【文章內(nèi)容簡介】 幾分之一T1的對稱干擾（所謂對稱干擾是指整個周期內(nèi)平均值為零的干擾），有無窮大的抑制能力。即使在工頻干擾幅度大于被測直流信號，使輸入信號正負(fù)變化時，仍有良好的抑制能力。在工業(yè)系統(tǒng)中經(jīng)常碰到的是工頻（50Hz）或工頻的倍頻干擾，故通常選定采樣時間T1總是等于工頻電源周期的倍數(shù)，如20ms或40ms等。另一方面，由于在轉(zhuǎn)換過程中，前后兩次積分所采用的是同一積分器，因此，在兩次積分期間（一般在幾十至數(shù)百毫秒之間），R、C和脈沖源等元件參數(shù)的變化對轉(zhuǎn)換精度的影響均可以忽略。常用的A/D轉(zhuǎn)換器可分為并行比較型、逐次比較型和雙積分型等幾種，不同類型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠(yuǎn)。其中并行比較A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度最高，8位二進(jìn)制輸出的單片集成A/D轉(zhuǎn)換器時間可達(dá)50ms以內(nèi)。逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器次之，轉(zhuǎn)換速度較慢，一般在10s～50s之間，也有達(dá)幾百納秒的。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間大都在幾十毫秒至幾百毫秒之間。而且雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器很強(qiáng)的抗工頻干擾能力，再從經(jīng)濟(jì)性方面綜合考慮，逐次比較型是最適合應(yīng)用在設(shè)計(jì)中的A/D轉(zhuǎn)換器。 A/D轉(zhuǎn)換器型號的選擇ADC0809位8位逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、8通道多路轉(zhuǎn)換器以及與微控制器兼容的控制邏輯。8個單獨(dú)模擬信號可從8通道多路轉(zhuǎn)換器直接輸入。ADC0809非常實(shí)用與過程控制、微控制器輸入通道的接口電路、智能儀器和機(jī)床控制等領(lǐng)域。①逐次比較型ADC08091）主要性能ADC0809的主要性能如下。，輸出與TTL兼容。（=500kHz）為128s。%。2)工作特性ADC0809的工作特性如下?！?）?！?15V?！妗?50℃。②逐次比較型ADC0804ADC0804為CMOS、8位、逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有類似于電阻網(wǎng)絡(luò)的差分電位梯形網(wǎng)。差分模擬電壓輸入可提高共模抑制并減小失調(diào)模擬電壓值。此外，可調(diào)節(jié)的電壓參考輸入允許編碼任何小的模擬電壓轉(zhuǎn)換到8位的分辨率。1）主要性能。（+5V）。、CMOS兼容。，不需要借口邏輯電路。 s。 s。%。2）工作特性：。：～（+）。：～+15V。：65℃～+150℃。 ③ 逐次比較型AD7810AD7810是美國模擬器件公司（Analog Aevices）生產(chǎn)的一種低功耗10位高速串行AD轉(zhuǎn)換器。該產(chǎn)品有8腳DIP和SOIC兩種封裝形式，并帶有內(nèi)部時鐘。它的外圍接線及其簡單，AD7810的轉(zhuǎn)換時間為2s，采用標(biāo)準(zhǔn)SPI同步串行接口輸出和單一電源（～）供電。在自動低功耗模式下，該器件在轉(zhuǎn)換吞吐率為1kSPS時的功耗僅為27W，因此特別合適于應(yīng)用在便攜式儀表中及各種電池供電的設(shè)備中。1）主要性能AD7810的主要特性如下。～。，低功耗方式時為5W?！??！?，與TTL電平兼容。：40℃+105℃。逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器中有ADC080ADC0804和DC7810三種，而ADC7810它的經(jīng)典為10位，在設(shè)計(jì)中不需要如此高精度且價格昂貴的A/D轉(zhuǎn)換器，因此不選ADC7810。而ADC080ADC0804兩個器件都是8位精度的，而且價格和性能方面相差不大，因此選用兩者中的任一即可，在本次設(shè)計(jì)中選用ADC0809逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器。 ADC0809芯片的引腳功能本設(shè)計(jì)采用A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809。ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器，由于輸出級有8位三態(tài)輸出鎖存器，因而0809的數(shù)據(jù)輸出端可以直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線連接。ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝。 ADC0809引腳圖ADC0809各引腳功能如下：IN7～I(xiàn)N0:8路模擬量輸入端，即內(nèi)部8選1多路開關(guān)的輸入端。D7～D0:A/D轉(zhuǎn)換輸出端，輸出信號與TTL電平兼容，可直接至微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)總線。ADDA、ADDB、ADDC為多路地址選擇端，用于切換A/D通道，其取值與A/。ADC0809的ADDA、ADDB、ADDC與A/D轉(zhuǎn)換通道的對應(yīng)關(guān)系：多路開關(guān)地址線被選中的輸入通道對應(yīng)通道的入口地址ADDCADDBADDA000IN000001IN101010IN202011IN303100IN404101IN505110IN606111IN707ALE：地址鎖存信號輸入線。ADC0809完成一次A/D轉(zhuǎn)換的典型時間為120 S，為保證轉(zhuǎn)換結(jié)果正確，轉(zhuǎn)換期間要保證不進(jìn)行通道切換，ALE信號下降沿將啟動A/D時的ADDA、ADDB、ADDC信號鎖存入芯片內(nèi)部地址鎖存器。START：啟動轉(zhuǎn)換信號輸入引腳，其上升沿清除上一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，其下降沿用以啟動內(nèi)部控制邏輯，是A/D轉(zhuǎn)換器開始工作。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳，其上升沿表示A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束，可以讀取結(jié)果。OE:輸出允許控制端，高電平有效。信號有效時，轉(zhuǎn)換結(jié)果送到D0～D7數(shù)據(jù)線上。CLOCK：轉(zhuǎn)換器時鐘信號輸入端。它的頻率決定了A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度。但該頻率不得高于640kHz,其對應(yīng)的轉(zhuǎn)換時間為100S。和：ADC0809內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換時的參考電壓輸入引腳。不能為負(fù)值，不能超過，且應(yīng)滿足如下關(guān)系：/2/2和GND：ADC0809的電源引腳，它采用+5V電源供電。主要特性：①8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位。 ②具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕?③轉(zhuǎn)換時間為100μs。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。 在本設(shè)計(jì)中使用到74LS373。74LS373是一種帶有三態(tài)門的8D鎖存器。 鎖存器74LS373的引腳其引腳的功能如下：D7～D0：8位數(shù)據(jù)輸入線Q7～Q0：8位數(shù)據(jù)輸出線G：數(shù)據(jù)輸入鎖存選通信號，高電平有效。當(dāng)該信號為高電平的時候，外部數(shù)據(jù)選通到內(nèi)部鎖存器，負(fù)跳變時，數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器中。：數(shù)據(jù)輸出允許信號，低電平有效。當(dāng)該信號為低電平的時候，三態(tài)門打開，鎖存器中數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)輸出線。當(dāng)該信號為高電平的時候，輸出線為高阻態(tài)。：GDQ0111010000不變1高阻態(tài)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?，指示A/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.ADC0809轉(zhuǎn)換是采用逐次比較的方法完成A/D轉(zhuǎn)換的，由單一的+5V供電，片內(nèi)帶有鎖存功能的8路選一的模擬開關(guān)，由A，B，C引腳的編碼來確定所選通道。0809完成一次轉(zhuǎn)換需要100us左右，輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到MCS51的數(shù)據(jù)總線上，通過適當(dāng)?shù)耐饨与娐罚?809可對05V的模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如上所說。 ADC0809與單片機(jī)的接口電路 單片機(jī)選擇 單片機(jī)的簡介　 單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器（CPU），存儲器和各種輸入，輸出接口，這樣一塊集成電路芯片具有一臺計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片機(jī)微型機(jī)算機(jī)，簡稱單片機(jī)。MCS是Intel公司生產(chǎn)的單片機(jī)的系列符號，例如Intel公司的MCS4MCS5MCCS96系列單片機(jī)。MCS51系列單片機(jī)包括三個基本型8031，8051，8751。MCS51由如下幾個功能部件組成：①微處理器②數(shù)據(jù)存儲器③程序存儲器④4個8位并行I/O口⑤一個串行口⑥2個16位定時器/計(jì)數(shù)器⑦中斷系統(tǒng)⑧特殊功能寄存器。MCS51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功能強(qiáng)等特點(diǎn)，特別值得一提的是MCS51CPU中的位處理器，它實(shí)際上是一個完整的1位微機(jī)算機(jī)。這個1位計(jì)算機(jī)有自己的CPU，位寄存器，I/O口和指令集。1位機(jī)在開關(guān)決策，邏輯電路仿真，工業(yè)控制方面非常有效：而8位機(jī)在數(shù)據(jù)采集，運(yùn)算處理方面有明顯的長處。MCS51單片機(jī)中8位機(jī)和1位機(jī)的硬件資源復(fù)合在一起，二者相輔相成，它是計(jì)算機(jī)的技術(shù)上的一個突破，本設(shè)計(jì)采用8051單片機(jī)。 。系統(tǒng)時鐘ROM定時/計(jì)數(shù)器串行I/O并行I/ORAMCPU外部時鐘復(fù)位中斷電源 MCS51內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 8051芯片引腳8051是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，： 8051引腳圖其引腳功能如下：～ P0口8位雙向口線（在引腳的39～32號端子）。 ～ P1口8位雙向口線（在引腳的1～8號端子）。 ～ P2口8位雙向口線（在引腳的21～28號端子）。 ～ P2口8位雙向口線（在引腳的10～17號端子）。P0口有三個功能： 1）外部擴(kuò)展存儲器時，當(dāng)做數(shù)據(jù)總線（如圖1中的D0～D7為數(shù)據(jù)總線接口） 2）外部擴(kuò)展存儲器時，當(dāng)作地址總線（如圖1中的A0～A7為地址總線接口） 3）不擴(kuò)展時，可做一般的I/O使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時應(yīng)在外部接上拉電阻。 P1口只做I/O口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。 P2口有兩個功能：①擴(kuò)展外部存儲器時，當(dāng)作地址總線使用②做一般I/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻； 1)ALE/PROG 地址鎖存控制信號在系統(tǒng)擴(kuò)展時，ALE用于控制把P0口的輸出低8位地址送鎖存器鎖存起來，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。8051擴(kuò)展 EEPROM電路，ALE與74LS373鎖存器的G相連接，當(dāng)CPU對外部進(jìn)行存取時，用以鎖住地址的低位地址，即P0口輸出。ALE有可能是高電平也有可能是低電平，當(dāng)ALE是高電平時，允許地址鎖存信號，當(dāng)訪問外部存儲器時，ALE信號負(fù)跳變（即由正變負(fù)）將P0口上低8位地址信號送入鎖存器。當(dāng)ALE是低電平時，P0口上的內(nèi)容和鎖存器輸出一致。 在沒有訪問外部存儲器期間，ALE以1/6振蕩周期頻率輸出（即6分頻），當(dāng)訪問外部存儲器以1/12振蕩周期輸出（12分頻）。從這里可以看到，當(dāng)系統(tǒng)沒有進(jìn)行擴(kuò)展時ALE會以1/6振蕩周期的固定頻率輸出，因此可以做為外部時鐘，或者外部定時脈沖使用。 2)PORG為編程脈沖的輸入端在單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組成中，8051單片機(jī)內(nèi)部有一個4KB或8KB的程序存儲器（ROM），ROM的作用就是用來存放用戶需要執(zhí)行的程序的，實(shí)際上是通過編程脈沖輸入才能寫進(jìn)去的，這個脈沖的輸入端口就是PROG。 3)PSEN 外部程序存儲器讀選通信號在讀外部ROM時PSEN低電平有效，以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。 內(nèi)部ROM讀取時，PSEN不動作； 外部ROM讀取時，在每個機(jī)器周期會動作兩次； 外部RAM讀取時，兩個PSEN脈沖被跳過不會輸出； 外接ROM時，與ROM的OE腳相接。4)EA/VPP 訪問和序存儲器控制信號 接高電平時： CPU讀取內(nèi)部程序存儲器（ROM） 。擴(kuò)展外部ROM：當(dāng)讀取內(nèi)部程序存儲器超過0FFFH（8051）1FFFH（8052）時自動讀取外部ROM。 接低電平時：CPU讀取外部程序存儲器（ROM）。8031單片機(jī)內(nèi)部是沒有ROM的，那么在應(yīng)用8031單片機(jī)時，這個腳是一直接低電平的。5)RST 復(fù)位信號當(dāng)輸入的信號連續(xù)2個機(jī)器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作，當(dāng)復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器PC=0000H，即復(fù)位后將從程序存儲器的0000H單元讀取第一條指令碼。6)XTAL1和XTAL2 外接晶振引腳。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。 7)VCC：電源+5V輸入 8)VSS：GND接地。 存儲器MCS51單片機(jī)在物理結(jié)構(gòu)上有四個存儲空間：①片內(nèi)程序存儲器。②片外程序存儲器。③片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。④片外數(shù)據(jù)存儲器。但在邏輯上，即從用戶的角度上，8051單片機(jī)有三個存儲空間：①片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64K的程序存儲器地址空間(MOVC)。②256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的地址空間(MOV)。③以及64K片外數(shù)據(jù)存儲器的地址空間(MOVX)。在訪問三個不同的邏輯空間時，應(yīng)采用不同形式的指令,以產(chǎn)生不同的存儲器空間的選通信號。 8051單片機(jī)存儲器的空間結(jié)構(gòu)圖①程序存儲器一個微處理器能夠聰明地執(zhí)行某種任務(wù)，除了它們強(qiáng)大的硬件外，還需要它們運(yùn)行的軟件，其實(shí)微處理器并不聰明，它們只是完全按照人們預(yù)先編寫的程序而執(zhí)行之。那么設(shè)計(jì)人員編寫的程序就存放在微處理器的程序存儲器中，俗稱只讀程序存儲器(ROM)。程序相當(dāng)于給微處理器處理問題的一系列命令。其實(shí)程序和數(shù)據(jù)一樣，都是由機(jī)器碼組成的代碼串。只是程序代碼則存放于程序存儲器中。MCS51具有64kB程序存儲器尋址空間，它是用于存放用戶程序。數(shù)據(jù)和表格等信息。對于內(nèi)部無ROM的8031單片機(jī)，它的程序存儲器必須外接，空間地址為64kB,此時單片機(jī)的端必須接地。強(qiáng)制CPU從外部程序存儲器讀取程序。對于內(nèi)部有ROM的8051等單片機(jī)，正常運(yùn)行時，則需接高電平，使CPU先從內(nèi)部的程序存儲中讀取程序，當(dāng)PC值超過內(nèi)部ROM的容量時，才會轉(zhuǎn)向外部的程序存儲器讀取程序。當(dāng)=1時，程序從片內(nèi)ROM開始執(zhí)行，當(dāng)PC值超過片內(nèi)ROM容量時會自動轉(zhuǎn)向外部ROM空間。當(dāng)=0時，程序從外部存儲器開始執(zhí)行，例如前面提到的片內(nèi)無