【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 PCB 板上的 10 針插座連接的。表 33 中列出了 Byte Blaster 在兩種不同模式下的各引腳名稱。 放大濾波電路設(shè)計(jì) 放大電路的設(shè)計(jì) 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 4 233*21 23321R RRRVVoR RRRVV ??????? )23(12312431)23(4 RRVoRVRRVRRVRRR ????? 1)23(42)41(3)23(1 VRRRVRRRRRVoR ????? 當(dāng) R1=R2 R3=R4 時(shí)候，上式將變?yōu)? 1)13(32)31(3)31(1 VRRRVRRRRRVoR ????? )21(*13 VVRRVo ??? 令 R1=3KΩ， R3=100KΩ，則此放大電路的放大倍數(shù)為： 倍。 圖 25 第一級(jí)差動(dòng)放大電路 圖 26 第二級(jí)放大電路 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 27 整體放大電路 131 VRR VoRVi ??? ViRVRRVo 1 13 ??? 令 VR1=50KΩ， R3=10KΩ， R1=1KΩ，根據(jù)此公式可以計(jì)算出第二級(jí)電路放大倍數(shù)為 10～ 60 倍。同樣道理，第三級(jí)電路的放大倍數(shù)為 1～ 20 倍，所以總的放大倍數(shù)為333～ 39960 倍。 濾波電路的設(shè)計(jì) 利用運(yùn)放作為有限增益可控源的二階低通濾波器，其傳遞函數(shù)為： 【 10】 21211232422111121211*343)(2CCRRSCRRRCRCRSCCRRRRRSH??????? ????? 與二階低通濾波器標(biāo)準(zhǔn)式 202200)/()( ?? ? ??? SQS HSH 相比較，得： 3 430 R RRH ?? 2121 10 CCRR?? 122 113412 2111 22??????? ??? CR CRRRCR CRCR CRQ 2374618U 42O P 07R11KR31KR21K濾波電路2374618U 41O P 07R11KR310KR21KR4100KR 403KR 413K2374618U 40O P 07R3100KV R 510K+ 12 12 V1234J 40C O N 4+ 12 V電路V R 420KV R 350K長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 28 有限增益低通濾波器 對(duì)該電路來講，有 R R C C H0 五個(gè)參數(shù)可選擇，但只有上述三個(gè)關(guān)系式，因而在元件選擇上有一定的自由度；一種方法是令 R1=R2=R， C1=C2=C，則有 RC10 ?? 3 430 RRRH ?? 031 HQ ?? 故當(dāng) 0? ， Q 已知時(shí)候，有：01??RC ， QH 130 ?? ，當(dāng) R3=∞、 R4=0 時(shí)候有： H0=1， )(1 0 0 010* 110 HZKURC ???? 圖 29 二階濾波電路 A/D 采集電路設(shè)計(jì) 模擬信號(hào)經(jīng)過放大隔離后要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換變成數(shù)字量，計(jì)算機(jī)才能處理。 ADC的最主要性能指標(biāo)就是分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間，這兩條取決于測(cè)試設(shè)備的精度要求和信號(hào)變化速率。由于稱重臺(tái)范圍是 0～ 3000 公斤，而要求誤差為 1 公斤以下，所以滿足：1/2121/30001/211 2374618U1O P 07R2 R1R4R3C2 C1ViV0長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 210 AD1674 的工作時(shí)序 由圖可見 212， AD1674 的工作狀態(tài)由 CE、 CS 、 R/C 、 12/8 、 0A 五個(gè)控制信號(hào)決定，當(dāng) CE=1， CS =0 同時(shí)滿足時(shí)，才能處于工作狀態(tài)。當(dāng) AD1674 處于工作狀態(tài)時(shí)，R/C =0 時(shí)啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換；當(dāng) R/C =1 時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀出。 12/8 和 0A 端用來控制轉(zhuǎn)換字長(zhǎng)和數(shù)據(jù)格式。 0A =0 時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，則按完整的 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換方式工作，如果按 0A =1啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，則按 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換方式工作。當(dāng) AD1674 處于數(shù)據(jù)讀出工作狀態(tài)（ R/C =1）時(shí)， 0A 和 12/8 成為輸出數(shù)據(jù)格式控制端。 12/8 =1，對(duì)應(yīng) 12 位并行輸出； 12/8 =0，則對(duì)應(yīng) 8 位雙字節(jié)輸出。其中 0A =0 時(shí)輸出高 8 位， 0A =1 時(shí)輸出低 4 位，并以 4 個(gè) 0 補(bǔ)足尾隨的低 4 位。必須指出 12/8 端與 TTL 電平不兼容，故只能用硬布線接至 +5V 或0V 上。另外 0A 在數(shù)據(jù)輸出期間不能變化。表 21 為 AD1674 邏輯控制真值表。 表 21 AD1674 邏輯控制真值表 CE CS R/C 12/8 0A 工作狀態(tài) 0 禁止 1 禁止 1 0 0 0 啟動(dòng) 12 位轉(zhuǎn)換 1 0 0 1 啟動(dòng) 8 位轉(zhuǎn)換 1 0 1 接 1 腳（ +5V） 12 位并行輸出 1 0 1 接 15 腳（ 0V） 0 高 8 位并行輸出 1 0 1 接 15 腳（ 0V） 1 低 4 位加尾隨 4 個(gè) 0 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 根據(jù)以上分析得到 AD1674 與 FPGA 的接口電路如圖 313 所示。 VCC1R E F I N10ls bD B 016D B 117A N G N D9D B 218D B 319D B 420B P L R of12D B 521D B 622D B 72310 V s pn13D B 824D B 92520 V s pn14D B 1026m s b 1127R E F ou t8S T A T U S28CE6CS3+ V s7A 0/ S C4R /C5 V s1112 /82U 60A D 57 4AR 60100R 61100V R 61100KV R 60100 12 V+ 12 VV C C+ 5VD0D1D2D3D4D5D6D7S T A T U SCSA0R /CCE+ 12 12 圖 211 A/D 轉(zhuǎn)換電路 圖中 AD1674 的數(shù)據(jù)總線與 FPGA 的 I/O 口直接相連， 12/8 端接 5V，按 12 位并行輸出采集數(shù)據(jù)， 0A 、 CE、 CS 、 R/C 端接到 FPGA 的 I/O 口，來控制 AD 啟動(dòng)和讀數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)也接到 FPGA 的一個(gè) I/O 口，按中 斷方式確定其是否轉(zhuǎn)換結(jié)束。 顯示電路設(shè)計(jì) 在單片機(jī)系統(tǒng)中，通常用 LED 數(shù)碼顯示器來顯示各種數(shù)字或符號(hào)。由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，因此使用非常廣泛。 下面讓我們來看電路圖 214， 4 片 74LS164 首尾相串，而時(shí)鐘端則接在一起，這樣，當(dāng)輸入 8 個(gè)脈沖時(shí)，從單片機(jī) RXD 端輸出的數(shù)據(jù)就進(jìn)入到了第一片 74LS164 中了，而當(dāng)?shù)诙€(gè) 8 個(gè)脈沖到來后，這個(gè)數(shù)據(jù)就進(jìn)入了第二片 74LS164，而新的數(shù)據(jù)則進(jìn)入了第一片 74LS164，這樣，當(dāng)?shù)谒膫€(gè) 8 個(gè)脈沖完成后，首次送出的數(shù)據(jù)被送到了最左面的 74LS164 中，其他數(shù)據(jù)依次出現(xiàn)在第一、二、三片 74LS164 中。 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 B2A1Q713Q612Q511Q410CLK8CLR9Q36Q25Q14Q03U 6074 L S 16 4B2A1Q713Q612Q511Q410CLK8CLR9Q36Q25Q14Q03U 6174 L S 16 4B2A1Q713Q612Q511Q410CLK8CLR9Q36Q25Q14Q03U 6274 L S 16 4B2A1Q713Q612Q511Q410CLK8CLR9Q36Q25Q14Q03U 6374 L S 16 4R 60R 61R 62R 63R 64R 65R 66R 67R 68R 69R 61 0R 61 1R 61 2R 61 3 R 61 5R 61 4R 61 7R 61 6 R 61 8R 61 9R 62 0R 62 1R 62 2R 62 3R 62 4R 62 5R 62 6R 62 7R 62 8R 62 9R 63 0R 63 1V C CR X DT X D V C C4 5 9 7 6 2 1a b c d e f g10dpabfcgdedpINOUT3DPY8C 60LW4 5 9 7 6 2 1a b c d e f g10dpabfcgdedpINOUT3DPY8C 61LW4 5 9 7 6 2 1a b c d e f g10dpabfcgdedpINOUT3DPY8C 62LW4 5 9 7 6 2 1a b c d e f g10dpabfcgdedpINOUT3DPY8C 63LW 圖 212 顯示電路圖 74LS164 的實(shí)際連線不同則 LED 的翻譯碼也不同，實(shí)際電路中所使用的譯碼方式如表 35 所示。 表 22 顯示譯碼表 顯示碼 LED 翻譯碼（ 16 進(jìn)制） 顯示碼 LED 翻譯碼（ 16 進(jìn)制） 0 03 9 09 1 F3 a 11 2 25 b C1 3 0D c 63 4 99 d 85 5 49 e 61 6 41 f 71 7 1F 全滅 FF 8 01 全亮 00 通訊電路設(shè)計(jì) 在汽車重量測(cè)試系統(tǒng)中，要求能夠把測(cè)試的數(shù)據(jù)送到上位機(jī)，同時(shí)接受上位機(jī)的控制命令以便計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)組成全自動(dòng)汽車檢測(cè)線。這就需要上位微機(jī)系統(tǒng)與單片機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。在 MCS51 單片機(jī)中有一個(gè)異步通信串行接口，能方便的構(gòu)成雙機(jī)、多機(jī)及 PC 機(jī)串行通信接口。 MCS51 的串行口主要有二個(gè)物理上獨(dú)立的串行數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF、發(fā)送控制器、接收控制器、輸入移位寄存器和輸出控制門組成。發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF 只能寫入不能讀出，接收數(shù)據(jù)緩沖器只能讀出，不能寫入，二個(gè)緩沖器 共用一個(gè)地址 99H。有二個(gè)特殊功能寄存器 SCON 和 PCON 可用來控制串行口的工作方式及波特率。波特率發(fā)生器可用定時(shí)器 T1 或 T2 構(gòu)成。 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 相互通道接口設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與上位 PC 兼容機(jī)的數(shù)據(jù)通信。在 PC 兼容機(jī)系統(tǒng)中，利用異步通信適配器可實(shí)現(xiàn)異步串行通信。該適配器以 INS8250 通信芯片為核心，配以可進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的發(fā)送器和接收器電路及一些控制邏輯電路，將其做成接口卡的形式，其端口地址范圍為 3F8H～ 3FFH。利用此異步通信適配器，可以很方便地完成 PC 兼容機(jī)與 MCS51 單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信。 PC 兼容機(jī)與 MCS51 單片機(jī)最簡(jiǎn)單的連接是零調(diào)制三線經(jīng)濟(jì)型連接，這是全雙工通信所必須的最少數(shù)目的線路。 MCS51 單片機(jī)輸入、輸出電平為 TTL 電平，而 PC 兼容機(jī)配置的是 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串行接口，二者的電氣規(guī)范不一致，因此要完成 PC 兼容機(jī)與單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。以前大多數(shù)單片機(jī)系統(tǒng)的 RS232 轉(zhuǎn)換接口都采用 MC1488 和MC1489 構(gòu)成，它需要 177。12V 和 177。5V 電源供電，而且由兩片芯片構(gòu)成一個(gè) RS232 接口，電路相對(duì)比較復(fù)雜。本系統(tǒng)采用一種新型的單電源 RS232 發(fā)送 /接收器，使電路復(fù)雜性大 為降低，這就是 INTERSIL 公司的 ICL232 芯片。