【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(jiàn)圖26。 圖26 AD0809的管腳圖（1）IN0－IN7：8條模擬量輸入通道。ADC0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是0－5V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)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(duì)模擬通道進(jìn)行選擇，其譯碼關(guān)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(hào)。對(duì)應(yīng)于ALE上跳沿時(shí)，ADDA、ADDB、ADDC地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。（4）START:轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。在START信號(hào)上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清0；在START下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。在A/D轉(zhuǎn)換期間，START信號(hào)應(yīng)保持低電平。該信號(hào)可簡(jiǎn)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(jī)的數(shù)據(jù)總線直接相連。（6）OE:輸出允許信號(hào)。它用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。OE=0時(shí)輸出數(shù)據(jù)線呈高阻態(tài)；OE=1時(shí)輸出允許。（7）CLK:時(shí)鐘信號(hào)。ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，通常使用頻率為500kHZ的時(shí)鐘信號(hào)。（8）EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)。當(dāng)EOC=0時(shí)，表示正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；EOC=1時(shí)，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。實(shí)際使用中該狀態(tài)信號(hào)既可以作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，還可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。（9）Vef：參考電壓。參考電壓作為逐次逼近的基準(zhǔn)，并用來(lái)與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)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(cè)量范圍為－55℃～＋125℃,可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)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(diǎn)使DS18B20非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。該裝置信號(hào)線高的時(shí)候，內(nèi)部電容器儲(chǔ)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(gè)高電平的到來(lái)重新充電。圖 27 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20的管腳排列如圖28所示，DQ為數(shù)字信號(hào)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(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)》圖 28 DS18B20的管腳排列 DS18B20技術(shù)性能描述(1) 獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。(2) 測(cè)溫范圍 －55℃～＋125℃，℃。(3) 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。(4) 工作電源: 3～5V/；在使用中不需要任何外圍元件。(5) 測(cè)量結(jié)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(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測(cè)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(shè)備連接。 DS18B20的溫度處理過(guò)程 DS18B20的初始化（1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。（2） 延時(shí)（該時(shí)間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點(diǎn)）。（3） 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。（4） 延時(shí)750微秒（該時(shí)間的時(shí)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(shí)等待（如果初始化成功則在15到60毫秒時(shí)間之內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來(lái)確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無(wú)限的進(jìn)行等待，不然會(huì)使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時(shí)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(shí)，其延時(shí)的時(shí)間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時(shí)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(jié)束。其時(shí)序如圖29所示： 該圖引自《單片微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)》 圖29 初始化時(shí)序 DS18B20的寫操作（1） 數(shù)據(jù)線先置低電平“0”。（2） 延時(shí)確定的時(shí)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(shí)時(shí)間為45微秒。（5） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。（6） 重復(fù)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(shí)序圖如圖210所示。 該圖引自《單片微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)》 圖210 寫時(shí)序 DS18B20的讀操作（1）將數(shù)據(jù)線拉高“1”， 延時(shí)2微秒。（2）將數(shù)據(jù)線拉低“0”， 延時(shí)15微秒。（3）將數(shù)據(jù)線拉高“1”， 延時(shí)15微秒。（4）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。（5）延時(shí)30微秒。DS18B20的讀操作時(shí)序圖如圖211所示。該圖引自《單片微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)》圖 211讀時(shí)序 LED數(shù)碼管顯示 LED數(shù)碼管顯示器的結(jié)構(gòu)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(jī)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(jiàn)8段LED顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成。其中7個(gè)長(zhǎng)條形的發(fā)光二極管排列成“日”字形，另一個(gè)圓點(diǎn)形的發(fā)光二極管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點(diǎn)用，通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示各種數(shù)字，包括A～F在內(nèi)的部分英文字母和小數(shù)點(diǎn)“ ．”等字樣。 圖 212 LED數(shù)碼管顯示的結(jié)構(gòu)LED顯示器有兩種不同的形式：一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極都連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極，使用時(shí)公共陽(yáng)極接+5V,每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極通過(guò)電阻與輸入端相連。當(dāng)陰極端輸入低電平時(shí)，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平時(shí)不點(diǎn)亮。稱為共陽(yáng)極LED顯示器；另一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時(shí)公共陰極接地，每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過(guò)電阻與輸入端相連。當(dāng)陽(yáng)極端輸入高電平時(shí)，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平時(shí)不點(diǎn)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L(zhǎng)ED顯示器提供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個(gè)“8”字形字符的7段，再加上1個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)8段，因此提供給LED顯示器的顯示段碼為1個(gè)字節(jié)。各段碼位的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表25： 表25 段碼位的對(duì)應(yīng)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(jìn)制數(shù)和空白字符與P的顯示段碼如表26所示。字型共陽(yáng)極段碼共陰極段碼 字型共陽(yáng)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(jìn)制數(shù)和空白字符與P的顯示段碼共陰和共陽(yáng)結(jié)構(gòu)的LED顯示器各筆劃段名和安排位置是相同的，當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)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(gè)筆劃段dpgfedcba對(duì)應(yīng)于1B（8位）的DDDDDDDD0，于是用8位二進(jìn)制碼就可以表示欲顯示字符的字形代碼。例如，對(duì)于共陰極LED顯示器，當(dāng)公共陰極接地（為零電平），而陽(yáng)極dpgfedcba各段為01110011時(shí)，顯示器顯示“P”字符，即對(duì)于共陰極LED顯示器，“P”字符的字形碼是073。如果是共陽(yáng)極LED顯示器，公共陽(yáng)極接高電平，顯示“P”字符的字形代碼應(yīng)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(duì)應(yīng)字段與位的關(guān)系，這時(shí)字形碼就必須根據(jù)接線自行設(shè)計(jì)了。 LED顯示器的參數(shù) 由于LED顯示器是以LED為基礎(chǔ)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(nèi)含多個(gè)發(fā)光二極管，所以需有如下特殊參數(shù)：　　(1) 發(fā)光強(qiáng)度比 由于數(shù)碼管各段在同樣的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，各段正向電流不相同，所以各段發(fā)光強(qiáng)度不同。所有段的發(fā)光強(qiáng)度值中最大值與最小值之比為發(fā)光強(qiáng)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(yuǎn)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(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要包括：STC89C52RC、4個(gè)液位傳感器、1個(gè)溫度傳感器DS18B逐次逼近式A/D換器ADC080雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路MOC3041和雙向晶閘管Z0409MF等。此外，還有鍵盤／顯示電路、報(bào)警輸出電路等。（由于資金原因及市場(chǎng)上很難買到，4個(gè)液位傳感器用一個(gè)10K的電位器模擬，水泵的狀態(tài)用3個(gè)發(fā)光二極管模擬。）它的工作流程如下：開(kāi)始，由電位器每隔5s對(duì)水位進(jìn)行采樣，并輸出05V模擬信號(hào)，再經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換變成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，送入STC89C52單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。單片機(jī)經(jīng)運(yùn)算后,與設(shè)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(jìn)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(kāi)度最小，其指示燈有一個(gè)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(kāi)度狀態(tài)，有倆個(gè)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(dá)至下下限液位，水泵處于最大開(kāi)度狀態(tài)加水，三個(gè)工作指示燈全亮，并啟動(dòng)報(bào)警器報(bào)警；若HX=H4：則表示達(dá)至上上限液位，水泵處于全關(guān)狀態(tài)，三個(gè)工作指示燈全滅，并啟動(dòng)報(bào)警器報(bào)警；同時(shí)數(shù)字溫度傳感器DS18B20把采集到的溫度值送到單片機(jī)中經(jīng)處理后，通過(guò)74LS164驅(qū)動(dòng)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(zhuǎn)換之后送到單片機(jī)經(jīng)過(guò)處理后，也通過(guò)數(shù)碼管顯示其壓力值。在設(shè)計(jì)中有一個(gè)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(bào)警器啟動(dòng)后，設(shè)有報(bào)警消除按鈕，消除報(bào)警；有溫度和壓力轉(zhuǎn)換按鈕，可以輪流顯示溫度和壓力值。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體框圖單片機(jī)STC89C52執(zhí)行機(jī)構(gòu)水泵ADC0809鍋爐傳感器鍵盤顯示報(bào)警給定值圖31 系統(tǒng)的總體框圖 在實(shí)際的硬件電路中，用3個(gè)發(fā)光二極管來(lái)模擬水泵的全開(kāi)，半開(kāi)，全關(guān)三種狀態(tài)。4個(gè)液位傳感器用一個(gè)電位器來(lái)模擬，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器的電壓值大小，來(lái)模擬液位的幾種狀態(tài)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)為MOC3041雙向可控硅來(lái)驅(qū)動(dòng)水泵的工作，報(bào)警器件選擇壓電蜂鳴器。 鍵盤控制電路設(shè)計(jì)為了便于實(shí)現(xiàn)各種的控制要求，智能調(diào)節(jié)器必須具備快速設(shè)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(dú)立式兩中。 矩陣式鍵盤又有編碼式和非編碼式。單片機(jī)系統(tǒng)中普遍使用非編碼式鍵盤，這類鍵盤應(yīng)主要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：（1） 鍵的識(shí)別。（2） 如何消除鍵的抖動(dòng)。（3） 鍵的保護(hù)。在以上幾個(gè)問(wèn)題中，最主要的是鍵的識(shí)別。對(duì)于鍵的識(shí)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(dú)立式按鍵就是各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每根I/O口線的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其他I/O口線上的工作狀態(tài)。因此，通過(guò)檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個(gè)按鍵被按下了。它的優(yōu)點(diǎn)是：電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是：每個(gè)按鍵需占用一根I/O口線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，I/O口浪費(fèi)大，電路結(jié)構(gòu)顯得復(fù)雜