【文章內(nèi)容簡介】 分別作為高、低液位的探針，圖中的“ 1”、“ 2”、“ 3”三端分別與高、低液位探針和金屬板相通，“ 4”、“ 5”是離心式水泵模型電動機(jī)的接線端。 圖 水塔模型 水塔水箱里的水位由繼電器來控制，這只繼電器的原理結(jié)構(gòu)如圖 所示，它的線圈有放大作用，將 7兩端放入水中而不直接接觸，繼電器線圈即可導(dǎo)通而使銜鐵動作。繼電器的銜鐵可以控制兩把閘刀，每刀都有常開、常閉觸點(diǎn)各一對。 物理與電子工程系畢業(yè)論文 6 圖 繼電器的原理結(jié)構(gòu)圖 設(shè)計(jì)連接好電路，使得水塔水位低于低液位探針時(shí)，抽水機(jī)工作；當(dāng)水位上升到高液位探針時(shí)，抽水機(jī)停止工作；當(dāng)水位下降時(shí)仍不工作，直到水位低于低液位探針時(shí)，重又工作。 圖 繼電器線圈放大電路如圖 數(shù)碼管與 LED 顯示 模擬水位高度由 15 個(gè)雙色發(fā)光二極管（ LED）來完成，共分為 4組。在某一特定時(shí)刻，每組 LED 與一個(gè)數(shù)碼管一起被選通（ 4 組 LED 對應(yīng) 4 個(gè)數(shù)碼管），兩個(gè) 8 位的移位寄存器 741S164 級聯(lián)， 將單片機(jī)送出的 2 個(gè)字節(jié)串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為16 位并行數(shù)據(jù)，分別送選通的 LED 和數(shù)碼管。在不同時(shí)刻，系統(tǒng)對 4 組 LED 和數(shù)碼管快速地循環(huán)掃描，就完成了面板顯示的功能。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 7 相關(guān)芯片簡介 顯示部分用到的芯片包括數(shù)據(jù)緩沖器 74LS244 以及多路開關(guān) CD4051。 數(shù)據(jù)緩沖器 74LS244。 74LS244 緩沖器常用作三態(tài)緩沖或總線驅(qū)動， +5V 供點(diǎn)，其高電平時(shí)輸出最大電流可達(dá) 15mA,低電平輸出時(shí)最大電流可達(dá) 24mA,足以驅(qū)動數(shù)碼管和 LED 工作。 74LS244 共 8個(gè)輸入輸出通道，通過門控端 G1和 G2來選擇其通斷，其 功能原理及引腳如圖 所示。 圖 74LS244 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖 從圖中可以看出，當(dāng)引腳 1G 為低電平時(shí)，輸入通道 1A~1A4 與輸出通道1Y1~1Y4 連通；當(dāng)引腳 1G 為高電平時(shí)則截止。同理引腳 2G 控制著輸入通道2A1~2A4 與輸出通道 2Y1~2Y4 的通斷。 顯示部分工作原理 首先介紹一下雙色二極管的功能和用法。表 所示， 1個(gè)雙色二極管有 3個(gè)引腳，引腳 2均為信號“ +”端，引腳 3 為 GND 端（信號“ — ”端）。引腳電平（ TTL 電平）與 LED 顯示顏色如圖 所示。 引腳 1 引腳 2 二極管狀態(tài) 0 0 熄滅 0 1 綠色 1 0 紅色 1 1 混合色 表 雙色二極管功能表 物理與電子工程系畢業(yè)論文 8 圖 雙色二極管外觀圖 數(shù)碼管及 LED顯示電路如圖 ， RC5口作為串行數(shù)據(jù)的同步時(shí)鐘端，與 74LS164 的數(shù)據(jù)輸入端相連； RC3 口作為串行數(shù)據(jù)的同步時(shí)鐘端，與 74LS164的同步時(shí)鐘輸出端均與 SPI 方式時(shí)端口一樣；實(shí)際應(yīng)用中，若不用 SPI 方式，而用第 5章中提到的模擬數(shù)據(jù)串行口時(shí)，可以用任何普通 I/O 端口代替）。兩片移位寄存器 74LS164的并行數(shù)據(jù)輸出端則 分別與兩片數(shù)據(jù)緩沖器 74LS244的輸入端相連， RD7 口作為數(shù)據(jù)緩沖器 74LS244 的門控信號輸出端，控制 74LS244 的通斷。 圖 數(shù)碼管和 LED 顯示電路 每 4 個(gè)雙色二極管和 1 個(gè)數(shù)碼管一組，二極管的 8 個(gè)信號“ +”端分別與第一片 74LS244 的 8 位數(shù)據(jù)輸出端相連，數(shù)碼管的 8 位數(shù)據(jù)輸入端分別與第二片74LS244 的 8 位數(shù)據(jù)輸入端相連，每組二極管和數(shù)碼管的 GND 端都與 CD4051 的 1個(gè)輸入通道相連， CD4051 的輸出端與系統(tǒng)的“地”相連。 RE0～ RE1 口作為地址譯碼輸出端口，用于多路開關(guān) CD4051 的 4 路通道選擇，每一時(shí)刻只有一組共 4個(gè)二極管和 1 個(gè)數(shù)碼管被選通，其 GND 端同系統(tǒng)的“地”構(gòu)成通路，其他的二極管與數(shù)碼管則不能構(gòu)成通路。 每向 74LS164 傳送完兩個(gè)字節(jié)共 16 位數(shù)據(jù)，通過 RD7 口使能 74LS244，將錯(cuò)誤 !未找到引用源。 9 數(shù)據(jù)送到二極管和數(shù)碼管的輸入口，然后通過 RE0～ RE1 口打開一條通道，則被選通的數(shù)碼管和二極管就會按照接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的顯示。不斷地發(fā)送新數(shù)據(jù)并利用 CD4051 循環(huán)的掃描 4個(gè)通道，則所有的二極管和數(shù)碼管 就會持續(xù)的發(fā)光顯示。 另外由一個(gè)雙色二極管作為報(bào)警燈， RD5 口與二極管的引腳 1 相連， RD4 口與二極管的引腳 2 相連。 模數(shù)轉(zhuǎn)換 近年來 .微機(jī)測控系統(tǒng) .特別是單片機(jī)在工業(yè)自動化，生產(chǎn)過程控制，智能化儀器儀表等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越深入和廣泛。 這使得傳感器的應(yīng)用更為顯著 ,測溫傳感器就是將溫度信息轉(zhuǎn)換成易于傳遞和處理的電信號的傳感器 ,測溫傳感器的選擇及合理使用是微機(jī)測溫系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。同理液位傳感器是將液位信號轉(zhuǎn)換成易于傳遞和處理的電信號。 A/D 轉(zhuǎn)換器件的選擇主要取決與溫度的控制精度，本設(shè)計(jì)中的 A/D 轉(zhuǎn)換由集成電路 ADC0809 完成。 A/D 轉(zhuǎn)換器分類及性能指標(biāo)。 A/D 轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信息接口電路 ,按工作原理分為 :逐位比較型 ,并行比較型 ,雙積分型 ,電壓頻率型及計(jì)數(shù)比較型等 ADC0809 轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下： 圖 ADC0809 轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1） ADC0809 是逐次逼近型 8 位轉(zhuǎn)換芯片 ,具有 8 路模擬輸入端口， ADC0809芯片采用多路模擬開關(guān) ,允許 8路模擬量分時(shí)輸入 ,共享一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器完成轉(zhuǎn)換。模擬輸入通道選擇地址及轉(zhuǎn)換結(jié)果均有鎖存譯碼器。下圖為引腳圖： 物理與電子工程系畢業(yè)論文 10 圖 ADC0809 轉(zhuǎn)換器的引腳 它的主要引腳及功能如下： INOIN7: 8 個(gè)模擬通道輸入端 D0D7: 8 位數(shù)字量轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端 ADDA,ADDB,ADDC :模擬通道選擇路地址 ALE: 路地址鎖存信號輸入端 START:啟動轉(zhuǎn)換信號輸入端，加上正脈沖后， A/D開始轉(zhuǎn)換 EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號，轉(zhuǎn)換開始后 EOC 信號變低；轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)， EOC 信號返回高電平 OE:輸出允許控制端，高電平時(shí)打開三態(tài)輸出鎖存器，輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果 CLK:芯片工作時(shí)鐘信號 VREF(+)與 VREF()：芯片工作參考電壓輸入端 2） .ADC0809 轉(zhuǎn)換器的 特點(diǎn) ADC0809 芯片性能特點(diǎn) :是一個(gè)逐次逼近型的 A/D 轉(zhuǎn)換器 ,外部供給基準(zhǔn)電壓 。單通道轉(zhuǎn)。換時(shí)間 116us 分辨率 8 位 ,帶有三態(tài)輸出鎖存器 ,轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí) ,可由CPU 打開三態(tài)門。讀出 8 位的轉(zhuǎn)換結(jié)果 。8 個(gè)模擬量的輸入端 ,可引入 8 路待轉(zhuǎn)換的模擬量。 ADC0809 的數(shù)據(jù)輸出結(jié)構(gòu)是內(nèi)部有可控的三態(tài)緩沖器 ,所以它的數(shù)字量輸出信號線?？梢耘c系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線直接相連。內(nèi)部的三態(tài)緩沖器由 OE 控制 ,OE 為高電平時(shí)三態(tài)。緩沖器打開 ,將轉(zhuǎn)換結(jié)果送出 。當(dāng) OE 為低電平時(shí) ,三態(tài)緩