部控制端。 P2口：準(zhǔn)雙向I/O口，每個口可獨立控制，內(nèi)帶上拉電阻，與P1口相似。P3口：準(zhǔn)雙向I/O口，每個口可獨立控制，內(nèi)帶上拉電阻。作為第一功能使用時就作為普通I/O口，與P1口相似。作為第二功能使用時。 P3口各引腳第二功能定義口線引腳第二功能10RXD（串行輸入口）11TXD（串行輸出口）12INT0（外部中斷0）13INT1（外部中斷1）14T0（定時器0外部輸入）15T1（定時器1外部輸入）16WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖）17RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖） LCD1602顯示模塊LCD1602字符型液晶模塊是一種用5x7點陣圖形來顯示字符的液晶顯示器，顯示的容量是2行16個字。LCD1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，其代碼與標(biāo)準(zhǔn)的ASCII字符代碼一致。因此，我們只要寫入顯示字符的ASCII碼即可，這種標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計給使用帶來很大的方便。1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別。1. LCD1602主要技術(shù)參數(shù)： 178。 顯示容量:162個字符178。 芯片工作電壓:—178。 工作電流:()178。 模塊最佳工作電壓:178。 字符尺寸:(WH)mm2. 引腳功能說明：1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口。第3引腳：VL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引腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5引腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6引腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 引腳接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2雙向數(shù)據(jù)線2VDD5v電源正極10D3雙向數(shù)據(jù)線3VL液晶顯示偏壓11D4雙向數(shù)據(jù)線4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5雙向數(shù)據(jù)線5R/W讀/寫選擇13D6雙向數(shù)據(jù)線6E使能信號14D7雙向數(shù)據(jù)線7D0雙向數(shù)據(jù)線15BLA背光源正極8D1雙向數(shù)據(jù)線16BLK背光源負(fù)極從上述對LCD1602的簡介中了解到了它的引腳功能，下面是根據(jù)本設(shè)計要實現(xiàn)的功能來將其各引腳與單片機(jī)進(jìn)行連接。 LCD1602與單片機(jī)連接圖第3章 控制器的軟件設(shè)計軟件系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)是系統(tǒng)的靈魂，也是本課題研究的主要內(nèi)容。本章將介紹系統(tǒng)軟件開發(fā)的設(shè)計思想、程序設(shè)計和編寫、各功能模塊的實現(xiàn)以及各功能模塊的流程圖。對于51單片機(jī)，現(xiàn)有4中語言支持，即匯編、PL/M、C和BASIC。匯編語言(Assembly Language)是面向機(jī)器的程序設(shè)計語言，易于讀寫、易于調(diào)試和修