【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】
40177。 10nAppm 重復(fù)性誤差 177。 2% 響應(yīng)時(shí)間 (t90) 30 秒 基準(zhǔn)線位移 (20— 50℃ ) 100ppm 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì) 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分采用 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片,它由 8 路模擬信號(hào)分時(shí)采集 信號(hào) ,片內(nèi)有 8 路模擬選通開關(guān),以及相應(yīng)的通 道抵制鎖存用譯碼電路,其轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs 左右。芯片封裝 形式 為 28 引腳雙列直插式,其引腳排列見圖 。 V C CIN 026m s b 2 1212 220IN 1272 3192 418IN 2282 582 615IN 312 714l s b 2 817IN 42E O C7IN 53A D D A25IN 64A D D B24A D D C23IN 75A L E22re f( )16E N A B L E9S T A R T6re f( + )12C L O C K10U2A D C 08 0 923456U?O P 11 723456U?O P 11 723456U?O P 11 723456U?O P 11 723456U?O P 11 7 圖 ADC0809 引腳圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的 電路連接主要涉及兩個(gè)問題。一是 8路模擬信號(hào)通道的選擇,二是 A/D轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 。下面是關(guān)于模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)之間的接口介紹。 IN7~ IN0: 模擬量輸入通道 ,這 8路模擬量輸入通道由 地址鎖存與譯碼電路對(duì) A、 B、C 3 個(gè)地址位進(jìn)行鎖存和譯碼 得到通道的選擇 , 它們 共用一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換,這是一種經(jīng)濟(jì)的多路數(shù)據(jù)采集方法。 ALE: 地址鎖存允 許信號(hào) , 對(duì)應(yīng) ALE 上跳沿, A、 B、 C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。因此將 ALE 與單片機(jī)的 相連,先給 引腳賦‘ 0’,再給它賦‘ 1’使 ALE 上產(chǎn)生一個(gè)正跳變,這時(shí),便可以將 A、 B、 C的地址送入地址鎖存器中。 START: 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。 START 上升沿時(shí),復(fù)位 ADC0809; START 下降沿時(shí)啟動(dòng)芯片,開始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換;在 A/D 轉(zhuǎn)換期間, START 應(yīng)保持低電平。啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換只需要一條指令 將 START 引腳置高電平即可啟動(dòng) A/D0809 轉(zhuǎn)換,在此連接電路中將 START 與 相連 , 因此先 將所選擇的通 道對(duì)應(yīng)的口地址送入數(shù)據(jù)指針 DPTR 中 ,再使 引腳產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變,即可以啟動(dòng)芯片轉(zhuǎn)換, 例如要選擇 IN0通道時(shí),可采用 “ XBYTIE[9FFFH]=0”指令 即可啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) A、 B、 C: 地址線。 通道端口選擇線, A 為低地址, C為高地址,引腳圖中為 ADDA,ADDB 和 ADDC。 不同編碼選擇相應(yīng)的通道。通道選擇如下表所示。 表 ADC0809 通道選擇 A B C 選擇通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 其中 INO 為一氧化碳傳濃度檢測(cè)的輸入通道,與一氧化碳傳感器相連。 IN1 為煙霧濃度檢測(cè)的輸入通道,與煙霧傳感器相連。因此一氧化碳檢測(cè)通道的地址為 0X9FFF;煙霧檢測(cè)通道的地址為 0XAFFF。 CLK: 時(shí)鐘信號(hào)。 ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路,所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供,因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。通常使用頻率為 500KHz 的時(shí)鐘信號(hào) ,在該系統(tǒng)中時(shí)鐘信號(hào)由單片機(jī)的ALE 經(jīng) 4分頻后提供。 OE: 輸出允許信號(hào)。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE=0,輸 出數(shù)據(jù)線呈高阻; OE=1,輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 在系統(tǒng)中使 OE 與單片機(jī)的 引腳相連,當(dāng)要讀取數(shù)據(jù)使只要將 引腳置高電平即可讀取數(shù)據(jù)。 EOC: 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。 EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換; EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。使用中該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志,又可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用 。在該系統(tǒng)中采用中斷請(qǐng)求,將轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)( EOC)作為中斷請(qǐng)求信號(hào),以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 數(shù)據(jù)未轉(zhuǎn)換之前 EOC 為低電平,當(dāng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后 EOC 變?yōu)楦唠娖?,單片機(jī)的外部中斷 0設(shè)置為邊沿觸發(fā),因此將 EOC 接反向器后與 INTO 相連, 只要 A/D 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后立即產(chǎn)生中斷信號(hào),通知單片機(jī)接收數(shù)據(jù)。 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) D7~ D0: 數(shù)據(jù)輸出線。為三態(tài)緩沖輸出形式,可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù) 總 線直接相連。D0為最低位, D7為最高 。 Vcc: +5V 電源。 Vref: 參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較,作為逐次逼近的基準(zhǔn)。其典型值為 +5V(Vref(+)=+5V, Vref()=5V). 通過上面對(duì) ADC0809 引腳的介紹, ADC0809 與 AT89S51 單片機(jī)的連接如圖 所示 I N 026m s b 2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l s b2 817I N 42E O C7I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f ( )16E N A B L E9S T A R T6r e f ( + )12C L O C K10U2A D C 08 09E 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 D10U1A T 8 9S 51+5煙霧傳感器CO 傳感器1 2U 1A7 4F 04RDTDV C CE O CE O C I N T 0I N T 0R91 0KR 101 0KV C CC 100 .1 u f 231U 2A7 4F 02 231U 3A7 4F 02C 111 .0 u F1 0 K * 8 圖 ADC0809 與 AT89S51 的連接 數(shù) 據(jù)處理模塊 在許多需要用 A/D 轉(zhuǎn)換和數(shù)字采集的單片機(jī)系統(tǒng)中,多數(shù)情況下,傳感器輸出的模擬信號(hào)都很微弱,必須通過一個(gè)模擬放大器對(duì)其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大,才能滿足 A/D 轉(zhuǎn) 換器對(duì)輸入信號(hào)電平的要求,在此情況下,就必須選擇一種符合要求的放大器。本設(shè)計(jì) 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 中涉及到多個(gè)傳感器,而且每個(gè)傳感器的輸出信號(hào)不一,有些是輸出電壓信號(hào),有些是輸出電流信號(hào)(工業(yè)用) ,所以本設(shè)計(jì)中采用不同的方法作為信號(hào)處理。 工業(yè)模式所輸出的是 420mA,可通過精密電阻 250 歐變成 15v 的電壓信號(hào),再經(jīng) 過阻容濾波的電壓信 號(hào)傳給 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。這就需要兩個(gè)基準(zhǔn)電壓, +5v 和 +1v。而本設(shè) 計(jì)的 NAP505 是輸出 050uA,則可通過精密電阻 100k 來解決。電壓信號(hào)輸出時(shí),需要采用放大器,才能夠正常給 A/D 芯片使用。本設(shè)計(jì)采用的是 LM358 放大器。 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) LM358(圖 319)內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器, 適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用,也適用于雙電源工作模式。它的使用范圍包括 傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合 。 聲光報(bào)警模塊 報(bào)警電路采用發(fā)光二極管做為光報(bào)警信號(hào),蜂鳴器作為聲報(bào)警信號(hào),發(fā)光二極管選用三種不同的顏色來區(qū)分各種狀態(tài),當(dāng)只有 煙霧的濃度均正常;當(dāng)只有 范圍,同時(shí) ;當(dāng)只有 度超出安全范圍,同時(shí) ;當(dāng)引腳 與黃色指示燈都亮?xí)r表示一氧化碳與煙霧的濃度均超出了安全范圍,同時(shí) 蜂 鳴器響。報(bào)警電路如下圖 圖 報(bào)警電路 通信接口設(shè)計(jì) 串行通信接口基本功能是 :在發(fā)送時(shí) ,把 CPU送來的并行碼轉(zhuǎn)換成串行碼 , 逐位地依次發(fā)送出去 。在接收時(shí) ,把發(fā)送過來的串行碼逐位接收 ,組裝成并行碼 ,并行地發(fā)送給 CPU 去處理。這種串行到并行的轉(zhuǎn)換功能當(dāng)然可以用軟件來實(shí)現(xiàn) , 但是這樣會(huì)降低 CPU的利用率,所以常用硬件電路來實(shí)現(xiàn)這一功能 , 這種硬件電路叫做串行通信接口。普通的單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 D10U1A T 8 9S 51E1C3B2Q19 01 3V C CD1L E DD2L E DD3L E DR 141KV C CU4蜂鳴器5 0 0 3C L K28I06I15I24I33I427I526I625I724R S T2F 007F 018F 029F 0310F 0411F 0512F 0613F 0714F 0816F 0917F 1018F 1119F 1220F 1321F 1422F 1523U?E P S 44 8L C 2 0( 28 )GCLK/IN43GCLR/IN1GOE/IN2GPRE/IN44I/O31I/O32I/O33I/O34I/O36I/O37I/O38I/O39I/O40I/O41I/O16I/O17I/O18I/O19I/O20I/O21I/O24I/O25I/O26I/O27I/O28I/O29I/O4I/O5I/O6I/O7I/O8I/O9I/O11I/O12I/O13I/O14U?E P S 46 4J C 2 5( 4 4