【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7（3）數(shù)字量輸出及控制線：11條START 為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)START上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，START應(yīng)保持低電平。EOC位轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=1,輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7D0位數(shù)字?jǐn)?shù)出線。（4）電源線及其他：5條CLOCK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須有外界提供，通常使用頻率為500KHz的時(shí)鐘信號(hào)。Vcc為+5V電源線。GND為地線。Vref(+)和Vref()為參考電壓輸入，參考電壓用來(lái)與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。其典型去值：Vref(+)=+5v,Vref()=0v.熱電式傳感器是溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的裝置，它利用敏感元件的電磁參數(shù)隨溫度變化而變化的特性來(lái)達(dá)到測(cè)量目的。本設(shè)計(jì)是用熱電阻傳感器來(lái)進(jìn)行測(cè)量的，熱電阻的特點(diǎn)是精度高，適用于測(cè)低溫。雖然大多數(shù)金屬的電阻值隨溫度變化而變化，然而并不是所有的金屬都能作為測(cè)量溫度的熱電阻。作為測(cè)量溫度熱電阻的金屬材料應(yīng)具有如下特性：電阻溫度系數(shù)大，電阻率要大，熱容量下；在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)應(yīng)具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)；電阻與溫度的關(guān)系最好近似于線性，或?yàn)槠交那€；并要求容易加工，復(fù)制性好，價(jià)格便宜。目前應(yīng)用最廣發(fā)的熱電阻材料試鉑和銅并且已做成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫?zé)犭娮瑁驹O(shè)計(jì)選用的是鉑電阻。雖然大多數(shù)金屬的電阻值隨溫度變化而變化，然而并不是所有的金屬都能作為測(cè)量溫度的熱電阻。作為測(cè)量溫度熱電阻的金屬材料應(yīng)具有如下特性：電阻溫度系數(shù)大，電阻率要大；在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)應(yīng)具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)；電阻與溫度的關(guān)系最好近似于線性，或?yàn)槠交那€；并要求容易加工，復(fù)制性好，價(jià)格便宜。目前應(yīng)用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅并且已做成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫?zé)犭娮?，本設(shè)計(jì)選用的是鉑電阻。鉑電阻的特點(diǎn)是精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。鉑在氧化性氣氛中，甚至在高溫下的物理、化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。因此鉑被公認(rèn)為是目前制造熱電阻的最好材料。鉑電阻作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)使用，也常被用在工業(yè)測(cè)量中。此外，還被廣乏地應(yīng)用于溫度的基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的傳遞。采樣的輸入采用差分電路如圖33所示: 令R55=R24=R25=R47,則此時(shí)為減法器輸出：Vo=Vi1。圖33 差分放大器第4章 顯示系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)及鍵盤控制 顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)顯示系統(tǒng)是單片機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于顯示各種參數(shù)的值，以便使現(xiàn)場(chǎng)工作人員能夠及時(shí)掌握生產(chǎn)過(guò)程。工業(yè)控制系統(tǒng)中常用的顯示器件有CRT、LED、LCD等。LED成本低廉，功耗低等優(yōu)點(diǎn)，多用于單片機(jī)控制系統(tǒng)中，所以選用LED顯示 LED顯示器件的工作原理LED是一種電流發(fā)光器件．它既可以工作在恒定電流狀態(tài)，又可以工作在脈沖電流狀態(tài)。在平均電流相同的情況下，脈沖工作狀態(tài)可產(chǎn)生比直流工作狀態(tài)較強(qiáng)的亮度，一般每秒鐘可導(dǎo)通100—500次，每次為幾個(gè)毫秒：LED有單個(gè)發(fā)光二極管、七段(或八段)LED顯示器和LED點(diǎn)陣顯示器等類型。發(fā)光顏色有紅、綠、黃等。LED顯示器每段正常發(fā)光需直流電流1020mA，發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)．。七段LED顯示器是由7個(gè)LED按—定的圖形排列組成，如圖31(a)所示，七段LED顯示器的各個(gè)二極管分別稱為a、b、c、d、e、f、g段，有些七段顯示器增加一個(gè)dp段表示小數(shù)點(diǎn)，也稱為八段LED顯示器。七段LED顯示器有兩種結(jié)構(gòu)：共陰極七段LED顯示器和共陽(yáng)極七段LED顯示器，如圖41(b)、(c)所示。所有二極管的陰極接在一起的稱為共陰極七段LED顯示器；所有二極管的陽(yáng)極接在一起的稱為共陽(yáng)極七段LLD顯示器。共陽(yáng)極七段LED顯示器工作時(shí)，二極管的公共陽(yáng)極接向電平“1”．各段的陰極接與共陽(yáng)七段碼相對(duì)應(yīng)的低電平。共陰極七段LED顯示器工作時(shí)，其公共極接到低電平，各段的陽(yáng)級(jí)接與共陰七段碼相對(duì)應(yīng)的高電平。在實(shí)際應(yīng)用中，除公共極外，其他各極應(yīng)串接一個(gè)電阻后再接到相應(yīng)電平。電阻的作用是限制流過(guò)LED中的電流以保證在發(fā)光時(shí)二極管不因電流過(guò)大而被燒壞。將數(shù)碼管的引腳和單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出口相連，控制輸出的數(shù)據(jù)可以使數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字和字符，通常稱控制發(fā)光二極管的8位字節(jié)數(shù)據(jù)為段選碼。7段LED段選碼如表41所示?？梢钥闯?，共陽(yáng)極和共陰極的段選碼互為補(bǔ)數(shù)。 （a）典型七段LED器件 （b）共陽(yáng)極LED顯示器 （c）共陰極LED顯示器圖41七段LED顯示器的結(jié)構(gòu)原理表41 7段LED段選碼顯示字符共陰極段選碼共陽(yáng)極段選碼顯示字符共陰極段選碼共陽(yáng)極段選碼03FHC0HC3EHC6H106HF9HD5EHAH25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH56DH92HU3EHC1H67DH82HR31HCEH707HF8HY6EH91H87FH80H8.FFH00H96FH90H“滅”00HFFHA77H88HB7CH83H LED顯示電路設(shè)計(jì)LED的顯示有靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。在靜態(tài)顯示方式下，N塊顯示器件都處于選通狀態(tài)；每一塊顯示器件的段選線和一個(gè)8位的并行口相連，只要控制顯示位的段選碼，就可顯示出相應(yīng)的字幅。由于顯示器件由不同的I/O控制，所以靜態(tài)顯示方式中的每一位都可以獨(dú)立顯示，在同一時(shí)刻每一位顯示的字符可以各不相同。LED動(dòng)態(tài)顯示就是將所有顯示位的段選線并聯(lián)在一起，有一個(gè)8位I/O口控制，而位選線則有其他的I/O口控制，通過(guò)程序控制，不斷循環(huán)輸出相應(yīng)的段選碼和位選碼，由于人的視覺(jué)暫留效應(yīng)，就可以獲得視覺(jué)穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。本設(shè)計(jì)選用的是串行口動(dòng)態(tài)掃描顯示，其電路圖如42所示。圖42 串行動(dòng)態(tài)LED掃描電路圖42是電原理圖，使用廉價(jià)易得的74HC164和74LS138作為擴(kuò)展芯片。74LS164是一個(gè)8位串入并出的移位寄存器，其此處的功能是將8051串行通信口輸出的串行數(shù)據(jù)譯碼并在其并口線上輸出，從而驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管,本4LS138是一個(gè)38譯碼器，它將單片機(jī)輸出的地址信文中采用NXP公司的74HC64。7號(hào)譯碼后動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的LED。但74LS138電流驅(qū)動(dòng)能力較小，為此，使用了未級(jí)驅(qū)動(dòng)三極管2SA1015作為地址驅(qū)動(dòng)。報(bào)警系統(tǒng)的電路圖如圖43所示。報(bào)警是微機(jī)控制系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，主要用于保證生產(chǎn)過(guò)程的正常運(yùn)行和操作者的生命安全。在生產(chǎn)過(guò)程中控制系統(tǒng)隨時(shí)檢測(cè)被控對(duì)象的一些重要參數(shù)，當(dāng)超出允許范圍是，控制系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，引起操作者的注意以便采取相應(yīng)的措施。智能型的報(bào)警系統(tǒng)不僅能夠發(fā)出聲光報(bào)43報(bào)警系統(tǒng)的電路圖警系統(tǒng)不僅能夠發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，甚至可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單故障的自動(dòng)處理。圖43報(bào)警系統(tǒng)的電路圖 鍵盤控制的設(shè)計(jì)鍵盤按結(jié)構(gòu)的不同可分為獨(dú)立式按鍵和行列式鍵盤兩類，每類按譯碼方式的不同又分為編碼式和非編碼式兩種。單片機(jī)中一般使用的都是用軟件來(lái)識(shí)別和產(chǎn)生鍵代碼的非編碼鍵盤。 行列式鍵盤的編碼方式由靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。靜態(tài)接口主要由一個(gè)行編碼器和一個(gè)列編碼器構(gòu)成；動(dòng)態(tài)接口可采用計(jì)數(shù)器、譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成。這兩種鍵盤由硬件完成鍵的編碼任務(wù)。 一般在小型儀器儀表和控制系統(tǒng)中，使用較多的是行列式和獨(dú)立式的非編碼鍵盤；如果系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)多鍵同時(shí)按下的處理，則用非編碼獨(dú)立方式較為合適。 本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立式按鍵方式，主要通過(guò)4個(gè)鍵，SSSS4來(lái)實(shí)現(xiàn)指定顯示某一電路，當(dāng)S1斷開(kāi)時(shí)，為巡回檢測(cè)電路，當(dāng)S1閉合時(shí)，指定顯示電路的通道數(shù)與SSS4的關(guān)系見(jiàn)下表42 表42鍵對(duì)應(yīng)的通道數(shù) S4S3S2對(duì)應(yīng)通道數(shù)00000011010201131004101511061117 “1’”表示鍵閉合，“0”表示鍵斷開(kāi)。 系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源是單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅為測(cè)控系統(tǒng)提供多路電源電壓，還直接影響到系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和抗干擾性能。特別是單片開(kāi)關(guān)電源的迅速推廣應(yīng)用，為設(shè)計(jì)新型、高效、節(jié)能電源創(chuàng)造了良好的條件。此設(shè)計(jì)中選用的三端固定集成穩(wěn)壓器為78L05，其電路圖如圖44所示。此系統(tǒng)中除了提供主系統(tǒng)電源即單片機(jī)電源以外，還需要提供+1V電源，我是按照電阻分壓原理直接在系統(tǒng)電源上分壓得到的。圖44 電源電路原理圖 第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主控模塊的系統(tǒng)設(shè)計(jì)在主模塊中的主要程序是溫度檢測(cè)程序，溫度檢測(cè)程序主要由以下幾個(gè)方面構(gòu)成：采樣周期T的確定：如果對(duì)控制系統(tǒng)的速度要求不高，且計(jì)算機(jī)的工作任務(wù)較少，采樣周期可通過(guò)軟件程序?qū)崿F(xiàn)；否則應(yīng)通過(guò)擴(kuò)展時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)。采樣開(kāi)關(guān)通道號(hào)的控制：控制采樣開(kāi)關(guān)選擇要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的通道。A/D轉(zhuǎn)換：實(shí)現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)軟件介紹：本程序由系統(tǒng)初始化程序和中斷程序組成。初始化程序完成中斷向量和定時(shí)器初值的設(shè)定；中段程序完成數(shù)據(jù)采樣工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)8個(gè)通道的巡回檢測(cè)。初始化程