【文章內(nèi)容簡介】 單片機的選擇 單片機是整個測控系統(tǒng)的核心部件 ,它直接影響到整個系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計 ,并對系統(tǒng)的功能、性價比以及研制周期起決定性作用。本控制系統(tǒng)的單片機采用美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的 8 位單片機 AT89C51,它是 80C51 微控制器系統(tǒng)的派生。AT89C51 芯片 采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器 ，而且價格低，是目前性能比較高的單片機之一。該芯片完全滿足系統(tǒng)需要，不需要再外擴程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，可以大大簡化系統(tǒng)的硬件電路。此外， AT89C51 單片機在市場上的貨源充足，技術(shù)比較成熟，同時也具有較好的開發(fā)環(huán)境。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路 [1][15]采用逐次逼近式 8位 ADC0809 芯片。 0809 共有 8路模擬輸入通道 ,本系統(tǒng)只用了其中 4 個通道 IN0~IN3。其中 IN0 作為冷凍室溫度檢測通道 ,IN1作為冷藏室溫度檢測通道 ,IN2作為除霜檢測通道 ,IN3作為電源電壓檢測通道。 6 ADC0809 介紹 ADC0809 是一種比較典型的 8位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 CMOS 工藝，可實現(xiàn) 8路模擬信號的分時采集，片內(nèi)有 8路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道地址鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時間為 100μs 左右，采用雙排 28 引腳封裝 ，可以和微機直接接口。 ： ADC0809 由一個 8 路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器 、 一個 A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通 8 個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng) OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。ADC0809 內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖 32 所示： ADC0809八路模擬量開關(guān)可選通 8個模擬通道，允許 8路模擬量分時輸入，共用 1 個 A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。地址鎖存與譯碼電路完成對 ADDA、 ADDB、 ADDC三個地址位進行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于 8路模擬通道的選擇。 8位 A/D轉(zhuǎn)換器是逐次逼近式，三態(tài)輸出鎖存器用于存放和輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量。 2. 主要特征： （ 1） 8路 8位 A／ D轉(zhuǎn)換器，即分辨率 8 位； （ 2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫耍? （ 3）轉(zhuǎn)換時間為 100μ s； （ 4）單個＋ 5V 電源供電； （ 5）模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點和滿刻度校準； （ 6）工作溫度范圍為 40～＋ 85 攝氏度； （ 7）低功耗，約 15mW。 ： 首先輸入 3位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通 8路模擬輸入之一到比較器。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動 A／ D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。直到 A／ D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當(dāng) OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 ADC0809 與 AT89C51 單片機接口電路 7 與 AT89C51 單片機的連接如圖 32所示。 圖 32 ADC0809與單片機 接口電路 圖中 ADC0809 的 A、 B、 C 三端通過地址鎖存器接于 P0 口的 、 、 ,這三端控制模擬通道的選擇。 與 WR 、 RD 端經(jīng)與非門接于 0809 的 ALB、START、 /OB 端 ,控制 0809 的啟動、讀、寫。 0809 的 BOC 端懸空 ,轉(zhuǎn)換后利用軟件延時一段時間再讀結(jié)果 ,不用中斷方式。 鍵盤電路及顯示電路 功能鍵及 LED 顯示電路采用 6 個功能鍵控制冷凍室、冷藏室及速凍溫度設(shè)定， 4位 LED 數(shù)碼管負責(zé)顯示冷 凍室、冷藏室溫度及壓縮機啟、停和報警等狀態(tài)。 功能鍵及 LED 顯示電路 如圖 33 所示 ≥1≥1A T8 9C 51X TA L1X TA L2V ccR STP 1 .0P 1 .2P 1 .7P 1 .8P 1 .4E A V ssP 3 .4R XDP 1 .5T XDP 3. 2/ T1P 1 .1P 0 .0P 0 .1P 0 .2P 0 .3P 0 .4P 0 .5P 0 .6P 0 .7A LEP S ENR D P 1 .6W R 14106111215239383736353433323029177161 75641213161926272312345101347813141718111A0A1A2A3A4A5A6A7171415318192021252423101211722691918409138453120A0A1A20 A E A E A E A E A E A E A E A D0D1D2D3D4D5D6D7ABCC LKV ssV ccE OCA LES TA RTOEI N0I N1I N2I N3I N4I N5I N6I N7R E F ()G ND冷 凍 室 測 溫冷 藏 室 測 溫除 霜 測 溫 電 路1 0K Ω1 0K Ω1 0K ΩA DC 08 097 4 S 373+ 5V7 4 L S02+ 5VD0D1D2D3D4D5D6D7LEOEO U T0O U T1O U T2O U T3O U T4O U T5O U T6O U T7 8 AT89C51XTAL1XTAL2VccRSTEA VssRXDTXDALEPSENRD WR 14106111215239383736353433323029177161918409138453120LED474LS164（4）Vcc A B CP CT GEDOA OB OC OD OE OF OG OHA B C D E F G OA3 4 5 6 10 11 12 138765432114 1 2 9 8 7+5VLED374LS164（3）Vcc A B CP CT GEDOA OB OC OD OE OF OG OHA B C D E F G OA3 4 5 6 10 11 12 138765432114 1 2 9 8 7+5VLED274LS164（2）Vcc A B CP CT GEDOA OB OC OD OE OF OG OHA B C D E F G OA3 4 5 6 10 11 12 138765432114 1 2 9 8 7+5VLED174LS164（1）Vcc A B CP CT GEDOA OB OC OD OE OF OG OH3 4 5 6 10 11 12 1314 1 2 9 8 7+5V74LS164（5）amp。SW5SW6SW7Vcc A B CP CT GEDOA OB OC OD OE OF OG OHA B C D E F G OA3 4 5 6 10 11 12 138765432114 1 2 9 8 7+5VSW8SW4SW3SW2SW1 Ω+5V74LS0212 圖 33 功能鍵及 LED顯示電路 顯示和鍵盤輸入均通過 AT89C51 的串行口。顯示輸出通道和鍵盤輸入通道的選擇由端口線 和與非門完成。當(dāng) 為 “ 1” 時， AT89C51 的 TXD 端輸出同步脈沖通過與門發(fā)送到顯示移位寄存器 74LS164 的移位脈沖輸 入端，這樣AT89C51 欲顯示的數(shù)據(jù)，由 RXD 端輸出，移位讀入到顯示器通 道。當(dāng) 為 “0” 時， AT89C51 的 RXD 的數(shù)據(jù)僅能被移位讀入到鍵盤掃描用的移位寄存器中。由于顯示通道采用 LED 數(shù)碼管并用 74LS164 作為驅(qū)動器，所以簡化了線路，結(jié)構(gòu)簡單，顯示字位擴充方便，驅(qū)動 程序設(shè)計容易。鍵盤工作原理也很簡單， AT89C51通過 RXD 向鍵盤掃描移位寄存器 74 LS164 逐位發(fā)送數(shù)據(jù) “0” ，每次發(fā)送后即從 端讀入鍵盤信號，若讀得 “0” 表示有鍵按下，轉(zhuǎn)入處理鍵功能程序。 溫度采集電路和除霜電路 溫度采集電路 溫度傳感器選用了 MF531型熱敏電阻 ,具有 負溫度系數(shù) ,靈敏度較高。 熱敏電阻 RT的阻值和溫度的關(guān)系為 : R(t)=286/(+t)。 9 A點電壓與溫度的關(guān)系為： V=（ 5） /[ R(t)+]=+ 利用溫度傳感器可以很容易測得冷藏室溫度和冷凍室溫度。 除霜電路 把熱敏電阻安裝在距蒸發(fā)器 3mm 的某個合適