【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5A64 A73A825 A924A1021 A1123A122OE22 WE27CE120D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7 196264.. ..RAM，在實(shí)時(shí)采集電壓、電流和隔離開關(guān)、斷路器的閉、合，以及對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理等，僅靠片內(nèi)提供的 RAM 容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這就需要擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。本次設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的電路采用 8K 的靜態(tài) 6264 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。具體擴(kuò)展如下所示：6264 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量為 8K。共有 13 根地址線 A0A12。其中，低八位地址線通過鎖存器與 89C51 的 P0 口相連，高 5 位與 89C51 的 相連。當(dāng)89C51 發(fā)出 13 位地址信息時(shí)，分別選中 6264 片內(nèi) 8KB 存儲(chǔ)器中個(gè)單元，而 8 根數(shù)據(jù)線直接與 89C51 的 P0 口相連。6264 的 OE 端與 89C51 的 RD 相連。6264 的WE 端與 89C51 的 WR 相連。 6264 的片選線 CE 直接連 89C51 的 。圖 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展圖 復(fù)位電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的復(fù)位電路分上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式。A. 上電復(fù)位：在加電之后通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)Vcc的上升時(shí)間不超過1ms ，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的初始化電路原理圖。RST上的電壓必須保證在斯密特觸發(fā)器的閥值電壓以上足夠長(zhǎng)時(shí)間，滿足復(fù)位操作的要求。B. 按鍵復(fù)位：程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為了擺脫困境，也需按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，復(fù)位信號(hào)是高電平有效。按鍵復(fù)位又分按鍵脈沖復(fù)位和按鍵電平復(fù)位。電平復(fù)位將復(fù)位端通過電阻與Vcc相連，按鍵脈沖復(fù)位是利用RC 分電路產(chǎn)生正脈沖來達(dá)到復(fù)位的。 C10R2VCCS2.. ..圖 復(fù)位電路原理圖 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，輸入端為芯片引腳 ，輸出端為引腳 。而在芯片外部 和 之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。晶體震蕩頻率高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也高，單片機(jī)運(yùn)行速度也就快，但反過來運(yùn)行速度快對(duì)存儲(chǔ)器的速度要求就高，對(duì)印制電路板的工藝要求也高，所以，這里使用震蕩頻率為12MHz的石英晶體。震蕩電路產(chǎn)生的震蕩脈沖并不直接是使用，而是經(jīng)分頻后再為系統(tǒng)所用，震蕩脈沖經(jīng)過二分頻后才作為系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，振蕩器和電容應(yīng)盡量靠近單片機(jī)，以避免干擾。需要注意的是：電路板時(shí)，振蕩器和電容應(yīng)盡量安裝得與單片機(jī)靠近，以減小寄生電容的存在更好的保障振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作電路圖如圖所示。C712MHzC630pFC530pFVCCX1X2.. ..圖 時(shí)鐘電路原理圖 電源電路設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)主控制部分電源需要用5V直流電源供電，其電路如圖 310所示，把頻率為50Hz、有效值為 220V的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的5V直流電壓。其主要原理是把單相交流電經(jīng) 過電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流。由于輸入電壓為電網(wǎng)電壓，一般情況下所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器的作用顯現(xiàn)出來起到降壓作用。降壓后還是交流電壓，所以需要整流電路把交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。由于經(jīng)整流電路整流后的電壓含有較大的交流分量，會(huì)影響到負(fù)載電路的正常工作。需通過低通濾波電路濾波，使輸出電壓平滑。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直流電壓基本不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載電阻變化的影響，從而獲得穩(wěn)定性足夠高的直流電壓。電路使用集成穩(wěn)壓芯片LM7805解決了電源穩(wěn)壓?jiǎn)栴}。 電源電路圖 CPU 最小系統(tǒng)圖89C51單片機(jī)為40引腳雙列直插芯片,有四個(gè)I/O口（P0、P1 、PP3），89C51單片機(jī)共有4個(gè)8位的I/O口（P0、P1 、PP3 ），每一條I/O 線都能獨(dú)立地作為輸出或輸入。單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路原理圖如圖32所示，18引腳和19引腳接時(shí)鐘電路，XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入，XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出。第9引腳為復(fù)位輸入端，接上電容，電阻及開關(guān)后能夠形成上電復(fù)位電路。D1 D2D3 D4T1C1220uF C4220uFVin1GND2+5 37805220AC.... RST9RXD/ 10TXD/11INTR0/ 12INTR1/ 13TIMER 0/14TIMER 1/ 15WR/ 16RD/17XTAL2 18XTAL119EA31 ALE30PSEN (AD0)39(AD1)38 (AD2)37(AD3)36 (AD4)35(AD5)34 (AD6)33(AD7)32(A8) (A9)(A10) 23(A11) (A12)(A13) 26(A14) (A15)2889c51C10R2VCCS2C712MHzC530pF C630pFVCC.. ..圖 最小系統(tǒng)圖第 3 章 89C51 輸入輸出接口電路設(shè)計(jì) 溫度傳感器的選擇本課設(shè)要求測(cè)量的溫度范圍是 0~300℃，PT100 熱電阻的測(cè)溫范圍是200~800℃，滿足設(shè)計(jì)要求。雖然 K 型熱電偶也可以滿足設(shè)計(jì)要求，但是在低溫時(shí)一般常用 PT100，因?yàn)樗诘蜏貢r(shí)精度較高，運(yùn)行速度較快。PT100 溫度傳感器為正溫度系數(shù)熱電阻傳感器，主要技術(shù)參數(shù)如下：① 測(cè)量范圍：200℃～+850℃；② 允許偏差值 ℃： A 級(jí) ， B 級(jí) ；?????????③ 響應(yīng)時(shí)間＜30s；④ 最小置入深度：熱電阻的最小置入深度≥200mm；⑤ 允通電流≤5mA。另外，PT100 溫度傳感器還具有抗振動(dòng)、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、耐高壓等優(yōu)點(diǎn)。鉑熱電阻的線性較好，在 0～100 攝氏度之間變化時(shí)，最大非線性偏差小于 攝氏度。鉑熱電阻阻值與溫度關(guān)系為：① 200 ℃＜t＜0℃時(shí)， ；??231*10RtAtBCt????????② 0℃≤t≤850℃時(shí)， ；??式中，A=；B=；C=?？梢奝T100 在常溫 0～100 攝氏度之間變化時(shí)線性度非常好，其阻值表達(dá)式可近似簡(jiǎn)化為： ，當(dāng)溫度變化 1℃，PT100 阻值近似變化 。??1RtAt??? ? 溫度檢測(cè)接口電路設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換器選擇本設(shè)計(jì)要求溫度在0~300 范圍內(nèi)，要是選用8位分辨率的 A/D 轉(zhuǎn)換器不能滿足要求，所以必須選擇12位分辨率的 A/D 轉(zhuǎn)換器。12 位分辨率的 A/D 轉(zhuǎn)換器中最常使用的就是由美國(guó)美信公司生產(chǎn)的 MAX197. 它是可程控多量程8通道12位多路復(fù)用 A/ D 轉(zhuǎn)換集成電路,具有5MHz 的跟蹤/保持帶寬、 100kS/ s 的采樣速率、可編程控制的內(nèi)/外部時(shí)鐘與采樣模式、 8 + 4位并行接口、三種電源關(guān)閉模式( 包括一種硬觸發(fā)關(guān)閉和兩種可編程式軟關(guān)閉)。MAX197 用標(biāo)準(zhǔn)微處理器接口,通過讀寫三態(tài)數(shù)據(jù) I/ O 端口可以控制對(duì)數(shù)據(jù)總線的訪問與釋放。 圖 MAX197 引腳圖MAX197 的引腳功能：1 CLK 時(shí)鐘輸入。在內(nèi)部時(shí)鐘模式下,從該引腳接一100pF 的電容可獲得1. 56MHz 內(nèi)部時(shí)鐘2 CS 片選 ,低電平有效3 WR 當(dāng) CS 為低電平時(shí),在內(nèi)部時(shí)鐘模式下,WR的上升沿將鎖存設(shè)置并開始一個(gè)自動(dòng)采集和轉(zhuǎn)換周期,在外部時(shí)鐘模式下,WR 處的第一個(gè)上升沿開始采集,第二個(gè)上升沿結(jié)束采集并進(jìn)入轉(zhuǎn)換周