【文章內(nèi)容簡介】 大學(xué) \畢業(yè)設(shè)計 0 \ b ys j .d db D r a w n B y:E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U18 9C 5 1CS1SO2WP3V S S4SI5S C K6R E S E T7V C C8U5X 2 50 4 5 圖 X25045看門狗電路硬件連接圖 看門狗定時器的預(yù)置時間是通過 X25045 的狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位來設(shè)定的。如表 2所示， X25045 狀態(tài)寄存器共有 6位有含義，其中 WD WD0 和看門狗電路有關(guān)，其余位和 EEPROM 的工作設(shè)置有關(guān)。 表 X25045狀態(tài)寄存器 WD1＝ 0， WD0=0，預(yù)置時間為 。 WD1＝ 0， WD0=1，預(yù)置時間為 。 WD1＝ 1， WD0=0，預(yù)置時間為 。 WD1＝ 1， WD0=1，禁止看門狗工作。 看門狗電路的定時時間長短可由具體應(yīng)用程序 的循環(huán)周期決定，通常比系統(tǒng)正常工作時最大循環(huán)周期的時間略長即可。編程時，可在軟件的合適地方加一條喂狗指令，使看門狗的定時時間永遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)置時間，系統(tǒng)就不會復(fù)位而正常工作。當(dāng)系統(tǒng)跑飛，用軟件陷阱等別的方法無法捕捉回程序時，則看門狗定時時間很快增長到預(yù)置時間，迫使系統(tǒng)復(fù)位。 X25045 不僅可以作為復(fù)位電路，同時，當(dāng)?shù)綦姇r，它可以作為非易失性的EEPROM,有掉電保護(hù)功能。能將 89C51 的重要信息保存起來，并在掉電恢復(fù)時，將信息提取出來。具體工作如下：由于 X25045 內(nèi)部有一個 8 位指令寄存器，它可以D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 X X WD1 WD0 BL1 BL0 WEL WIP 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 通過串行輸入 SI 被訪問。 89C51 通過端口 X25045，X25045 通過指令 WRITE 將數(shù)據(jù)寫入指定的位置。一旦掉電后， X25045的內(nèi)容并不丟失，在掉電恢復(fù)后，通過指令 READ 將保存在 X25045 的內(nèi)容通過 端口傳給89C51，這樣就實(shí)現(xiàn)了掉電保護(hù)的功能。 數(shù)據(jù)存儲器 數(shù)據(jù)存儲器選用 6264。 6264 是一種 8K 8的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器，它有 13位地址線， 8 位數(shù)據(jù)線，兩個片選信號 CS1（低電平有效）和 CS2（高電平有效），使用時可以只用一根，使另一根總是有效。 它是 28 引腳雙列直插式芯片，采 用CMOS 工藝制造 ， 所有的輸入端和輸出端都與 TTL 電路兼容 。 其 引腳連接圖如圖 。 圖 6264引腳連接圖 其引腳功能如下： A12～ A0（ address inputs）：地址線，可尋址 8KB 的存儲空間。 D7～ D0（ data bus）：數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)。 OE （ output enable）：讀允許信號，輸入，低電平有效。 WE （ write enable） ：寫允許信號，輸入，低電平有效。 1CS （ chip enable）：片選信號 1，輸入，在讀 /寫方式時為低電平。 CS2（ chip enable）：片選信號 2，輸入，在讀 /寫方式時為高電平。 VCC： +5V工作電壓。 A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A 1 021A 1 123A 1 22C S 120C S 226WE27OE22D011D112D213D315D416D517D618D719U36 26 4RDWRA0A1A2A3A4A5A6A7AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7P 2. 5A8A9A 1 0A 1 1A 1 2 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 GND：信號地。 表 6264 工作方式選擇表 工作方式 1CS CS2 WE OE 功能 禁止 0 1 0 0 不允 許 WE 和 OE 同時為低電平 讀出 0 1 1 0 從 6264讀出數(shù)據(jù)到 D7D0 寫入 0 1 0 1 把 D7D0 數(shù)據(jù)寫入 6264 選通 0 1 1 1 輸出高阻 未選通 1 1 輸出高阻 注：表示任意電平。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 MAX197 芯片簡介 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片 選用 MAX197。 MAX197 芯片是美國 MAXIM 公司近年的新產(chǎn)品，是多量程、 8通道、 12 位高精度的 A/D 轉(zhuǎn)換器。它采用逐次逼近工作方式，有標(biāo)準(zhǔn) 的微機(jī)接口。三態(tài)數(shù)據(jù) I／ O 口用做 8 位數(shù)據(jù)總線，數(shù)據(jù)總線的時序與絕大多數(shù)通用的微處理器兼容。全部邏輯輸入和輸出與 TTL／ CMOS 電平兼容。新型 A／ D轉(zhuǎn)換器芯片 MAX197 與一般 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片相比，具有極好的性能價格比，僅需單一＋ 5V 供電，且外圍電路簡單，可簡化電路設(shè)計。 其引腳如圖 所示。 MAX197 的主要優(yōu)點(diǎn)： 1)僅使用單 5 V 電源供電； 2)12 位分辨率， 1／ 2LSB 線性度； 3)四種量程可選： 0～ +5V、 0～ +10V、 5～ +5V、 10～ +10V： 4)8 路模擬輸入通道，具有輸入電壓保護(hù) (1 ～ +)； 5)最小 6 μ s 轉(zhuǎn)換時間，最大 100 kh／ s采樣率； 6)內(nèi)部 參考電壓； 7)兩種掉電工作模式，兩種工作時鐘可選，兩種采集模式可選。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 MAX197引腳圖 表 各引腳說明： 引腳 符號 功能 1 CLK 當(dāng)采用外部時鐘模式時 ，外部時鐘脈沖由此輸入，當(dāng)采用內(nèi)部時鐘模式時，對地接一電容以設(shè)置時鐘頻率。 2 CS 片選信號，低電平有效。 3 WR 寫信號，低電平有效。 4 RD 讀信號，低電平有效。 5 HBEN 轉(zhuǎn)換結(jié)果復(fù)用控制。當(dāng)?shù)碗娖綍r，低八位有效；當(dāng)高電平時，高四位有效。 6 SHDN 關(guān)斷控制端，低電平有效。 7～ 10 D7～ D4 三態(tài)數(shù)字 I/O端。 11 D3/D11 三態(tài)數(shù)字 I/O端。 D3輸出 (HBEN為低電平 )， D11輸出 (HBEN為高電平 )。 12 D2/D10 三態(tài)數(shù)字 I/O端。 D2輸出 (HBEN為低電平 )， D10輸出 (HBEN為高電平 )。 13 D1/D9 三態(tài)數(shù)字 I/O端。 D1輸出 (HBEN為低電平 )， D9輸出 (HBEN為高電平 )。 14 D0/D8 三態(tài)數(shù)字 I/O端。 D0輸出 (HBEN為低電平 )， D8輸出 (HBEN為高電平 )。 15 AGND 模擬信號地。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 16～ 23 CH0～ CH7 模擬量輸入端。 24 INT A/D轉(zhuǎn)換完成中斷信號，低電平有效。 25 REFADJ 參考電壓調(diào)整端。 26 REF 參考電壓輸入端。當(dāng)采用外部參考模式時，接外部參考電平。 27 VDD +5V電源。 28 DGND 數(shù)字信號地。 MAX197 有 8 位控制字，分別控制著此芯片的工作模式、捕獲方式、量程選擇、模擬輸入通道選擇，其具體定義如表 所示： 表 MAX197的控制字的定義 D7(MSB) D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0（ LSB） PD1 PD0 ACQMOD RNG BIP A2 A1 A0 工作模式選擇控制字 ， PD1amp。PD0為“ 00、0 11”時分別對應(yīng)以下四種工作模式：外部時鐘模式、內(nèi)部時鐘模式、等待模式、掉電模式。 捕 獲 方 式控制字，此位置“ 0”為 內(nèi) 部 控制 捕 獲 方式，置“ 1”為 外 部 控制 捕 獲 方式。 量程選擇控制字，RNGamp。 BIP為“ 00、 0 11”時對應(yīng)的量程分別為： 0V～ 5V、 5V～ +5V、 0V～ 10V、 10V～ +10V。 模擬信號輸入通道選擇控制字。 A2amp。A1amp。A0 的二進(jìn)制值即為所選模擬信號輸入通道，如“ 110”即表示選擇模擬信號輸入通道“ CH6”。 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 MAX197 既可以使用內(nèi)部參考電壓源，也可以使用外部參考電壓源。當(dāng)使用內(nèi)部參考源 時，芯片內(nèi)部的 基準(zhǔn)源經(jīng)放大后向 REF 提供 參考電平。這時應(yīng)在 REF 與 AGND 之間接入一個 電容，在 REFADJ 與 AGND之間接入一個 電容。當(dāng)使用外部參考源時，接至 REF的外部參考源必須能夠提供 400μA 的直流工作電流，且輸出 電阻 小于 10Ω 。如果參考源噪聲較大，應(yīng)在 REF端與模擬信號地之間接一個 電容。模擬量輸入通道擁有 177。 的過電壓保護(hù)，即使在關(guān)斷狀態(tài)下，保護(hù)也有效。 通過將控制寄存器的 ACQMOD 位置 0 可選擇內(nèi)部采集控制模式。在內(nèi)部采集控制模式下，寫信號 脈沖將開始一個由內(nèi)部定時控制長度的采集間隔。在6 個時鐘周期長度的采集間隔結(jié)束時，將啟動下一個轉(zhuǎn)換。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 在內(nèi)部采集控制模式下， MAX197 的模擬信號輸入電路擁有 5MHz 的信號帶寬，當(dāng)使用內(nèi)部采集控制模式并使用外接 2MHz 時鐘時，可達(dá)到 100kSa/s的通過速率。 通過將控制寄存器的 ACQMOD 位置 1 可選擇外部采集控制模式。采用外部采集控制模式是為了精確控制采樣孔徑或獨(dú)立控制采集和轉(zhuǎn)換時間。由用戶分別通過兩個寫信號脈沖控制采集間隔和開始轉(zhuǎn)換時間，第一個寫信號脈沖時將控制寄存器的 ACQMOD 位置 1，開始一個采集間隔 。第二個寫信號脈沖時將控制寄存器的 ACQMOD 位置 0，結(jié)束采集間隔并開始轉(zhuǎn)換。然而，如果在第二個寫信號脈沖時將控制寄存器的 ACQMOD位置 1，則將開始又一個采集間隔。 在第一個寫信號脈沖和第二個寫信號脈沖時，控制寄存器中的模擬通道選擇位必須置相同的值。電源關(guān)斷模式控制位可以置不同的值。 選用 AT89C51 單片機(jī) 作為主處理器。通過 ～ 與 MAX197 的 D0～D7 相連，既用于輸入 MAX197 的初始化控制字，也用于讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。 用AT89C51單片機(jī)的 ，則 MAX197的高位地址 為 7FH。選擇 MAX197為軟件設(shè)置低功耗工作方式，所以置 SHDN腳為高電平。 AT89C51單片機(jī)的 腳用做判讀高、低位數(shù)據(jù)的選擇線，直接與 HBEN 腳相連。 MAX197 的 INT 腳可與 AT89C51 的 INT0 相連 ,以便實(shí)現(xiàn)中斷，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。 在電路中， AGND 和 DGND 應(yīng)相互獨(dú)立，各種電源與模擬地之間都用 電容來消除電源的紋波。 圖 A/D轉(zhuǎn)換電路 RDWRC31 00 P FC44 .7 U FC50 .0 1 U FAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7P 2. 7I N T 0V C CP 2. 6D 0 / D 814D 1 / D 913D 2 / D 1 012D 3 / D 1 111D410D59D68D77S H D N6H B E N5RD4WR3CS2C L K1AGND15C H 016C H 117C H 218C H 319C H 420C H 521C H 622C H 723I N T24R E F A D J25R E F26VDD27DGND28U 1 4M A X 1 97V C C 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 信號放大濾波電路 該電路運(yùn)算放大器選用 LM324， LM324 四運(yùn)放 電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)