【文章內(nèi)容簡介】 道選擇由按鍵選擇，、。 A/D0809與AT89C51接口電路的設(shè)計 ADC0809是美國國家半導(dǎo)體公司（National Semiconductor Corporation）產(chǎn)品。是逐次逼近型芯片，片內(nèi)帶有鎖存功能的8路模擬多路開關(guān)，可對8路0~~5V的輸入模擬電壓信號分時進(jìn)行轉(zhuǎn)換，片內(nèi)具有多路開關(guān)的地址譯碼和鎖存電路、比較器、256R電阻T型網(wǎng)絡(luò)、樹狀電子開關(guān)、逐次逼近寄存器SAR，控制與時序電路等。輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線。ADC0809是采樣頻率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。1．主要特性1）8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位。 2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。 3）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(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 6）工作溫度范圍為40～＋85攝氏度 7）低功耗，約15mW。 2．內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖13．22所示，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D／A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近 3．外部特性（引腳功能） ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖33所示。圖33 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖下面說明各引腳功能。 IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。21～28：8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：地址鎖存允許信號，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，輸出，當(dāng)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(dāng)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(zhǔn)電壓。 Vcc：電源，單一＋5V。 GND：地。 ADC0809的工作過程是：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)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(jìn)行。直到A／D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖剑甘続／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。當(dāng)OE輸入高電平 時，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。不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿刻度調(diào)整，外部時鐘頻率范圍為10KHz~~1280KHz, ADC0809和AT89C51的硬件接口有三種方式：查詢方式，中斷方式，等待延時方式。此測量儀采用中斷方式。雖然ADC0809走過了自己的輝煌時期，已經(jīng)不是目前功能最好的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，但是他的廉價和品質(zhì)在許多領(lǐng)域被廣泛使用。A∕D轉(zhuǎn)換器ADC0809與單片機(jī)的連接如圖34所示。ADC0809的8個模擬量輸入都用了，分別連接溫度傳感器的測量和放大電路的輸出。ADC0809的時鐘由AT89C51的ALE圖34 ADC0809與AT89C51的接口線路信號提供，根據(jù)ACD0809對工作時鐘的要求和控制器對漏電和短路信號的反應(yīng)速度的要求，ADC0809時鐘頻率通過4024分頻器分頻，這樣，若A∕D轉(zhuǎn)換的時間為0．1ms，則控制器循環(huán)采樣完8個仿真輸入信號需要0．8ms時間。這樣的采樣速度足夠滿足漏電和短路的保護(hù)要求。 輸出電路設(shè)計 四位LED數(shù)碼管驅(qū)動電路的設(shè)計在單片機(jī)系統(tǒng)中，常用的顯示器有：發(fā)光二極管顯示器，簡稱LED(Light Emitting Diode)，液晶顯示器，簡稱LCD(Liquid Crystal Display)；熒光管顯示器。近年來也開始使用簡易的CRT接口，顯示一些漢字及圖形。前三種顯示器都有兩種顯示結(jié)構(gòu)；段顯示(7段，“米”字型等)和點(diǎn)陣顯示(5X?，5X8，8X8點(diǎn)陣等)。而發(fā)光二極管顯示又分為固定段顯示和可以拼裝的大型字段顯示，此外還有共陽極和共陰極之分等。三種顯示器中，以熒光管顯示器亮度最高，發(fā)光二極管次之，而液晶顯示器最弱，為被動顯示器，必須有外光源。LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段組成的顯示器，有8字段和“米”字段之分。顯示塊都有dp顯示段，用于顯示小數(shù)點(diǎn)。7段LED的字型碼，由于只有7個段發(fā)光二極管，所以字型碼為一個字節(jié)。“米”字段LED的字型碼由于有15個段發(fā)光二極管，所以字型碼為兩個字節(jié)。這種顯示塊有共陽極和共陰極兩種。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽板LED顯示塊的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓。由N片LED顯示塊可拼接成N位LED顯示器。本設(shè)計是4位LED顯示器的結(jié)構(gòu)。N位LED顯示器有N根位選線和8XN(或16XN)根段選線。根據(jù)顯示方式的不同，位選線和段選線的連接方法也各不相同。段選線控制顯示字符的字型，而位選線則控制顯示位的亮、暗； LED顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式，一是LED靜態(tài)顯示方式、二是動態(tài)顯示。 ‘LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時，各位的共陰極(或共陽極)連接在一起并接地(或+5v)，每位的段選線(a～dp)分別與一8位的鎖存輸出相連。之所以稱為靜態(tài)顯示，是由于顯示器中的各位相互獨(dú)立，而且各位的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個字符為止。也正因?yàn)槿绱?，靜態(tài)顯示器的亮度都較高。本設(shè)計用的是陽極驅(qū)動。圖35所示為一個四位動態(tài)態(tài)LED顯示器電路。該電路各位可獨(dú)立顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。由于各位分別由一個8位輸出口控制段選碼，故在同一時間里，每一位顯示的字符可以各不相同。這種顯示方式接口，編程容易，管理也簡單，付出的代價是占用口線資源較多。如圖34電路所示，若用I/O口線接口，則要占用4個8位I/O口，若用鎖存器(如74LS244)接口，則要用1片74LS244芯片。而如果用“米”字段的LED顯示器，則靜態(tài)顯示方式需要更多的硬件資源。如果顯示器位數(shù)增多，則靜態(tài)顯示方式更是無法適應(yīng)。因此在顯示位數(shù)較多的情況下，一般都采用動態(tài)顯示方式。圖35 4位顯示器的構(gòu)成 超溫報警電路的設(shè)計 聲音是由震動所產(chǎn)生的， 一定頻率的震動就產(chǎn)生了一定頻率的聲音。這個實(shí)驗(yàn)是喇叭里發(fā)出滴答一長一短的報警聲音,，輸出1khz,2khz變頻信號報警,每一秒交換一次。接線方法： 用一根1PIN數(shù)據(jù)線一端插入CPU部分JP53（P2口）。 溫度控制電路的設(shè)計 ，控制繼電器的開合，實(shí)現(xiàn)對外部裝置的控制?，F(xiàn)代自動控制設(shè)備中，都存在一個電子電路與電氣電路的互相連接問題，一方面要使電子電路的控制信號能夠控制電氣電路的執(zhí)行元件（電動機(jī)，電磁鐵，電燈等），另一方面又要為電子線路的電氣電路提供良好的電隔離，以保護(hù)電子電路和人身的安全。電子繼電器便能完成這一橋梁作用。繼電器的工作原理與分類 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。在大多數(shù)的情況下，繼電器就是一個電磁鐵，這個電磁鐵的銜鐵可以閉合或斷開一個或數(shù)個接觸點(diǎn)。當(dāng)電磁鐵的繞組中有電流通過時，銜鐵被電磁鐵吸引，因而就改變了觸點(diǎn)的狀態(tài)。繼電器一般可以分為電磁式繼電器、熱敏干簧繼電器、固態(tài)繼電器等。增強(qiáng)型PIC實(shí)驗(yàn)板上配置的繼電器如圖36所示。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。熱敏干簧繼電器是一種利用熱敏磁性材料檢測和控制溫度的新型熱敏開關(guān)。它由感溫磁環(huán)、恒磁環(huán)、干簧管、導(dǎo)熱安裝片、塑料襯底及其他一些附件組成。熱敏干簧繼電器不用線圈勵磁，而由恒磁環(huán)產(chǎn)生的磁力驅(qū)動開關(guān)動作。恒磁環(huán)能否向干簧管提供磁力是由感溫磁環(huán)的溫控特性決定的。 固態(tài)繼電器是一種兩個接線端為輸入端，另兩個接線端為輸出端的四端器件，中間采用隔離器件實(shí)現(xiàn)輸入輸出的電隔離。圖36 繼電器實(shí)物圖固態(tài)繼電器按負(fù)載電源類型可分為交流型和直流型。按開關(guān)型式可分為常開型和常閉型。按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型，以光電隔離型為最多。在此，我們以電磁繼電器為例，介紹其用法。 繼電器的控制電路 在單片機(jī)系統(tǒng)中繼電器的控制一般通過一個三極管來驅(qū)動，典型的驅(qū)動電路如圖37所示： 圖37（a）圖37（b）圖37繼電器的一般驅(qū)動電路繼電器電路中一般都要在繼電器的線圈兩頭加一個二極管以吸收繼電器線圈斷電時產(chǎn)生的反電勢，防止干擾。上圖中AB為常開觸點(diǎn)，AC為常閉觸點(diǎn)。圖（a）中當(dāng)控制信號為高電平時，繼電器常開觸點(diǎn)吸合（AB導(dǎo)通），當(dāng)控制信號為低電平時，繼電器常開觸點(diǎn)斷開常閉觸點(diǎn)吸合（AC導(dǎo)通）。在圖（b）中控制信號極性正好與圖(a)相反，本書配套實(shí)驗(yàn)板上就是采用這個電路。單片機(jī)控制繼電器 從實(shí)驗(yàn)板原理圖中，我們可以看到，單片機(jī)RD6腳與一個PNP型三極管基極相連，經(jīng)三極管電流放大后，直接驅(qū)動繼電器，繼電器的開和關(guān)完全由三極管的基極電平進(jìn)行控制。當(dāng)單片機(jī)RD6口輸出高電平，PNP型三極管截止，這時繼電器不工作；反之為低電平的話，PNP型三極管導(dǎo)通，繼電器得電吸合。 38單片機(jī)控制繼電器 電源的設(shè)計實(shí)現(xiàn)電源要對單片機(jī)和各種芯片提供5V,要對運(yùn)放及傳感器提供正負(fù)12V。電源通過對220V的交流電源降壓，出12V交流；再通過全波整流，輸出12V直流。PCB板的制作在protel 99 se中進(jìn)行，Protel 99SE采用數(shù)據(jù)庫的管理方式。Protel 99SE軟件沿襲了Protel以前版本方便易學(xué)的特點(diǎn)，內(nèi)部界面與Protel 99大體相同，新增加了一些功能模塊，功能更加強(qiáng)大。新增的層堆棧管理功能，可以設(shè)計32個信號層，16個地電層，16個機(jī)械層。新增的3D功能讓您在加工印制版之前可以看到板的三維效果。增強(qiáng)的打印功能，使您可以輕松修改打印設(shè)置控制打印結(jié)果。Protel 99SE容易使用的特性還體現(xiàn)在“這是什么”幫助，按下右上角的小問號，然后輸入你所要的信息，可以很快地看到特性的功能，然后用到設(shè)計中，按下狀態(tài)欄末端的按鈕，使用自然語言幫助顧問。 在PCB板制作之前，先進(jìn)行了原理圖的繪制。新建設(shè)計數(shù)據(jù)庫文件雙擊Protel 99SE 圖標(biāo)，點(diǎn)擊File(文件)中new項(xiàng)，新建設(shè)計數(shù)據(jù)庫。新建設(shè)計文件，有兩種方式：一種為MS Access Database方式，全部文件存儲在單一的數(shù)據(jù)庫中，同原來的99文件格式。另一種為Windows File System方式，全部文件被直接保存在對話框底部指定的磁盤驅(qū)動器中的文件夾中，在資源管理器中可以直接看到所建立的原理圖或PCB文件。在Browse選項(xiàng)中選取需要存儲的文件夾，然后點(diǎn)擊OK即可建立自己的設(shè)計數(shù)據(jù)庫。然后新建文檔，給文檔取與設(shè)計相同的文件名。雙擊打開，這樣就可以開始工作了。原理圖圖紙設(shè)計打開“設(shè)計”、“選項(xiàng)”、“圖紙選項(xiàng)”就可以設(shè)定圖紙了，由于本設(shè)計原理圖不是太大，所以選用A4紙，便于安放器件，所以抓取和可視都選用“5”。圖紙放大就可以進(jìn)行下一步的器件安放了。器件的安放器件的安放先要添加庫，庫文件在系統(tǒng)盤下，在99 se下的lib文件夾下。具體路徑為“設(shè)計” “添加/刪除庫” 然后對話筐打開就可以直接添加了。庫添加完后，就尋找器件，找到后單擊，然后“放置”，在器件浮動的狀態(tài)可以對器件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，“空格”順時針旋轉(zhuǎn)90度，“x”左右翻轉(zhuǎn)180度，“y”上下翻轉(zhuǎn)180度。然后根據(jù)電路需求進(jìn)行安放。由于電子產(chǎn)品的日新月異，不是每個都也有圖庫了，所以有的需要自己建。當(dāng)器件按需要安放完后就開始連線了。原理圖連線設(shè)計確定起始點(diǎn)和終止點(diǎn)，Protel99 SE就會自動地在原理圖上連線，從菜單上選擇“Place/Wire”后，按空格鍵切換自動連線方式。觀察狀態(tài)欄就可以看出“Auto Wire”Protel99 SE 自動連線、任意角度、45amp。61616。連線、90amp。61616。連線，使得設(shè)計者在設(shè)計時更加輕松自如。只要簡單地定義Auto Wire方式。自動連線可以從原理圖的任何一點(diǎn)進(jìn)行，不一定要從管腳到管腳。同步設(shè)計在Protel99SE中使得原理圖與PCB同步是容易的。Protel99SE包含一個強(qiáng)大的設(shè)計同步工具，使得非常容易地在原理圖和PCB之間轉(zhuǎn)移設(shè)計信息。同步設(shè)計是更新目標(biāo)文件的過程，它基于參考文件中上一次的設(shè)計信息。當(dāng)你執(zhí)行同步時，通過以下選擇告訴它要轉(zhuǎn)換的方向：從原理圖到PCB的更新從PCB到原理圖的更新同步設(shè)計執(zhí)行設(shè)計信息的初始化轉(zhuǎn)移，還有正向和反向標(biāo)注處理、替換創(chuàng)建的網(wǎng)絡(luò)表—加載網(wǎng)絡(luò)表順序、反向標(biāo)注—在PCB設(shè)計中習(xí)慣使用的重標(biāo)注順序。在原理圖上標(biāo)注漢字或使用國標(biāo)標(biāo)題欄在原理圖上放漢字，可以直接點(diǎn)擊“Place”選鄉(xiāng)下的“Annotation”放置漢字。如果想要使用國標(biāo)圖紙做標(biāo)題