【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 S5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST（第9管腳）出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電自動(dòng)復(fù)位和開(kāi)關(guān)復(fù)位。圖2中所示的復(fù)位電路就包括了這兩種復(fù)位方式。上電瞬間，電容兩端電壓不能突變，此時(shí)電容的負(fù)極和RESET相連，電壓全部加在了電阻上，RESET的輸入為高，芯片被復(fù)位。隨之+5V電源給電容充電，電阻上的電壓逐漸減小，最后約等于0，芯片正常工作。并聯(lián)在電容的兩端為復(fù)位按鍵，當(dāng)復(fù)位按鍵沒(méi)有被按下的時(shí)候電路實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位，在芯片正常工作后，通過(guò)按下按鍵使RST管腳出現(xiàn)高電平達(dá)到手動(dòng)復(fù)位的效果。一般來(lái)說(shuō)，只要RST管腳上保持10ms以上的高電平，就能使單片機(jī)有效的復(fù)位。圖中所示的復(fù)位電阻和電容為經(jīng)典值，實(shí)際制作是可以用同一數(shù)量級(jí)的電阻和電容代替，讀者也可自行計(jì)算RC充電時(shí)間或在工作環(huán)境實(shí)際測(cè)量，以確保單片機(jī)的復(fù)位電路可靠。(3)EA/VPP（31腳）的功能和接法51單片機(jī)的EA/VPP（31腳）是內(nèi)部和外部程序存儲(chǔ)器的選擇管腳。當(dāng)EA保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器；當(dāng)EA保持低電平時(shí)，則不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，只訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器。對(duì)于現(xiàn)今的絕大部分單片機(jī)來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器容量都很大，因此基本上不需要外接程序存儲(chǔ)器，而是直接使用內(nèi)部的存儲(chǔ)器。(4)P0口外接上拉電阻51單片機(jī)的P0端口為開(kāi)漏輸出，內(nèi)部無(wú)上拉電阻。所以在當(dāng)做普通I/O輸出數(shù)據(jù)時(shí)，輸出級(jí)是漏極開(kāi)路電路，要使“1”信號(hào)（即高電平）正常輸出，必須外接上拉電阻。 LED顯示電路設(shè)計(jì) LED顯示電路設(shè)計(jì)圖 因?yàn)轱@示部分只是用于顯示數(shù)字，所以可以選用LED數(shù)碼管，在顯示數(shù)字方面完全可以滿足本設(shè)計(jì)的要求。 量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊電路(1)PGA的定義隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，為了減少硬件設(shè)備，可以使用可編程增益放大器PGA(PmgrammableGainAmplifier)。它是一種通用性很強(qiáng)的放大器，其放大倍數(shù)可以根據(jù)需要用程序進(jìn)行控制。采用這種放大器，可通過(guò)程序調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，使A/D轉(zhuǎn)換器滿量程信號(hào)達(dá)到均一化，因而大大提高測(cè)量精度。所謂量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換就是根據(jù)需要對(duì)所處理的信號(hào)利用可編程增益放大器進(jìn)行倍數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以滿足后續(xù)電路和系統(tǒng)的要求?？删幊淘鲆娣糯笃饔袃煞N——組合PGA和集成PGA。①組合PGA：一般由運(yùn)算放大器、儀器放大器或隔離型放電器再加上一些其他附加電路組成。其工作原理是通過(guò)程序調(diào)整多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接通的反饋電阻的數(shù)值，從而調(diào)整放大器的放大倍數(shù)。常用的儀用測(cè)量放大器采用兩級(jí)放大電路，第一級(jí)采用同向并聯(lián)差動(dòng)放大器，第二級(jí)加了一級(jí)基本差動(dòng)放大器，從而構(gòu)成儀用放大器。改電路的最大優(yōu)點(diǎn)是輸入阻抗高，共模抑制能力強(qiáng)，增益調(diào)節(jié)方便，并由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，矢調(diào)電壓及溫度漂移小，故在傳感器微弱信號(hào)放大系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。②集成PGA：專門設(shè)計(jì)的可編程增益放大器電路即集成PGA。集成PGA電路的種類很多，如美國(guó)微芯Microchip公司生產(chǎn)的MCP6S2MCP6S2MCP6S2MCP6S28系列，美國(guó)模擬儀器公司Analog Devices生產(chǎn)的AD8321等，都屬于可編程增益放大器。下面是以MCP6S系列PGA為例說(shuō)明這種電路的原理及應(yīng)用，其他于此類似。MCP6S系列時(shí)一種單端、可級(jí)聯(lián)、增益可編程放大器，MCP6S2MCP6S2MCP6S2MCP6S28分別是1路、2路、6路、8路可編程增益放大器，其主要特點(diǎn)如下：　　8種可編程增益選擇：+++++++16或+32?！　PI串行編程接口。　　級(jí)聯(lián)輸入和輸出?！　〉驮鲆嬲`差，最大正負(fù)百分之一。　　低漂移，最大正負(fù)275uv。低電源電流，典型值為1mA。單電源供電，～。 綜上所述，本設(shè)計(jì)采用組合PGA，因?yàn)榧蒔GA不能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的增益變化。(2)組合PGA的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用數(shù)字電位器實(shí)現(xiàn)增益可連續(xù)變化的PGA,數(shù)字電位器是一種單片集成電路，、模擬開(kāi)關(guān)、譯碼電路、非易失性數(shù)據(jù)寄存器、接口電路等組成。?本設(shè)計(jì)采用數(shù)字電位計(jì)MCP41010，其特性為：?每個(gè)電位器有256個(gè)抽頭?電位器阻值可以是10k?、50k?和100k??有單電位器和雙電位器兩種形式?SPI串行接口（模式0,0和1,1）?最大INL和DNL誤差為177。1LSB 數(shù)字電位器結(jié)構(gòu)示意圖?采用低功耗CMOS技術(shù)?靜態(tài)工作電流最大值為1181。A?多個(gè)器件可以通過(guò)菊花鏈連接在一起（僅MCP42XXX）?關(guān)斷功能可斷開(kāi)所有電阻電路，最大限度節(jié)省功耗?有硬件關(guān)斷引腳（僅MCP42XXX）?單電源工作（ ）?工業(yè)級(jí)溫度范圍：40176。C至+85176。C?擴(kuò)展級(jí)溫度范圍：40176。C至+125176。C?引腳說(shuō)明?PA0和PA1 電位器A端接頭。?PB0和PB1電位器B端接頭。?PW0和PW1電位器抽頭接頭。?片選（CS）這是SPI端口片選引腳，在新命令裝入移位寄存器后，引腳執(zhí)行該命令。該引腳上有一個(gè)施密特觸發(fā)器輸入。?串行時(shí)鐘（SCK）這是SPI端口的時(shí)鐘引腳，用于在向寄存器移入新數(shù)據(jù)時(shí)提供時(shí)鐘。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿送入SI引腳，而在時(shí)鐘下降沿移出SO引腳。該引腳的門控信號(hào)來(lái)自CS引腳（即在CS為高電平時(shí)，即便SCK引腳上有時(shí)鐘信號(hào)，器件也不會(huì)汲取任何電流）。該引腳上有一個(gè)施密特觸發(fā)器輸入。?串行數(shù)據(jù)輸入（SI）這是SPI端口的串行數(shù)據(jù)輸入引腳。使用該引腳將命令和數(shù)據(jù)字節(jié)送入移位寄存器。該引腳的門控信號(hào)來(lái)自CS引腳（即在CS為高電平時(shí)，即便SI引腳上有時(shí)鐘信號(hào)，器件也不會(huì)汲取任何電流）。該引腳上有一個(gè)施密特觸發(fā)器輸入。?串行數(shù)據(jù)輸出（SO）（僅MCP42XXX器件）這是SPI端口的串行數(shù)據(jù)輸出引腳，用于將多個(gè)器件用菊花鏈連接起來(lái)。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘下降沿移出SO引腳。這是一種推挽式輸出，在CS為高電平時(shí)不會(huì)進(jìn)入高阻態(tài)，而是被驅(qū)動(dòng)為邏輯低電平。?復(fù)位（RS）（僅MCP42XXX器件）如果復(fù)位引腳保持低電平至少150ns，它就會(huì)將所有電位器的抽頭置于半量程（編碼80h）位置。當(dāng)CS引腳為低電平時(shí)，該引腳不應(yīng)翻轉(zhuǎn)為低電平。當(dāng)SHDN為低電平時(shí)，該引腳可以翻轉(zhuǎn)。為了使功耗最小，在該引腳配備了一個(gè)有效的上拉電路。當(dāng)該引腳處于邏輯電平“0”和“1”時(shí)，引腳電流可以忽略不計(jì)。不得將該引腳懸空。 MCP41010芯片引腳圖?MCP41010的典型應(yīng)用 MCP41010的典型應(yīng)用數(shù)量關(guān)系：（）其中：（=電位器總電阻值）=抽頭設(shè)置為=0至255所以放大倍數(shù)為。 （）(3) PGA設(shè)計(jì)最終方案在這里我們用數(shù)字電位器代替反相放大器的輸入電阻或反饋電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)PGA，當(dāng)選用滑動(dòng)觸頭點(diǎn)較多的數(shù)字電位器調(diào)節(jié)增益的時(shí)候，可以認(rèn)為增益變化是連續(xù)的。，設(shè)滑動(dòng)抽頭點(diǎn)i從端開(kāi)始計(jì)數(shù)，即最左端為0，最右端最大觸頭值。：（n=256，i最大值為255） （）首先，它利用運(yùn)放的高輸入阻抗使得模擬開(kāi)關(guān)的的影響消除；其次，它利用正態(tài)分布的統(tǒng)計(jì)原理，使得分子分母各自消除由R得不均勻造成的誤差，不但使R得不均勻造成的增益誤差減到最小，而且克服了電路的增益溫漂。所以設(shè)計(jì)方案可行。綜上所述，該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的PGA不但可以實(shí)現(xiàn)增益的連續(xù)變化，而且，由于其檔位很多，達(dá)到256個(gè)，測(cè)量精度很高，真正實(shí)現(xiàn)了量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)功能。 由數(shù)字電位器構(gòu)成的PGA，普通模擬開(kāi)關(guān)可以通過(guò)的電流很微小，所以通過(guò)單片機(jī)控制繼電器來(lái)控制線路導(dǎo)通斷開(kāi)，將被測(cè)電流信號(hào)（0500mA）轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號(hào)（0200mV），然后經(jīng)過(guò)OP07將信號(hào)放大10倍，接到組合PGA的a端，最后輸入A/D轉(zhuǎn)換器TLC1543的AIN0端。兩個(gè)二極管1N4007構(gòu)成保護(hù)為過(guò)壓保護(hù)電路。阻值為90Ω、9Ω的電阻采用誤差為177。%的精密金屬膜電阻，、177。%的精密繞線電阻。 電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，下面再來(lái)介紹一下單片機(jī)和強(qiáng)電之間的橋梁——電磁繼電器。電磁繼電器是有觸點(diǎn)電繼電器是有觸點(diǎn)電繼電器的一種。它是利用電磁效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電路開(kāi)、關(guān)控制作用的原件，廣泛應(yīng)用在電子設(shè)備、儀器儀表及自動(dòng)化設(shè)備中。在各種自動(dòng)設(shè)備中，都要求用一個(gè)低電壓電路提控制一個(gè)高電壓的電器電路。這樣不僅可以為電子線路和電器電路提供良好的電隔離，還可以保護(hù)電子電路和人員安全。 典型的繼電器驅(qū)動(dòng)電路圖，單片機(jī)是一個(gè)弱電器件，一般情況下他們大都工作在5V甚至更低。驅(qū)動(dòng)電流在mA級(jí)以下。而要把它用于一些大功率場(chǎng)合，比如控制電動(dòng)機(jī)，顯然是不行的。所以，就要有一個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)銜接，這個(gè)環(huán)節(jié)就是所謂的“功率驅(qū)動(dòng)”。繼電器驅(qū)動(dòng)就是一個(gè)典型的的功率驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)。在這里，繼電器驅(qū)動(dòng)含有兩個(gè)意思：一是對(duì)繼電器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因?yàn)槔^電器本身對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)就是一個(gè)功率器件：還有就是繼電器去驅(qū)動(dòng)其他負(fù)載，比如繼電器可以驅(qū)動(dòng)中間繼電器，可以直接驅(qū)動(dòng)接觸器，所以，繼電器驅(qū)動(dòng)就是單片機(jī)與其他大功率負(fù)載的接口。方案一：利用運(yùn)算放大器采用反相比例運(yùn)算的方法進(jìn)行測(cè)量。該方法實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，且能滿足設(shè)計(jì)要求。方案二：采用分壓原理，利用流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電阻R0和被測(cè)電阻Rx的電流基本相等來(lái)得到電壓與電阻的關(guān)系，但當(dāng)電阻很小時(shí)電流過(guò)大。鑒于此，故采用方案一。 電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路圖。（即B點(diǎn)處電壓值），采用運(yùn)算放大器反相比例運(yùn)算的方法，將B點(diǎn)處的電壓值衰減到2V（即A點(diǎn)處電壓值），單片機(jī)通過(guò)控制模擬開(kāi)關(guān)CD4052選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)參照電阻R1，再利用運(yùn)算放大器反相比例運(yùn)算的方法，將被測(cè)電阻的阻值轉(zhuǎn)換成與之相對(duì)應(yīng)的電壓量，輸入A/D轉(zhuǎn)換電路。電阻/：（）4 量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換數(shù)字萬(wàn)用表的程序設(shè)計(jì) protues軟件簡(jiǎn)介Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件，是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件，是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具。同時(shí)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同