【文章內(nèi)容簡介】 位鎖存可分成兩組分別作A口、B口的選通聯(lián)絡(luò)線8255A的端口操作A1A0選中0 0 PA口0 1 PB口1 0 PC口1 1 控制寄存器二、8255A的工作方式及方式選擇8255A的工作方式（1）方式0 ——基本輸入/輸出方式A口、B口、C口均有此方式，無選通， 是單片機(jī)與外部設(shè)備之間的直接數(shù)據(jù)通道。（2）方式1 —— 選通輸入/輸出方式僅PA口、PB口有此方式，PC口中若干位作聯(lián)絡(luò)信號(hào)線。 各聯(lián)絡(luò)信號(hào)線的意義：/STB —— IBF ——INTR —— INTE —— /OBF —— /ACK —— 輸入選通信號(hào)，外設(shè)發(fā)來。輸入緩沖器滿信號(hào)，發(fā)給外設(shè)（通知外設(shè)數(shù)據(jù)未被取走，暫不能接收新數(shù)據(jù)）中斷請(qǐng)求信號(hào)，外部設(shè)備發(fā)給單片機(jī) 中斷允許信號(hào) 輸出緩沖器滿信號(hào)，發(fā)給外設(shè)（單片機(jī)將數(shù)據(jù)已送到指定口，外部設(shè)備可以取走） 外設(shè)響應(yīng)信號(hào)，由外部設(shè)備發(fā)來（數(shù)據(jù)已送到外部設(shè)備） （3）方式3 ——雙向方式僅PA口有此方式。PC3 ~ PC7作聯(lián)絡(luò)線此時(shí)，PB口可以是方式0；也可以是方式1（PC0 ~ PC1作聯(lián)絡(luò)線）。8255A的方式控制字用編程方法向8255A的控制口寫控制字，可決定它的工作方式。有兩個(gè)控制字：（1）方式選擇控制字“1”——方式控制標(biāo)志位DD5——決定A組的工作方式，0 0 —— 方式00 1 —— 方式11 —— 方式2D4 —— A口的傳輸方向，1 —— 入，0 —— 出。D3 —— PC7 ~ PC4的傳輸方向，1 —— 入，0 —— 出。D2 —— 決定B組的工作方式，0 —— 方式0，1 —— 方式1。D1 —— B口的傳輸方向，1 —— 入，0 —— 出。D0 —— PC3 ~ PC0傳輸方向，1 —— 入，0 —— 出。（2）PC口置位/復(fù)位控制字“0”—— 標(biāo)志位。DD5 —— 不使用位。DDD1—— 位選擇位，000 ~ 111 分別對(duì)應(yīng)PC7 ~ PC0。D0 —— 位狀態(tài)位，1 —— 置位，0 —— 復(fù)位。3 太陽能熱水器中央控制器的硬件設(shè)計(jì) 前端模擬電路設(shè)計(jì)現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬別，如何根據(jù)具體的測量目的、測量對(duì)象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進(jìn)行某個(gè)量的測量時(shí)首先要解決的問題。當(dāng)傳感器確定之后，與之相配套的測量方法和測量設(shè)備也就可以確定了。測量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。要進(jìn)行—個(gè)具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因?yàn)?，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測位置對(duì)傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號(hào)的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還是自行研制。通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大，有利于信號(hào)處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡減少從外界引入的串?dāng)_信號(hào)。傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。傳感器的頻率響應(yīng)高，可測的信號(hào)頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信號(hào)的頻率較低。傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證絕對(duì)的線性，其線性度也是相對(duì)的。當(dāng)所要求測量精度比較低時(shí)，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會(huì)給測量帶來極大的方便。傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。在選擇傳感器之前，應(yīng)對(duì)其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測量系統(tǒng)測量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。如果測量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對(duì)量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級(jí)能滿足要求的傳感器。對(duì)某些特殊使用場合，無法選到合適的傳感器，則需自行設(shè)計(jì)制造傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求[11]。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)以采集溫度為例，通過選用不同的傳感器及其相應(yīng)傳感器的放大電路，可實(shí)現(xiàn)多路采集不同的測量數(shù)據(jù)如溫度、濕度、壓力等數(shù)據(jù)。 溫度傳感器選用本系統(tǒng)采用接觸式溫度傳感器DS18B20。DS18B DS1822 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器是DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器， 同DS1820一樣，DS18B20也 支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 55176。C~+125176。C，在10~+85176。C范圍內(nèi),精度為177。176。C。DS1822的精度較差為177。 2176。C ?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V~，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。 DS18B20與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì)可以采用外接電源與寄生電源供電（就是供電電源從數(shù)據(jù)線上得到）： 圖 外接電源供電 寄生電源供電 8255A與單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì) ADC0809與89C51單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)用單片機(jī)控制A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)，多采用查詢和中斷控制兩種方法。查詢法是在單片機(jī)把啟動(dòng)命令送到ADC之后，執(zhí)行別的程序，同時(shí)對(duì)ADC的狀態(tài)進(jìn)行查詢，以檢查ADC變換是否已經(jīng)結(jié)束，如查詢到變換已結(jié)束，則讀入轉(zhuǎn)換完畢的數(shù)據(jù)。中斷控制法是在啟動(dòng)信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)之后，單片機(jī)執(zhí)行別的程序。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器變換結(jié)束并向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，單片機(jī)響應(yīng)此中斷請(qǐng)求，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，并進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，然后返回原程序[14]。這種方法單片機(jī)無需進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)間的管理，CPU效率高，所以特別適合于變換時(shí)間較長的A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)[14]。本系統(tǒng)就是采用中斷控制法。89C51與ADC0809接口電路圖如圖33所示。將ADC0809作為外擴(kuò)的并行I/O口，通道選擇端與A、B、C分別與地址線A0、AA2相連。其端口地址為7FF8H—7FFFH。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC向89C51的INT1端輸入一個(gè)高電平，既向單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)外部中斷1信號(hào)。. 圖33 ADC0809與89C51的中斷方式原理圖 鍵盤和顯示器接口設(shè)計(jì) 鍵盤工作原理[3]鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段。鍵盤輸入應(yīng)解決的問題1．鍵盤輸入的特點(diǎn)鍵盤的實(shí)質(zhì)是一組開關(guān)的集合。通常按鍵所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，均利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷。一個(gè)電壓信號(hào)通過機(jī)械觸點(diǎn)的斷開、閉合過程，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時(shí)也不會(huì)一下斷開。因而，在閉合和斷開的瞬間均伴隨著一連串的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間的長短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般為5～10ms。2．消除按鍵抖動(dòng) 1) 硬件消除抖動(dòng)一般采用雙穩(wěn)態(tài)消抖電路。 2) 軟件消除按鍵抖動(dòng)。如果按鍵較多硬件電路將無法勝任，因此常采用軟件的方法進(jìn)行消抖。在第一次檢測到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí)10ms子程序后再按確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)，如果保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正有鍵按下，從而消除了抖動(dòng)的影響。3．鍵盤接口的工作原理常見的鍵盤接口分為獨(dú)立式鍵盤接口和矩陣式鍵盤接口兩種。本系統(tǒng)采用矩陣式鍵盤接口。矩陣式鍵盤接口是適用于按鍵數(shù)量較多的場合，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。矩陣式4*4鍵盤如圖34所示。從圖中可以看出，在按鍵數(shù)量較多的場合，矩陣鍵盤與獨(dú)立式按鍵相比，要節(jié)省很多I/O口線。圖34 矩陣式4*4鍵盤原理圖1）矩陣式鍵盤接口的工作原理按鍵設(shè)置在行、列線的交叉點(diǎn)上，行、列線分別連接開關(guān)的兩端。行線通過上拉電阻接到正+5V。平時(shí)無按鍵時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)鍵由此行線相連的列電平?jīng)Q定。列線如果為低電平，這行線電平為低；列線電平如果為高，則行線電平也高。這是識(shí)別矩陣鍵盤按鍵是否被按下的關(guān)鍵所在。由于矩陣鍵盤中行、列線為多鍵共用，各按鍵均影響該鍵所在的電平。因此各按鍵彼此間互相發(fā)生影響，所以必須將行、列線信號(hào)配合起來并作適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。2）按鍵的識(shí)別方法 按鍵識(shí)別的方法主要有掃描法、線反轉(zhuǎn)法和鍵盤編碼。由于本系統(tǒng)按鍵較多所以采用鍵盤編碼的方法。 LED顯示器工作原理LED顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式。1．LED靜態(tài)顯示LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位的共陰極（或供陽極）連接在一起并接地(或+5V)；每位的段選線（adp）分別與一個(gè)八位的鎖存器輸出相連。所以稱為靜態(tài)顯示。各個(gè)LED的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個(gè)字符為止。也正是因?yàn)槿绱耍o態(tài)顯示的亮度比較高。2．LED動(dòng)態(tài)顯示在多位LED顯示時(shí)，為簡化硬件電路，通常將所有的位的