【文章內(nèi)容簡介】 示。與單電源應(yīng)用場合的標準運算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點。共模輸入范圍包括負電源，因而消除了在許多應(yīng)用場合中采用外部偏置元件的必要性。每一組運算放大器，可用圖23所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“”為兩個信號輸入端，“V+”、“V”為正、負電源端，“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中，Vi（）為反相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。圖23LM324的引腳放大電路設(shè)計中，我們采用一個增益可調(diào)的同向放大電路，計算公式為AV=1+Rf/R2，其中Rf=200k(可調(diào)的)，R2取10K,AV最大可達21，從而給調(diào)試帶來了極大方便。它可以構(gòu)成儀表的放大器，具有線性度優(yōu)良、溫度穩(wěn)定性高和體積小、可靠性高等優(yōu)點。圖24 氣體傳感器的放大電路設(shè)計由LM324構(gòu)成的氣體傳感器的放大電路如圖24所示。在圖中接口J3為氣體傳感器的電源接口，氣體傳感器與電阻RV構(gòu)成串聯(lián)型分壓式電路，直流電壓+5V經(jīng)過穩(wěn)壓處理以后，電壓比較穩(wěn)定，給MQ5提供供電電壓和加熱電壓；LM324構(gòu)成增益可調(diào)的放大電路，放大電路的輸出端1管腳接入ADC0808的IN0引腳。 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計ADC0808芯片有28條引腳，如圖25 ADC0808管腳圖所示，采用雙列直插式封裝，下面說明各引腳功能。IN0～IN7：8路模擬量輸入端。D0～D7：8位數(shù)字量輸出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。ALE：地址鎖存選通信號，輸入高電平有效。 START： A／D轉(zhuǎn)換啟動信號，輸入高電平有效。 EOC： A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，當A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入高電平有效。當A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。REF（+）、REF（）：基準電壓輸入端,它們決定了輸入模擬電壓的最大值最小值. VCC：電源，接＋5V。GND：接地。圖25 ADC0808管腳圖ADC0808芯片主要特性:1. 8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位,N=82. 具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?. 轉(zhuǎn)換時間為100μs4. 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15mWADC0808芯片的幾個重要技術(shù)指標：轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換速度是指完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需時間的倒數(shù)，是一個很重要的指標。A/D轉(zhuǎn)換器型號不同，轉(zhuǎn)換速度差別很大。通常，8位逐次比較式ADC的轉(zhuǎn)換時間為100us左右。由于本系統(tǒng)的控制時間允許，可選8位逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808。ADC位數(shù)的選擇A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)決定著信號采集的精度和分辨率。對于該8個通道的輸入信號，8位A/D轉(zhuǎn)換器，精度：==%.分辨率 ：==(輸入為0～5V時)量化誤差：Q=10mv說明：Vref—A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓，即為基準電壓，選取Vref=5V； —ADC的二進制位數(shù)，N=8；ADC0808是CMOS單片型逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A／D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成，ADC0808內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖26所示。圖26 ADC0808內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖ADC0808具有8個通道的模擬輸入線(IN0～IN7)，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨工作。輸入輸出與TTL兼容?？稍诔绦蚩刂葡聦θ我馔ǖ肋M行A/D轉(zhuǎn)換，獲得8位二進制數(shù)字量(D7～D0)。模擬輸入部分有8路多路開關(guān)，可由3位地址輸入ADDA、ADDB、ADDC的不同組合來選擇，ALE為地址鎖存信號，高電平有效，鎖存這三條地址輸入信號。具體的通道選擇如表22所示：表22 模擬通道選擇本設(shè)計是使用通道IN0，所以，將ADC0808的C、B和A管腳都接地，即為選通模擬輸入線IN0。ADC0808的工作過程圖27ADC0808的工作時序圖如圖27所示，當模擬量送至某一輸入通道IN0后，CPU將標識該通道編碼的三位地址信號經(jīng)數(shù)據(jù)線或地址線輸入到ADDC、ADDB、ADDA引腳上。然后輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。START上升沿將逐次逼近寄存器復位。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，轉(zhuǎn)換開始,EOC變?yōu)楦唠娖?，指示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。轉(zhuǎn)換結(jié)束,OE輸入高電平，EOC可作為中斷請求信號,轉(zhuǎn)換結(jié)束后，可通過執(zhí)行IN指令，設(shè)法在輸出允許OE腳上形成一個正脈沖，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。如圖28所示，A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計中。，OE（ENABLE）。ADDA,ADDB,ADDC連接在一起接GND，相當于選通通道IN0。傳感器通過放大以后，再經(jīng)過通道IN0，將信號傳送給ADC0808，通過A/D轉(zhuǎn)換以后，送給單片機進行相應(yīng)的處理。圖28 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 單片機的最小系統(tǒng)設(shè)計單片機的最小系統(tǒng)主要包括：晶振電路、復位電路、電源電路等。(1) 晶振電路，即為時鐘振蕩器，如圖29所示。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。圖29 時鐘振蕩器(2) RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。復位電路如圖圖210所示。圖210復位電路復位電路和電源及振蕩電路是C51單片機工作的最小系統(tǒng)。具體電路圖如圖211所示。圖211時鐘和復位電路 聲光報警電路設(shè)計圖212聲光報警電路設(shè)計聲光報警電路設(shè)計的電路圖如圖213所示。聲光報警電路設(shè)計與單片機的連接和控制關(guān)系如表23所示: 表23 聲光報警電路設(shè)計與單片機的連接和控制關(guān)系表與單片機的連接關(guān)系給高電平給低電平D1(LED_RED)不報警，滅報警—亮紅燈D2(LED_GREEN)不報警，滅不報警—亮綠燈Q1(SPEAKER)報警，報警聲不報警—不響，三極管Q1導通，蜂鳴器兩端處于高電平狀態(tài)，使蜂鳴器鳴叫，處于一般報警狀態(tài)。，三極管截至，蜂鳴器不發(fā)聲。，正常情況下，點亮LED_GREEN，作為指示功能，表明處于正常正常情況。，嚴重報警的時候點亮LED_RED，并且蜂鳴器發(fā)聲，表明處于嚴重報警情況。報警和指示燈的作用就是為了提醒人們的注意。 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計213 數(shù)碼管顯示電路顯示用集成的4位數(shù)碼管，七段碼與P0口直接相連，用于輸出P0口的數(shù)據(jù)給數(shù)碼管；P0口上拉100的電阻，為了增加驅(qū)動能力；~，指定所選的具體的一位。具體的邏輯關(guān)系如下表24所示：表24 位選表74LS1384位集成數(shù)碼管