【文章內(nèi)容簡介】 圖 38 LED顯示電路 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計AD7705 是十六位分辨率的A/D 轉(zhuǎn)換器，兩通道全差分模擬輸入，使用+5V 單電源,主要應(yīng)用于低頻測量。它利用了Σ△轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)了16位無誤碼數(shù)據(jù)輸出,三線數(shù)字接口，可以通過串行輸入接口，由軟件配置芯片的增益值、輸入信號極性和數(shù)據(jù)更新速率，非常靈活方便。 AD7705 簡介AD7705二全差分輸入通道的ADC ,十六位無丟失代碼， %非線性；可編程增益：1～128 ；三線串行接口；具有模擬輸入端緩沖器；工作電壓： ～～5. 25V；低功耗，3V 電壓時, 最大功耗為1mW；等待電流的最大值為8μA； 16 腳DIP、SOIC和TSSOP 封裝。引腳功能如下：：串行時鐘輸入。將一個外部的串行時鐘加于這一輸入端口，以訪問 TM7705 的串V行數(shù)據(jù)； IN：為轉(zhuǎn)換器提供主時鐘信號。能以晶振或外部時鐘的形式提供。晶振可以接在MCLK IN 和MCLK OUT 二引腳之間。此外，MCLK IN 也可用CMOS 兼容的時鐘驅(qū)動，而MCLK OUT 不連接。時鐘頻率的范圍為500kHz～5MHz； OUT：當主時鐘為晶振時，晶振在MCLK IN 和MCLK OUT之間。如果在MCLK IN 引腳處接上一個外部時鐘，MCLK OUT 將提供一個反相時鐘信號。這個時鐘可以用來為外部電路提供時鐘源，且可以驅(qū)動一個CMOS負載。如果用戶不需要，MCLK OUT 可以通過時鐘寄存器中的CLK DIS 位關(guān)掉。這樣，器件不會在MCLK OUT 腳上驅(qū)動電容負載而消耗不必要的功率；：片選，低電平有效的邏輯輸入，選擇TM7705。將該引腳接為低電平，TM7705 能以三線接口模式運行(以SCLK、DIN 和DOUT 與器件接口)；：復位輸入。低電平有效的輸入，將器件的控制邏輯、接口邏輯、校準系數(shù)、數(shù)字濾波器和模擬調(diào)制器復位至上電狀態(tài)；(+)：差分模擬輸入通道2 的正輸入端；(+)：差分模擬輸入通道1 的正輸入端；()：差分模擬輸入通道1 的負輸入端； IN(+)：差分基準輸入的正輸入端?；鶞瘦斎胧遣罘值?，并規(guī)定REF IN(+)必須大于REF IN()。REFIN(+)可以取VDD 和GND 之間的任何值； IN()：差分基準輸入的負輸入端。REF IN()可以取VDD 和GND 之間的任何值，且滿足REF IN(+)大于REF IN()；()：差分模擬輸入通道2 的負輸入端；：DRDY邏輯低電平表示可從TM7705 的數(shù)據(jù)寄存器獲取新的輸出字，完成對一個完全的輸出字的讀操作后，DRDY 引腳立即回到高電平；：串行數(shù)據(jù)輸出端。從片內(nèi)的輸出移位寄存器讀出的串行數(shù)據(jù)由此端輸出；：串行數(shù)據(jù)輸入端。向片內(nèi)的輸入移位寄存器寫入的串行數(shù)據(jù)由此輸入；：電源電壓，+～+；：內(nèi)部電路的地電位基準點。圖39 AD7705與單片機的接口電路 A/D轉(zhuǎn)換電路AD7705 的串行接口包括5 個信號：即CS 、SCLK、DIN 、DOUT 和DRDY 。DIN線用來向片內(nèi)寄存器傳輸數(shù)據(jù)，而DOUT 線用來訪問寄存器里的數(shù)據(jù)。SCLK 是串行時鐘輸入，所有的數(shù)據(jù)傳輸都和SCLK 信號有關(guān)。DRDY 線作為狀態(tài)信號，以提示數(shù)據(jù)什么時候已準備好從寄存器讀數(shù)據(jù)。在一般的簡單系統(tǒng)中,常常只有1 片AD7705 或其它共用口線的器件,故CS 通常接低電平,節(jié)省了單片機的輸出輸入控制線,這樣就可以配置成三線連接方式。三線連接方式下決定數(shù)據(jù)寄存器是否被更新也即是確定數(shù)據(jù)寄存器是否可以被讀,只有通過查詢通信寄存器DRDY 位來判斷,這種做法的代價是時間開銷較多,它并不適用于實時性要求比較強的系統(tǒng)。比較好的辦法是監(jiān)控硬件DRDY 引腳的狀態(tài),以決定數(shù)據(jù)寄存器是否被更新,硬件DRDY 引腳的輸出與通信寄存器DRDY 位同步,DRDY 引腳一旦變成低電平,表明數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)已經(jīng)更新,可以讀取。所以DRDY 輸出引腳接至CPU 的INT0 或INT1 就可以實現(xiàn)中斷或者查詢方式的監(jiān)控。但不管是查詢方式還是中斷方式,都需要增加一根數(shù)據(jù)線。如圖310所示。圖310 A/D轉(zhuǎn)換電路常用的單片機程序設(shè)計語言有兩種：匯編語言和C語言，匯編語言是一種用匯編指令表示的程序設(shè)計語言，它的指令跟計算機的機器語言指令一一對應(yīng)，能控制計算機的硬件系統(tǒng)，程序效率高，占用內(nèi)存小。缺點是屬初級語言，需要相關(guān)的硬件結(jié)構(gòu)的情況下學習編程，編程難，移植性差。C語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言，兼有高級語言和初級語言的部分特點。具有豐富的可調(diào)用的函數(shù)庫，可免去很多重復設(shè)計。所以目前C語言在單片機軟件開發(fā)中占有相對優(yōu)勢。本系統(tǒng)采用C語言來進行單片機的程序設(shè)計和開發(fā)，整個程序由主程序和若干功能程序組成。主程序是整個程序的主題結(jié)構(gòu)，負責整個系統(tǒng)各模塊相互關(guān)系和次序。系統(tǒng)總流程圖如圖41所示，首先給系統(tǒng)上電以后，初始化系統(tǒng)，初始化包括初始化二氧化碳傳感器、單片機、LED，整個系統(tǒng)軟件由以上部分組成。圖41系統(tǒng)總流程圖 A/D轉(zhuǎn)換流程圖首先，設(shè)置ADC0809選擇和讀取信號，使模擬的二氧化碳濃度信號進行A/D轉(zhuǎn)化，在等待轉(zhuǎn)化完畢后，調(diào)用儲存程序。儲存子程序主要是把之前所存儲的濃度值存入后一位寄存器中，以便按鍵調(diào)用顯示。最后，把讀取的數(shù)字信號經(jīng)行處理，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的十進制二氧化碳濃度值，存入對應(yīng)寄存器中。具體流程如圖42所示。圖42 A/D轉(zhuǎn)換流程圖本次設(shè)計以測量CO2濃度，故測量到CO2濃度的精確度是本次設(shè)計的關(guān)鍵因素，需要測量到精確地CO2濃度數(shù)值就必須有一個嚴謹?shù)牧鞒虉D，CO2濃度測量流程圖如圖43所示。圖43 CO2濃度測量流程圖本次課程設(shè)計主要研究基于單片機的CO2濃度檢測系統(tǒng)設(shè)計的過程，在本課程設(shè)計過程中，硬件方面的重點是二氧化碳濃度檢測電路與控制電路，以及顯示電路的設(shè)計；軟件方面的重點是對二氧化碳濃度的采集、顯示和多種控制形式的程序設(shè)計等。本次設(shè)計通過有線通信進行CO2濃度檢測、顯示和處理。整個系統(tǒng)主要包括CO2濃度檢測采集終端和顯示。CO2濃度檢測采集終端又包括CO2濃度檢測傳感器TGS4160AT89C51單片機和LED顯示三部分。本設(shè)計雖然已經(jīng)完成，但是由于時間和能力方面的限制，仍然存在著需要改進的地方。系統(tǒng)雖然可以應(yīng)用到檢測空氣中CO2濃度，但對某些要求較高的場所可能會有精度和設(shè)計不足的問題。致謝在此，我衷心地感謝所有在我做課程設(shè)計期間幫助過我的人。首先我要感謝我的指導老師的大力指導，為我在完成課程設(shè)計的過程中提供了很多指導性的意見，使我受益匪淺。在此，我衷心感謝老師們給予我的幫助和教育。 此外，還要衷心感謝在我完成畢業(yè)設(shè)計過程提供過幫助的同學，他們的幫助對我完成對課題的理解和論文的撰寫，起到了很大的作用。這次論文從選題、實驗到最終完成，每一步都是在老師的精心安排和悉心指導下完成的，傾注了老師大量的心血。她淵博的學識，豐富的經(jīng)驗，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，事業(yè)上積極進取的精神對我影響深遠。在此，謹向曾萱老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！謝謝老師在我撰寫論文的過程中給予我極大地幫助。同時，論文的順利完成，也離不開同組其他同學的關(guān)心和幫助，在此對他們表示衷心的感謝。在整個論文創(chuàng)作中，各位老師、同學和朋友給我提供了寶貴的建議和意見，使得論文順利完成。 參考文獻1．劉雨棣，雷新穎. 計算機控制技術(shù)[M]. 西安交通大學出版社. 2013年11月2. 林敏. 計算機控制技術(shù)及工程應(yīng)用[M].國防工業(yè)出版社. 2010年6月3．，20084．,2009 ．傳感器與信號調(diào)理器件應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：科學技術(shù)出版社，2002，8485 附錄檢測主程序include //調(diào)用外函數(shù)//include include include include include include /**********初始化CPU************[2]/void init_cpu() //初始化cpu{ EA=1。 TR0=1。 TR1=1。 TMOD=0x11。 TH1=0x3c。 TL1=0xb0。}/*void time1(void) interrupt 3 using 1 { TH1=(6553650000)/256。 TL1=(6553650000)%256。 keyval=P1。 } //初始化CPU結(jié)束//void main_menu_initial() //LED主菜單初始化.//{ main1_menu[0].display=measurearray。 //定義一個”開始測量“數(shù)組// main1_menu[0].subs=NULL。 main1_menu[0].children_menus=measure_menu。 main1_menu[0].parent_menus=NULL。}void measure_menu_initial() //“開始測量”菜單設(shè)置//{ measure_menu[0].menu_count=2。 measure_menu[0].display=qr。 //開始測量函數(shù), 確認. measure_menu[0].subs=start_measure_function。 //開始測量函數(shù) measure_menu[0].children_menus=NULL。 measure_menu[0].parent_menus=main1_menu。 measure_menu[1].menu_count=2。 measure_menu[1].display=qx。 measure_menu[1].subs=NULL。 measure_menu[1].children_menus=NULL。 measure_menu[1].parent_menus=main1_menu。 } //還有void store_menu_initial()、void time_menu_initial()//void led_menu_pro() { max_item=menu_ledmenu_count。 switch(keyval) { case 0: break。 case 1: //向上鍵 if(user_choosen==0) { user_choosen=max_item。 } shuaxin=1。 user_choosen。 break。 }if(shuaxin) //是否需要刷新LCD標志位. { Clr_Scr()。 shuaxin=0。 } led_menu_show()。 }v oid led_