【文章內(nèi)容簡介】 應(yīng)管 T1，做 輸出時口時無需外接上拉電阻，做輸入口是與 P0一樣，所以本系統(tǒng)用 P1口作為共用口。數(shù)模轉(zhuǎn)換用 P0口，數(shù)碼顯示用 P2口。 ALE 當(dāng)不訪問外部存儲器時，該端以時鐘頻率的 1/6輸出固定的正脈沖信號，所以用其做數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的 ADC0809 的時鐘頻率輸入端， 89C51的 ALE— AD0809的CLOCK。 P3口用于第二功能，由于本系統(tǒng)采用中斷鍵盤掃秒方式，其中 （ INT0）用于跟鍵盤并聯(lián)。 (INT1)用于 ADC0809轉(zhuǎn)換完成后通過 EOC 向單片機(jī)發(fā)送控制信號。 P3. 6（ WR）進(jìn)過非門接入到 ADC0809的 Start 和 ALE 引腳上， （ RD）經(jīng)過陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 7 非門接入到 ADC0809的 OE 端。 溫度采集電路 AD590是美國 ANALOG DEV ICES 公司的單片集成兩端感溫電流源。 如圖 5為AD590,溫度傳感器的引腳，封裝和邏輯圖形。 引腳圖 封裝圖 符號圖形 圖 5 其主要特性如下： (1) 流過器件的電流 (μA) 等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度 (開爾文 ) 度數(shù) 。 Ir/T=1 式中， Ir—流過器件 (AD590) 的電流，單位為 μA； T—熱力學(xué)溫度，單位為K。 (2) AD590的測溫范圍為 55℃ ~+150℃ 。 (3) AD590的電源電壓范圍為 4～ 30 V，可以承受 44 V 正向電壓和 20 V反向電壓，因而器件即使反接也不會被損壞 。 (4)輸出電阻為 710MΩ。 (5)精度高， AD590在 55℃ ~+150℃ 范圍內(nèi)，非線性誤差僅為 177?！?。 本系統(tǒng)控制的水溫為 0100度之間，所以選用 AD590便可以，所需要的驅(qū)動電壓范圍大在 430V之間，這里我們選擇 12V電壓，用于驅(qū)動 AD590， AD590的輸出為電流且大小為μ A，而 ADC0809的轉(zhuǎn)換模擬量為電壓型，所以得連接電阻變?yōu)殡妷盒汀＝?jīng)計算： *10KΩ =2v 所以應(yīng)連接一個 10kΩ的電阻。由于 ADC0809的量程范陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 8 圍是 05V，所以得經(jīng)過放大電路放大，然后使其輸出范圍為 0到 5V電壓，使輸出電壓為 ADC0809可以接受的電壓范圍 。 AD590的 +引腳接 +12v電壓 ， 引腳接經(jīng) 10kΩ電阻接地，放大電路的輸出端接到模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 ADC0809的輸入端 INT1引腳上。 連接方法如圖 6： 圖 6 加熱電路 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 9 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 ADC0809是采 樣分辨率為 8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模 —數(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。 如圖 7為 ADC0809的封裝圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 7 ADC0809封裝和結(jié)構(gòu)圖 ADC0809特性： (1)8路輸入通道， 8位 A／ D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8位 。 (2)具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。 (3)轉(zhuǎn)換時間為 100μ s。 (4)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。 從 ADC0809的各個參數(shù)分辨率為 8位跟單片機(jī)的一組 I/O口正好相符合。轉(zhuǎn)換時間為 100μs，量程為 0到 5V上可以分析，本系統(tǒng)采用該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，量化誤差也足以滿陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 10 足系統(tǒng)要求，綜合各種參數(shù)跟本系統(tǒng)十分符合，故選擇 ADC0809作為本系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊。 驅(qū)動 ADC0809最基本連接是在 VCC接 +5V電壓為 ADC0809的工作電壓， GND接地， REF+和 REF為參考電壓，功能是與輸入的模擬信號進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)，其典型值為 REF+=+5v， REF=0v，本系統(tǒng)電源電壓正好也為 +5v，所以采用電源電壓。 如表 1為模數(shù)轉(zhuǎn)化的輸入輸出對照表 ： 表 1 輸入輸出對照表 溫度值 /℃ AD590電流 /μ A 經(jīng) 10千歐 /V 經(jīng) 放 大電 路 輸出 ADC0809的輸出 0 0 00 10 19 20 32 30 4B 40 64 50 7D 60 96 70 AF 80 C8 90 E1 100 FA 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 11 INT0INT7為 8個模擬量輸入通道，本系統(tǒng)中只用一個模擬量輸入就是 AD590的輸出端，故只選擇 INT0作為作為模擬量的輸入 ADDA， ADDB， ADDC，是 8路模擬通道地址輸入選擇斷，從表 2中可以看出把三個管腳全接地，變?yōu)檫x擇 INT0作為模擬量的輸入通道。 表 2 模擬通道地址輸入選擇 表 ADDC ADDB ADDA 選擇通道 0 0 0 Int0 0 0 1 Int1 0 1 0 Int2 0 1 1 Int3 1 0 0 Int4 1 0 1 Int5 1 1 0 Int6 1 1 1 Int7 D7D0為數(shù)據(jù)輸出線，也是我們將要得到的數(shù)字量，所以應(yīng)該將他接入到 89C51的 P0口上 。 CLK為 時鐘脈沖輸入端 因為 ADC0809內(nèi)部沒有時鐘電路，需要外接時鐘信號， 要求時鐘頻率不高于 640KHZ，而 89C51的 ALE，當(dāng)不訪問外部存儲器時，該端以 時鐘頻率的 1/6輸出固定的正脈沖信號，所以將 ADC0809的 CLK通過分頻器接到 89C51的ALE端 。 由于 89c51的 ALE輸出 1/6的時鐘頻率 ,計算： 12M/6=2M 2M/4=500KHz 在 ADC0809可以接受的頻率范圍之內(nèi) 。 ALE為地址鎖存信號。在上升沿將通道地址所存到鎖存器。 Stare 為啟動控制信號，在上升沿，所有內(nèi)部寄存器清零，下降的時候開始 AD轉(zhuǎn)換這倆個管腳一起控制 ADC0809的啟動過程，而單片機(jī)的 WR端輸出為低電平輸出控制，所以將這倆個管腳通過非門電路并聯(lián)到 單片機(jī)的 （ WR）管腳，當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行寫出操作時，通過 WR管腳啟動 ADC0809的模數(shù)轉(zhuǎn)換。 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 12 OE端為數(shù)據(jù)輸出端控制端， 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， 輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量，而單片機(jī)的 RD端輸出也為低電平輸出控制，所以將它通過非門接到單片機(jī)的 RD端，當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行讀入操作時，打開 ADC0809的數(shù)據(jù)輸出控制。 EOC端 A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出 端 ，當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平，此引腳接到 89C51的 ，用于判斷溫度轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，結(jié)束的話就取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，沒有的話就繼續(xù)等待轉(zhuǎn)換。 連接方法如 圖 8： 圖 8 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 13 數(shù)碼顯示電路 顯示電路采用 7段 BCD碼所存譯碼顯示驅(qū)動器 CD4511,來驅(qū)動 陰極 LED數(shù)碼管 ，這樣可以省去繁瑣的拆字程序和查表程序，節(jié)省很大一部分 CPU資源是時間。 圖 9 CD4511封裝和邏輯圖 CD4511的 特點(diǎn)：具有 BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的 CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動 LED顯示器。 其管腳功能和連接原理如下 ： BI： 4腳是消隱輸入控制端，當(dāng) BI=0時，不管其它輸入端狀態(tài)如何 ，數(shù)碼 管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 所以這里接電源電壓高電位使其能夠顯示當(dāng)前要顯示的數(shù)值 。 LT： 3腳是測試輸入端，當(dāng) BI=1， LT=0 時，譯碼輸出全為 1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示 “8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。 這里也接電源電壓使其能夠正常工作 。 LE：鎖定控制端，當(dāng) LE=0時，允許譯碼輸出。 LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在 LE=0時的數(shù)值 ，這里保持一直溫度 顯示，不需要鎖定控制功能，所以也接電源電壓 。 A A A A為 8421BCD碼輸入端 ，本系統(tǒng)中我們用 p2口作為單片機(jī)的輸出接入到 cd4511的數(shù)據(jù)輸入，由于顯示的溫度為 2位數(shù)，需要用到倆個 CD4511， ，單片機(jī) p2口直接輸出壓縮型 BCD碼片能實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示 。 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 14 如表 3為 CD4511的真值表，對應(yīng)的可以看到各引腳輸入的電平與輸出的關(guān)系 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g， 為譯碼輸出端，輸出為高電平 1有效 ，因為 CD4511的 CMOS電路提供的電流較大 ，所以需要外接限流電阻，接上 200Ω限流電阻就可。 表 3 CD4511真值表 輸 入 輸 出 LE BI LI D C B A a B c d e f g 顯示 X X 0 X X X X 1 1 1 1 1 1 1 8 X 0 1 X X X X 0 0 0 0 0 0 0 消隱 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 6 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 7 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 9 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 15 CD4511與數(shù)碼顯示管的連接方法如圖 10： 圖 10 顯示電路 鍵盤輸入電路與加熱控制電路 本系統(tǒng)的鍵盤控制需要完成以下功能，能夠控制溫度的升高和降低 且在設(shè)置溫度的時候顯示電路能夠顯示當(dāng)前設(shè)置的溫度，還能夠按下一個鍵時為查看當(dāng)前的溫度。 本系統(tǒng)中水的溫度，基本在 0度 100度之間，溫度之間的相差不是很大，綜合考慮使用獨(dú)立鍵盤，使用六個鍵來控制溫度的升高和降低，再用另一個鍵來用于用戶控制顯示當(dāng)前設(shè)置的溫度。 控制鍵分倆組一組增加溫度，一組降低溫度， 3