【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 SH，ST，POL，OR．，UR)，因此除用于數(shù)字電壓表外，還能與異步接收，發(fā)送器，微處理器或其它控制電路連接使用。采用28外引線雙列直插式封裝，在電路內(nèi)部，CLK和R／H兩個(gè)輸入端上分別設(shè)置了非門(mén)和場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電路，以保證該兩端在懸空時(shí)為高電平。 數(shù)字部分主要由計(jì)數(shù)器、鎖存器、多路開(kāi)關(guān)及控制邏輯電路等組成。7135一次A／D轉(zhuǎn)換周期分為四個(gè)階段：(1)自動(dòng)調(diào)零(Az)；(2)被測(cè)電壓積分(IM)； (3)基準(zhǔn)電壓反積分(DE)： (4)積分回零(Z1)。 ／D轉(zhuǎn)換電路模塊 在溫度測(cè)控系統(tǒng)中，由于單片機(jī)AT89C52只能處理數(shù)字信號(hào)，傳感器檢測(cè)到的溫度轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)經(jīng)放大后，得到的是連續(xù)變化的模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)A／D轉(zhuǎn)換器將檢測(cè)到的連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字量，才能輸入到單片機(jī)中進(jìn)行處理。A／D轉(zhuǎn)換器按照輸出代碼的有效位數(shù)分為4位、6位、8位、10位、12位、14位、16位等多種。 雙積分式A／D轉(zhuǎn)換器工作原理 電路先對(duì)未知的輸入模擬電壓進(jìn)行固定時(shí)間的積分，然后轉(zhuǎn)為對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行反向積分，直至積分輸出返回起始值。則對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電壓積分的時(shí)問(wèn)正比于模擬輸入電壓，輸入電壓大，則反向積分時(shí)間長(zhǎng)，用高頻率標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖來(lái)測(cè)量時(shí)間，即可以得到相應(yīng)模擬電壓的數(shù)字量。 在實(shí)際應(yīng)用中考慮到可靠性，應(yīng)使積分器的輸出電壓擺幅小一點(diǎn)，所以常取C=0．47181。A． 自動(dòng)調(diào)零電阻CAZ的大小對(duì)系統(tǒng)的噪聲有些影響，選用較大的電容可以減小噪聲，一般為l181。F。基準(zhǔn)電容CREF應(yīng)大到足以使結(jié)點(diǎn)對(duì)地的寄生電容可以忽略為止，一般為l181。F。 在ICL7135與單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接時(shí)，如果采用ICL7135的并行采集方式，不但要連接BCD碼數(shù)據(jù)輸出線，又要連接BCD碼數(shù)據(jù)的位驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端，這樣至少需要9根I／O口線。因此系統(tǒng)的連接方式比較麻煩，且編程也非常復(fù)雜。 ICL7135的串行接法，是通過(guò)計(jì)數(shù)脈沖數(shù)的方法來(lái)獲得測(cè)量轉(zhuǎn)換結(jié)果的，其脈沖數(shù)與轉(zhuǎn)換結(jié)果具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。通過(guò)AT89C52的定時(shí)器T0來(lái)計(jì)脈沖器，定時(shí)器T0所用的CLK頻率是系統(tǒng)晶振的l／12。ICL7135的時(shí)鐘信號(hào)輸入由74HC4060計(jì)數(shù)分頻器得到，經(jīng)過(guò)6分頻之后得到時(shí)鐘頻率為125KHz，74HC4060的輸入頻率由單片機(jī)的晶振頻率提供。從而可以得到定時(shí)器所使用的頻率與單片機(jī)系統(tǒng)的頻率的關(guān)系，以及ICL7135所需的頻率輸入與單片機(jī)系統(tǒng)的頻率的關(guān)系。為了使T0的計(jì)數(shù)脈沖與lCL7135工作所需的脈沖同步，此時(shí)定時(shí)器T0是否工作由BUSY控制，當(dāng)BUSY信號(hào)跳高時(shí)，T0才開(kāi)始工作。在這種情況下，由于定時(shí)器TOICL7135所用的時(shí)鐘不是同一路，因此應(yīng)找到TO所記錄的數(shù)據(jù)和ICL7135的測(cè)量脈沖之間的比例關(guān)系，如下： FTime=Fosc／12 FcLk=Fosc／6FTiMe是定時(shí)器所用系統(tǒng)晶振頻率，F(xiàn)clK是ICL7135輸入頻率3單元電路的設(shè)計(jì) 在單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的溫度測(cè)控系統(tǒng)中，對(duì)某些狀態(tài)參數(shù)，要求不僅能夠在線修改，而且斷電后能保持，以各上電后恢復(fù)系統(tǒng)的狀態(tài)。斷電數(shù)據(jù)保護(hù)方法可選用電可擦存儲(chǔ)器EEPROM。EEPROM適合數(shù)據(jù)交換量較少，對(duì)傳送速度要求不高的場(chǎng)合。EEPROM有并行和串行之分。并行EEPROM速度比串行快，容量大，但是很多情況下并不需要這麼大的容量，可選用串行EEPROM。串行芯片成本低，線路簡(jiǎn)單，工作可靠，占用單片機(jī)旦垡資源少。24系列串行EEPROM是目前單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用較多的EEPROM芯片。24系列串行EEPROM除具有體積小、功耗低，工作電壓允許范圍寬等特點(diǎn)外，還具有型號(hào)多，容量大，總線協(xié)議，占用口線少，芯片擴(kuò)展配置方便靈活，讀寫(xiě)操作相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。24系列串行EEPROM為串行的用電擦除的可編程CMOS只讀存儲(chǔ)器。自定時(shí)寫(xiě)周期包括自動(dòng)擦除時(shí)間不超過(guò)10ms，典型時(shí)間為5ms。擦除寫(xiě)入周期壽命一般都可達(dá)到l0萬(wàn)次以上。片內(nèi)數(shù)據(jù)保存壽命可達(dá)40年以上。采用單一電壓+5v，低功耗工作電流lmA，端口為三態(tài)門(mén)輸出，與TTL電平兼容．支持IIC總線傳輸規(guī)約。串行在EEPROM系統(tǒng)中總是作為從機(jī)工作，總線必須由一片可以產(chǎn)生串行時(shí)鐘的主器件控制，通常這個(gè)主器件是單片機(jī)，控制總線訪問(wèn)和產(chǎn)生啟動(dòng)和停止信號(hào)。對(duì)EEPROM進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，單片機(jī)是發(fā)送機(jī)，EEPROM是接收器；讀操作時(shí)則相反．AT24C02與AT89C52接口非常簡(jiǎn)單，，Wp接AT89C52的RST端，起復(fù)位的作用，Vcc接+5v。圖31AT24C02與AT89C52接口電路 當(dāng)將單片機(jī)用做測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)總要有被測(cè)量信號(hào)的輸入通道，由計(jì)算機(jī)拾取必要的輸入信息。對(duì)測(cè)控系統(tǒng)來(lái)講，對(duì)被控對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試和對(duì)控制條件的監(jiān)察也是不可缺少的環(huán)節(jié)．對(duì)被測(cè)對(duì)象狀態(tài)的拾取，一般都離不開(kāi)傳感器，這是因?yàn)楸粶y(cè)對(duì)象的狀態(tài)參數(shù)往往是一種非電物理量，而計(jì)算機(jī)只是一個(gè)能識(shí)別和處理電信號(hào)的數(shù)字系統(tǒng)，因此利用傳感器將非電物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)才能完成測(cè)量和控制任務(wù)。1．溫度傳感器 廣義上講，一切隨溫度變化而物體性質(zhì)亦發(fā)生變化的物質(zhì)均可作為溫度傳感器。一般真正能作為實(shí)際中可使用的溫度傳感器的物體一般需要具備下述條件： (1)物體的特性隨溫度的變化有較大的變化，且該變化量易于測(cè)量： (2)對(duì)溫度的變化有較好一一對(duì)應(yīng)關(guān)系； (3)性能誤差及老化小，重復(fù)性好，尺寸??； (4)有較強(qiáng)的耐機(jī)械，化學(xué)及熟作用等的特點(diǎn)； (5)與被檢測(cè)的溫度范圍和精度相適應(yīng)； (6)價(jià)格適宜，適合于批量生產(chǎn)； 本系統(tǒng)中選用的溫度傳感器是熱電阻。熱電阻是溫度測(cè)量中使用最廣泛的傳感器，其測(cè)溫區(qū)寬，測(cè)量的準(zhǔn)確度和靈敏度都較高，尤其在高溫范圍內(nèi)，有較高的精度。熟電阻已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)品系列化，易于選用。2．CD4051 在用單片機(jī)進(jìn)行溫度的測(cè)量和控制中，經(jīng)常需要有多路和多參數(shù)的采集和控制，如果每一路都單獨(dú)采用各自的輸入回路，即每一路采用放大，采樣、保持、A／D等環(huán)節(jié)，不僅成本比單路成倍的增加，而且會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)體積龐大，且由于模擬器件、阻容元件參數(shù)特性不一致，對(duì)系統(tǒng)的校準(zhǔn)帶來(lái)很大的困難，因此，除特殊的情況下采用多路獨(dú)立的放大、A／D外，通常采用公共的采樣保持及轉(zhuǎn)換電路，而要實(shí)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)，往往采用多路開(kāi)關(guān)。多路開(kāi)關(guān)的作用主要是用于信號(hào)切換，如在某一時(shí)刻接通某一路，讓該路信號(hào)輸入而讓其它路斷開(kāi)，從而達(dá)到信號(hào)切換的目的。模擬集成開(kāi)關(guān)是指在一個(gè)單片上包含多路開(kāi)關(guān)的集成開(kāi)關(guān)，具有切換速度高、無(wú)抖動(dòng)、易于集成等特點(diǎn)，COMS開(kāi)關(guān)，其通道電阻基本不隨輸入電壓變化而變化，且為線性電阻，傳輸非線性小，精度高，功耗低，具有較其他電子開(kāi)關(guān)明顯的特性好，成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此是一種應(yīng)用最廣泛的模擬開(kāi)關(guān)。CD4051該芯片是8通道雙向多路開(kāi)關(guān)，國(guó)產(chǎn)型號(hào)CC4051或5G4051。 使用時(shí)VCC接地。VDD～VEE最大電壓范圍為13～18V。當(dāng)需要傳送負(fù)的模擬信號(hào)時(shí)，VEE接負(fù)電源電壓；否則VEE接地。傳送的模擬信號(hào)峰一峰值最大為15V．INH為禁止端，當(dāng)外加低電平時(shí)，允許開(kāi)關(guān)選通工作；當(dāng)外加高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，A、B、C為地址線。也是通過(guò)3／8譯碼來(lái)選通。圖35所示為溫度信號(hào)測(cè)量部分。單片機(jī)通過(guò)控制多路模擬開(kāi)關(guān)CD4051用來(lái)選擇兩路由傳感器送來(lái)的溫度信號(hào)，=110時(shí)，傳感器一被選通，此時(shí)第一回路溫度測(cè)控系統(tǒng)工作；=100時(shí)，傳感器二被選通。 圖35溫度測(cè)量電路 在溫度測(cè)控系統(tǒng)中，根據(jù)被測(cè)控對(duì)象選擇了合適的溫度傳感器，從