【文章內(nèi)容簡介】 器的輸入端，施密特電路的輸出端接復(fù)位電路的輸入。當(dāng)主電源 Vcc已上電且振蕩器已起振后，若在 RST 引腳上保持高電平兩個機器周期（即 24 個振蕩周期），便使 MCS51 復(fù)位。從此以后，只要 RST 保持高電平，便使每個機器周期復(fù)位一次。復(fù)位之后，使 ALE， PSEN， P0， P1， P2口的輸出均位高電平（即位輸入狀態(tài)）。復(fù)位以后內(nèi)部 RST 便為低電平后，便又退出復(fù)位狀態(tài)， CPU從初始狀態(tài)開始工作。復(fù)位后，程序寄存器為 0000H，因此， MCS51單片機復(fù)位后從 0000H執(zhí)行程序，內(nèi)部 RAM 不受復(fù)位的影響。 Vcc通電時， RAM 的內(nèi)容是不定的。在圖中，在上電后保持 RST 引腳為高電平足夠長，就可使單片機復(fù)位。所需高電平時間的長短與 Vcc上升時間和振蕩時間有關(guān)。振蕩器起振時間于頻率有關(guān)。 10MHZ時約 1ms； 1MHZ時，約 10ms。若 Vcc上升時間小于 20ms，那么從上 電時間算起，只要保持 RST 引腳在高電平停留時間小于 20ms 即可。如果頻率降低。應(yīng)該適當(dāng)加大電容 C。若復(fù)位電路失效，加電后 CPU從一個隨機的狀態(tài)開始工作，系統(tǒng)不能正常運行。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 3 章 硬件單元電路設(shè)計 7 存儲器及鎖存器 ROM 存儲器 Intel2764 是一種＋ 5V的 8KBUVEPROM 存儲器芯片，采作 HMOS 工藝制成，標(biāo)準(zhǔn)存取時間為 250M. 程序存儲器：由于受集成度的限制，片內(nèi)只能駐留容量較小的程，由于單片機的程序存序存儲器。鑒于價格考慮，通常均選片外設(shè)置的主機（如 8031/8032 型）。因此，必須根據(jù) 總體方案要求，估算所程序存儲器容量，選用合適的 EPROM.。如果選用內(nèi)部駐留小容量程序存儲器的主機，還須外部擴(kuò)展一定容量的程序存儲器。 目前一般選用 EPROM 作為外部程序存儲器。如 2764 等。外部存儲器的配置儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開 ,因此 ,外部擴(kuò)展也必須分 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2764 采用雙譯碼編程方式， A12－ A0上地址信號經(jīng) X和 Y譯碼后在 X 選擇線和 Y選擇線上產(chǎn)生選擇信號，選中存儲陣到中相應(yīng)地址的存儲單元工作，并在控制電路控制下對所選中存儲單元選行讀出（或編程寫入）。從存儲單元讀出的 8 位二進(jìn)制信 息經(jīng)輸出緩沖中輸出到數(shù)據(jù)線 07－ 00 上，在編程方式下， 07－ 00 上編程信息是在控制電路控制下寫入存儲陣到的相應(yīng)存儲單元的。 2764 2764 圖 2764 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 3 章 硬件單元電路設(shè)計 8 引腳功能 2764 是 2831 腳的 UVEPROM。 2631 腳的腳標(biāo)為 NC，表示輪定不用。 （ 1） .址輸入線 A12－ A0:因 2764 的存儲容量為 8KB，故障按照地址線條數(shù)的存儲容量的關(guān)系（ 213＝ 8192）共需 13 條地址線。 A12－ A0和 8031 的 P2amp。P 相接用于傳送單片機來的地址編碼信號， A為最高位。 (2).數(shù)據(jù)線 07－ 00： 07－ 00是雙向數(shù)據(jù)總線。 07為最高位，在正常工作時， 07－ 00用于傳送從 2764 中讀出的數(shù)據(jù)或程序代碼。 (3).控制線（ 3條） CE：片迭輸入線，該輸入線用于控制本芯片是否工作，等給 CE 上加上一個高電平，則本片不工作，若給 CE 加上一個低電平。則選中本片工作。 PGM：編程輸入線。該輸入線用于控制 2764 處于工作狀態(tài)還是編程 /校驗狀態(tài)。 OE：允許輸出線。 OE 是一條由用戶控制的輸入線，若給 OE 線上輸入一個 TTL 高電平，則數(shù)據(jù)線 07－ 00處于高阻狀態(tài)，若 給 OE 線上一個 TTL 一個低電平，則 07－ 00處于讀出狀態(tài)。 (4).它引腳線（ 4條） VCC為＋ 5amp。10％電源輸入線 GND 為直流地線。 VPP為編程電源輸入線，當(dāng)接 +5V時， 2764 處于正常工作狀態(tài)；當(dāng) U接 21V 電壓時，2764 處編程 /校驗狀態(tài)。 NC 為 2764 的定線。 單片機和 ROM 的連接（ 8031 與 2764） 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 3 章 硬件單元電路設(shè)計 9 8031 與 2764 的連接采用全譯碼方式 圖 413 8031和 ROM的連接 RAM 存儲器 RAM 存儲器又稱為讀 /寫存儲器。正常工作時信息即可讀入又可寫入：數(shù)據(jù)讀出后原數(shù)據(jù)不便：數(shù)據(jù)寫入后，原數(shù)據(jù)自然消失，并為新數(shù)據(jù)替代。因此， RAM 存儲器可以用來存儲實時數(shù)據(jù) /中間結(jié)果 /最終結(jié)果或作為程序堆檻區(qū)使用。 數(shù)據(jù)存儲器 一般主機內(nèi)部均駐留一定容量的數(shù)據(jù)存儲器 RAM。因此，需根據(jù)總體要求，對固定的數(shù)據(jù)單元量及流動的數(shù)據(jù)量進(jìn)行估算和分配，決定是否需外部擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器。 訪問內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器時應(yīng)選用下述兩條指令： MOV A,@Ri 和 MOV @Ri, A 當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時應(yīng)選用下述兩條指令： MOVX A,@DPTR 和 MMOVX @DPTR,A 由于程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，而且固定常量均可放與程序存儲器，所以，蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 第 3 章 硬件單元電路設(shè)計 10 一般應(yīng)用系統(tǒng)中所需數(shù)據(jù)存儲器容量不大，往往使用內(nèi)部 RAM。因此，除應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)須花大量數(shù)據(jù)存儲器外，一般外部配置數(shù)據(jù)存儲器的容量也不會太大。 （ 1） 6264 工作原理 6264 是 8KB 靜態(tài) RAM 存儲器， 6264 采用雙譯碼編址方式， A12A0 地址線共分為兩組，行向 8條和列向 5條。行向地址線經(jīng)行三態(tài)輸入門和行地址譯碼后產(chǎn)生 256 條地址選擇線，列向地址由列三態(tài)輸入門及譯碼電路譯碼產(chǎn)生 32 條列地址選擇線，行 /列地址選擇線共同對存儲陣列中 8192 個存儲單元地址。 CS1 和 CS1 非門片選控制線，當(dāng) CS1為高電平和 CS1 非門為低電平時本芯片被選中工作，否則本芯片就不工作； WE非門為控制讀寫線， WE 非門高電平時 6264 處于讀出狀態(tài)， WE 非門低電平時處于寫入狀態(tài)， WE非門控制讀出數(shù)據(jù)是否送到數(shù)據(jù)線 D8D1上 。 6264 圖 414 6264管腳圖 （ 2） 引腳功能（ 28 條） ①地址線 A12A0 為輸入地址線，用于傳送 CPU 送來的地址編碼信號，高電平表示“1” ，低電平表示 “0” 。 ②數(shù)據(jù)線 D7D0 為雙向數(shù)據(jù)線， D7 為最高位， D0 為最低位。正常工作時， D7D0用來傳送 6264 的讀寫數(shù)據(jù)。 ③控制線（ 6條） 容許輸出線 OE 非門用于控制從 6264 中讀出的數(shù)據(jù)是否送到數(shù)據(jù)線 D7D0上。若 OE非門為低電平，則讀出數(shù)據(jù)可以直接送 到數(shù)據(jù)總線 D7D7。；否則，讀出數(shù)據(jù)只能送到6264 的內(nèi)部總線。 片選輸入線 CS1 和 CS1非門：若 CS1=1 和 CS1 非門 =0，則本芯片被選中工作；否則，6264 不被選中工作。 蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 第 3 章 硬件單元電路設(shè)計 11 讀寫命令線 WE 非門：若 WE非門為高電平，則 6264 建立讀出工作狀態(tài)；若 WE非門為低電平， 6264 處于寫入狀態(tài)。 ④電源線（ 2條）： Vcc 為 +5v 電源線 ， GAD 為接地線。 地址鎖存器 地址鎖存器 74LS373 主要解決 P0 口的低 8 位地址線與數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用問題，74LS373 時透明的帶有三態(tài)的八 D 鎖存器，當(dāng)三態(tài)門的使能信 號線 E為低電平時，三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許 Q端輸出，當(dāng)三態(tài)門的使能信號線 E為高電平時，輸出三態(tài)門斷開，輸出端對電路呈高阻狀態(tài)，因此 74LS373 用作地址鎖存器時，首先應(yīng)使三態(tài)門的使能信號端 E為低電平，這時，當(dāng) G端輸入為高電平時，存儲器輸出（ 1Q— 8Q）狀態(tài)和輸入（ 1D— 8D）狀態(tài)相同；當(dāng) G從高電平轉(zhuǎn)到高電平時，輸入端 (1D— 8D)的數(shù)據(jù)鎖入 (1Q— 8Q)中。處理機的中斷信號。此時 RD 信號有效，輸出低電平，經(jīng)或非門變?yōu)楦唠娖?，地址通道開放，讀信號端為高電平，使 OE 端呈現(xiàn)低電平，數(shù)據(jù)不允許輸出。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 4 章 溫度測量單元電路設(shè)計 12 第四 章 溫度測量單元電路設(shè)計 溫度傳感器的選取 PT100 是一種廣泛應(yīng)用的測溫元件，在 50℃ ~600℃范圍內(nèi)具有其他任何溫度傳感器無可比擬的優(yōu)勢，包括高精度、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強等傳感器的選取 1 鉑材料 的 特性 1） 線性 ： 電阻值對溫度的變化幾乎是線性，此特性使得 我們 能精確地依據(jù)事先定義的曲線計算待測物溫度，并設(shè)計其應(yīng)用電路。也正是此特性，元件具有可互換性的卓越特色。 2） 廣泛的溫度測量范圍：由于鉑的特性穩(wěn)定，不會因高低溫而引起物理或化學(xué)變化 。 3） 高可靠性：即使經(jīng)長期使用，厚膜鉑電阻仍然十分穩(wěn)定。 鉑電阻具有精度高、穩(wěn)定性好能可靠等優(yōu)點，其測溫范圍在 200~+850 度左右，在小于 200度時，非線形誤差小于 %，其電阻值 R和溫度 t之間的關(guān)系近似的表示為： R=At+B， A、 B為常數(shù)， A為熱敏系數(shù)。 2 Pt100 溫度傳感器阻值計算 電工委員會標(biāo)準(zhǔn) IEC751 的方程式 1） 在 78℃ 到 0℃ 的溫度范圍內(nèi)： Rt=100[1+10 3t 10 6t2 10 12(t100)t3] 2） 在 0℃ 到 +600℃ 的溫度范圍內(nèi)： Rt=100(1+10 3t 10 6t 2) 其中： Rt 是溫度 t 時的阻值（單位： Ω ） t是溫度（單位： ℃ ） Pt100 厚膜鉑電阻溫度傳感器允許通過的工作電流為 ≤5mA 溫度傳感器是整個控制系統(tǒng)獲取被控制對象的重要組成部分。因此經(jīng)過權(quán)衡，為了保證溫度采集的準(zhǔn)確性我們決定采用方案二，選取鉑電阻作為溫度傳感器。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 4 章 溫度測量單元電路設(shè)計 13 溫度采集電路 將溫度的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化，經(jīng)過放大后送往 A/D 轉(zhuǎn)換器作為數(shù)字量進(jìn)行處理圖 為采用鉑電阻測溫應(yīng)用電路。測溫范圍為 0~400 度，相應(yīng)的輸出為 0~5V 電壓量。輸出電壓經(jīng)過 AD574 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號，輸入單片機作顯示和控制信號。 溫度采集電路如圖七所示。由參考電阻 R1,R2 和熱敏電阻（ Pt100），差分放大電路和濾波電路組成。 參考電阻和 Pt100 串接在 12V 和地之間，由于熱敏電阻在溫度變化的時候其電阻值在變化使得 A1 輸入端的電壓不為 0所以輸出端的電壓也不為 0，這樣就將溫度的變化轉(zhuǎn)為電壓量的變換。 當(dāng) Pt100 的阻值隨外界溫度的變化時，他與參考電阻之間的分壓也隨之變化，該電壓值所對應(yīng)的 A/D轉(zhuǎn)換值也隨之發(fā)生變化。 鉑電阻接在測量電路中減 小連接線過長而引起的測量誤差，采用三線制。電橋的輸出經(jīng)過差動放大器 A1，放大后的信號 A2組成的低通濾波器后輸出，其截止頻率為 5Hz。 調(diào)整時可以按分度號的溫度與電阻的對應(yīng)關(guān)系，采用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱來代替鉑熱電阻使調(diào)整十分方便。 W1為調(diào)整端電位器，在 t=0C0 時（相當(dāng)于 100? ），調(diào)整 W1 使 ?0V 0V,在 t=400 C0 時（相當(dāng)于 ? ），調(diào)整 W2 使 ?0V 5V。，在選取器件時我們使kRR ?? 為精度比較高的饒線電阻。 C2R1R2R3 20KR4 20KR5100KR6100KR920KR 1013KR7100KR 1113KR8100K23467O P 0723467A2O P 07W1200W220KC1P T 10 0+ 12 VA1P or t1 圖 采用鉑電阻測溫應(yīng)用電路 信號處理電路設(shè)計蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 第 5 章 信號電路的處理 14 第五章 信號電路的處理 多路開關(guān) 概述 模擬多路開關(guān)是一種重要的器件，在多路被測信號共用一路 A/D 轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，通常用來將多路被測信號分別傳送到