【文章內容簡介】 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7表24 ADC00809的通道選擇 ADC0809的引腳圖及各引腳作用ADC0809芯片為28引腳雙列直插式封裝，其引腳排列見圖26。 圖26 AD0809的管腳圖（1）IN0－IN7：8條模擬量輸入通道。ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0－5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。（2）ADDA、ADDB、ADDC：模擬通道地址線。這3根地址線用于對模擬通道進行選擇，其譯碼關系如表所示，ADDA為低位地址，ADDC為高位地址。（3）ALE:地址鎖存信號。對應于ALE上跳沿時，ADDA、ADDB、ADDC地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。（4）START:轉換啟動信號。在START信號上跳沿時，所有內部寄存器清0；在START下跳沿時，開始進行A/D轉換。在A/D轉換期間，START信號應保持低電平。該信號可簡寫為ST。（5）D0~D7:數(shù)據(jù)輸出線。該數(shù)據(jù)輸出線為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機的數(shù)據(jù)總線直接相連。（6）OE:輸出允許信號。它用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉換后的數(shù)據(jù)。OE=0時輸出數(shù)據(jù)線呈高阻態(tài)；OE=1時輸出允許。（7）CLK:時鐘信號。ADC0809的內部沒有時鐘電路，所需時鐘信號由外界提供，通常使用頻率為500kHZ的時鐘信號。（8）EOC:轉換結束狀態(tài)信號。當EOC=0時，表示正在進行轉換；EOC=1時，表示轉換結束。實際使用中該狀態(tài)信號既可以作為查詢的狀態(tài)標志，還可以作為中斷請求信號使用。（9）Vef：參考電壓。參考電壓作為逐次逼近的基準，并用來與輸入的模擬信號進行比較。其典型值為+5V(Vref(+)=+5V、Vref()=0)。 溫度傳感器DS18B20DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO－92小體積封裝形式；溫度測量范圍為－55℃～＋125℃,可編程為9位～12位A/D轉換精度，℃，被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。這些特點使DS18B20非常適用于遠距離多點溫度檢測系統(tǒng)。 DS18B20的內部結構及管腳圖DS18B20的內部結構如圖27所示，主要由4部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。該裝置信號線高的時候，內部電容器儲存能量通由1線通信線路給片子供電，而且在低電平期間為片子供電直至下一個高電平的到來重新充電。圖 27 DS18B20的內部結構DS18B20的管腳排列如圖28所示，DQ為數(shù)字信號輸入／輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端。 該圖引自《單片機課程設計實例指導》圖 28 DS18B20的管腳排列 DS18B20技術性能描述(1) 獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。(2) 測溫范圍 －55℃～＋125℃，℃。(3) 支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點測溫。(4) 工作電源: 3～5V/；在使用中不需要任何外圍元件。(5) 測量結果以9～12位數(shù)字量方式串行傳送。(6) 適用于DN15～25,DN40～DN250各種介質工業(yè)管道和狹小空間設備測溫。(7) PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設備連接。 DS18B20的溫度處理過程 DS18B20的初始化（1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。（2） 延時（該時間要求的不是很嚴格，但是盡可能的短一點）。（3） 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。（4） 延時750微秒（該時間的時間范圍可以從480到960微秒）。（5） 數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。（6） 延時等待（如果初始化成功則在15到60毫秒時間之內產(chǎn)生一個由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應注意不能無限的進行等待，不然會使程序進入死循環(huán)，所以要進行超時控制）。（7） 若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時間算起）最少要480微秒。（8） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結束。其時序如圖29所示： 該圖引自《單片微型計算機原理及接口技術》 圖29 初始化時序 DS18B20的寫操作（1） 數(shù)據(jù)線先置低電平“0”。（2） 延時確定的時間為15微秒。（3） 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。（4） 延時時間為45微秒。（5） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。（6） 重復上（1）到（6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。（7） 最后將數(shù)據(jù)線拉高。DS18B20的寫操作時序圖如圖210所示。 該圖引自《單片微型計算機原理及接口技術》 圖210 寫時序 DS18B20的讀操作（1）將數(shù)據(jù)線拉高“1”， 延時2微秒。（2）將數(shù)據(jù)線拉低“0”， 延時15微秒。（3）將數(shù)據(jù)線拉高“1”， 延時15微秒。（4）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個狀態(tài)位，并進行數(shù)據(jù)處理。（5）延時30微秒。DS18B20的讀操作時序圖如圖211所示。該圖引自《單片微型計算機原理及接口技術》圖 211讀時序 LED數(shù)碼管顯示 LED數(shù)碼管顯示器的結構LED顯示器是一種由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也可稱為數(shù)碼管。單片機系統(tǒng)中通常使用8段LED數(shù)碼顯示器，其外形及引腳如圖212（a）所示，由圖可見8段LED顯示器由8個發(fā)光二極管組成。其中7個長條形的發(fā)光二極管排列成“日”字形，另一個圓點形的發(fā)光二極管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點用，通過不同的組合可用來顯示各種數(shù)字，包括A～F在內的部分英文字母和小數(shù)點“ ．”等字樣。 圖 212 LED數(shù)碼管顯示的結構LED顯示器有兩種不同的形式：一種是8個發(fā)光二極管的陽極都連在一起構成公共陽極，使用時公共陽極接+5V,每個發(fā)光二極管的陽極通過電阻與輸入端相連。當陰極端輸入低電平時，段發(fā)光二極管就導通點亮，而輸入高電平時不點亮。稱為共陽極LED顯示器；另一種是8個發(fā)光二極管的陰極都連在一起構成公共陰極，使用時公共陰極接地，每個發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。當陽極端輸入高電平時，段發(fā)光二極管就導通點亮，而輸入低電平時不點亮。稱為共陰極LED顯示器。如圖212（b）所示。 LED數(shù)碼管顯示器的顯示段碼為了顯示字符，要為LED顯示器提供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個“8”字形字符的7段，再加上1個小數(shù)點位，共計8段，因此提供給LED顯示器的顯示段碼為1個字節(jié)。各段碼位的對應關系如表25： 表25 段碼位的對應表段碼位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0顯示段 dp g f e d c b a用LED顯示器顯示十六進制數(shù)和空白字符與P的顯示段碼如表26所示。字型共陽極段碼共陰極段碼 字型共陽極段碼共陰極段碼 0 C0H 3FH 9 90H 6FH 1 F9H 06H A 88H 77H 2 A4H 5BH B 83H 7CH 3 B0H 4FH C C6H 39H 4 99H 66H D A1H 5EH 5 92H 6DH E 86H 79H 6 82H 7DH F 84H 71H 7 F8H 07H 空白 FFH 00H 8 80H 7FH P 8CH 73H 表26 十六進制數(shù)和空白字符與P的顯示段碼共陰和共陽結構的LED顯示器各筆劃段名和安排位置是相同的，當二極管導通時，相應的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合從而顯示各種字符。8個筆劃段dpgfedcba對應于1B（8位）的DDDDDDDD0，于是用8位二進制碼就可以表示欲顯示字符的字形代碼。例如，對于共陰極LED顯示器，當公共陰極接地（為零電平），而陽極dpgfedcba各段為01110011時，顯示器顯示“P”字符，即對于共陰極LED顯示器，“P”字符的字形碼是073。如果是共陽極LED顯示器，公共陽極接高電平，顯示“P”字符的字形代碼應為10001100（0x8C）。這里必須注意的是：很多產(chǎn)品為方便接線，常不按規(guī)則的方法去對應字段與位的關系，這時字形碼就必須根據(jù)接線自行設計了。 LED顯示器的參數(shù) 由于LED顯示器是以LED為基礎的，所以它的光、電特性及極限參數(shù)意義大部分與發(fā)光二極管的相同。但由于LED顯示器內含多個發(fā)光二極管，所以需有如下特殊參數(shù)：　　(1) 發(fā)光強度比 由于數(shù)碼管各段在同樣的驅動電壓時，各段正向電流不相同，所以各段發(fā)光強度不同。所有段的發(fā)光強度值中最大值與最小值之比為發(fā)光強度比。～。 (2) 脈沖正向電流 若筆畫顯示器每段典型正向直流工作電流為IF，則在脈沖下，正向電流可以遠大于IF。脈沖占空比越小，脈沖正向電流可以越大。 第三章．鍋爐液位控制的硬件設計系統(tǒng)的硬件結構主要包括：STC89C52RC、4個液位傳感器、1個溫度傳感器DS18B逐次逼近式A/D換器ADC080雙向可控硅驅動電路MOC3041和雙向晶閘管Z0409MF等。此外，還有鍵盤／顯示電路、報警輸出電路等。（由于資金原因及市場上很難買到，4個液位傳感器用一個10K的電位器模擬，水泵的狀態(tài)用3個發(fā)光二極管模擬。）它的工作流程如下：開始，由電位器每隔5s對水位進行采樣，并輸出05V模擬信號，再經(jīng)A／D轉換變成相應的數(shù)字信號，送入STC89C52單片機進行數(shù)據(jù)處理。單片機經(jīng)運算后,與設定的液位值(下限液位H上限液位H下下限液位H上上限液位H4)依次進行比較：若H1HXH2：則表示正常液位，水位指示燈亮，呈紅色，水泵工作開度最小，其指示燈有一個亮，呈紅色；若H3=HX=H1：則表示處于下下限與下限液位之間，水泵處于正常開度狀態(tài)，有倆個工作指示燈亮，呈紅色；若H2=HX=H4：則表示處于上限與上上限液位之間，停止水泵供水，水泵工作指示燈全滅；液位正常指示燈滅；若HX=H3：則表示達至下下限液位，水泵處于最大開度狀態(tài)加水，三個工作指示燈全亮，并啟動報警器報警；若HX=H4：則表示達至上上限液位，水泵處于全關狀態(tài)，三個工作指示燈全滅，并啟動報警器報警；同時數(shù)字溫度傳感器DS18B20把采集到的溫度值送到單片機中經(jīng)處理后，通過74LS164驅動的靜態(tài)數(shù)碼管顯示其采集到的溫度值。壓力傳感器把采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)A/D0809轉換之后送到單片機經(jīng)過處理后，也通過數(shù)碼管顯示其壓力值。在設計中有一個溫度與壓力值交替顯示的按鍵，它可以按人們的意愿去選擇顯示溫度值還是壓力值。如果報警器啟動后，設有報警消除按鈕，消除報警；有溫度和壓力轉換按鈕，可以輪流顯示溫度和壓力值。 系統(tǒng)設計的總體框圖單片機STC89C52執(zhí)行機構水泵ADC0809鍋爐傳感器鍵盤顯示報警給定值圖31 系統(tǒng)的總體框圖 在實際的硬件電路中，用3個發(fā)光二極管來模擬水泵的全開，半開，全關三種狀態(tài)。4個液位傳感器用一個電位器來模擬，通過調節(jié)電位器的電壓值大小，來模擬液位的幾種狀態(tài)。執(zhí)行機構為MOC3041雙向可控硅來驅動水泵的工作，報警器件選擇壓電蜂鳴器。 鍵盤控制電路設計為了便于實現(xiàn)各種的控制要求，智能調節(jié)器必須具備快速設置被控參數(shù)且操作方便，還必須增加鍵盤裝置。鍵盤控制有矩陣式和獨立式兩中。 矩陣式鍵盤又有編碼式和非編碼式。單片機系統(tǒng)中普遍使用非編碼式鍵盤，這類鍵盤應主要解決以下幾個問題：（1） 鍵的識別。（2） 如何消除鍵的抖動。（3） 鍵的保護。在以上幾個問題中，最主要的是鍵的識別。對于鍵的識別，既可以采用程序掃描的方法，也可以采用專用的可編程鍵盤顯示接口8279.獨立式按鍵就是各按鍵相互獨立，每個按鍵單獨占用一根I/O口線，每根I/O口線的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他I/O口線上的工作狀態(tài)。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個按鍵被按下了。它的優(yōu)點是：電路配置靈活，硬件結構簡單。缺點是：每個按鍵需占用一根I/O口線，在按鍵數(shù)量較多時，I/O口浪費大，電路結構顯得復雜