【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖210 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 １５ ADC0809 引腳功能圖 ④、 START：轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。 START 上跳轉(zhuǎn)時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清 0； START 下跳轉(zhuǎn)時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間， START 應(yīng)保持低電平 ⑤、 DT~D0：數(shù)據(jù)輸出線，其為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連 ⑥、 DE：輸出允許信號(hào)， ADC0809 的內(nèi)部設(shè)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)。 ⑦、 CLK：時(shí)鐘信號(hào)， ADC0809 的內(nèi)部設(shè)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)，通常使用頻率為 500KHZ 的時(shí)鐘信號(hào) ⑧、 EOC：轉(zhuǎn)換給結(jié)束狀態(tài)信號(hào) ,EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換； EOC=1，轉(zhuǎn)換結(jié)束。該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢(xún)的狀態(tài)標(biāo)志，又 可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)時(shí)使用。 ⑨、 Vcc： +5 電源 ⑩、 Vref：參考電壓正端參考電壓用來(lái)與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)，其曲型值為 +5V（ Vref（ +） =+5V， Vref()=0） AT89C51 單片機(jī)與 ADC0809 接口 ADC0809 與 AT89C51 單片機(jī)邊接如圖 211 所示，電路連接主要涉及兩個(gè)問(wèn)題，一是不是路模擬信號(hào)通道選擇，二是 A/D轉(zhuǎn)換完成后數(shù)據(jù)的傳送 1. 8路模擬通道選擇 A、 B、 C 分別接地址鎖存器提供的低三位地址。只要把三位地址寫(xiě)入 0809 中 的地址鎖存器就實(shí)現(xiàn)了模擬通道選擇。對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，地址鎖存器是一個(gè)輸出口，為了把三位地址寫(xiě)入，還要提供口地址。 2. 數(shù)據(jù)的傳輸方式 A. 定時(shí)傳輸方式 B. 查詢(xún)方式 C. 中斷方式 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 １６ 圖 211 ADC0809 與單片機(jī)的連接 放大器電路設(shè)計(jì) 傳感器是將待測(cè)的物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。但其輸出的信號(hào)通常都很小，需要進(jìn)行放大。傳感器的信號(hào)放大，根據(jù)具體情況可采用分立元件放大器（晶體管放大器）和集成元件放大器（運(yùn)算放大器）兩種。 交流放大器電路 電路 A 工作點(diǎn)不穩(wěn)定狀態(tài) 靜態(tài)工作點(diǎn) Ib≈ RbEc ， Ic=β Ib, Uce=EcIcRc 交流等效電路 R39。fz=Rc//Rfz (a)電路圖 （ b） 圖解法 （ c）交流等效電路 圖 212 工作點(diǎn)不穩(wěn)定狀態(tài)放大電路 輸入電阻 rsr≈ rbe（當(dāng) rbe〈〈 Rb 時(shí)） 輸出電阻 rsc≈ rscRc ≈ Rce 放大倍數(shù) K39。= rbcfzR??? 此放大器特點(diǎn)：放大倍數(shù)大。 B 工作點(diǎn)穩(wěn)定狀態(tài) a。靜態(tài)工作點(diǎn) 由（ 21 12RR RUe? Ube1 1Re1 ）≈ 1 )2( Rc UbeUeEe ?? 交流等效電路 R39。fz1=Rc1//rbe， R39。fz2=Rc2//Rfz 輸入電阻 rsr≈ rbe2（當(dāng) rbe1〈〈 R1//R2 時(shí)） 輸出電阻 rsc≈ Rc 放大倍數(shù) K39。=UsrUsc ≈ β 1β 2 12rbefzR? （當(dāng) RC1rb2 時(shí)） 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 １７ 此放大電路特點(diǎn) 放大倍數(shù)大，工作點(diǎn)穩(wěn)定 b．靜態(tài)工作點(diǎn) Ub≈21 1RbRbEcRb?， Ua=UbUbe， Ie=ReUe， Uce≈ EcIc（ Re+Rc） 交流等效電路 R39。fz=Rc//Rfz 輸入電阻 rsr=rbe（當(dāng) rbe〈〈 Rb1//Rb2） 輸出電阻 rsc≈ Rc 放大倍數(shù) K39。=rbefzR??? (a)電路圖 （ b）圖解法 （ c）交流等效電路 圖 213 工作點(diǎn)穩(wěn)定狀態(tài) a 類(lèi)放大器電路 此放大電路特點(diǎn) rsr 較大， |K|〉 1且與晶體管參數(shù)幾乎無(wú)關(guān)。 (a)電路圖 （ b）圖解法 （ c）交流等效電路 圖 214 工作點(diǎn)穩(wěn)定狀態(tài) b 類(lèi)放大器電路 C． 靜態(tài)工作點(diǎn) Ub 、 Uc同左，但 Ie= RFUc?Re ， Uce≈ EcIc（ Rc+Re+RF） 交流等效電路 R39。fz=Rc//Rfz 輸入電阻 )//(// R F21 rRRr bebbsr ?? ? 輸出電阻 ?rRr bebsc ??39。 （當(dāng)?rR beb?39。 Re時(shí)） 放大倍數(shù) RFRfzK39。39。39。.?? （當(dāng) rbe》RF? ） 此放大電路特點(diǎn) rsr 大， rsc 小， 1K? 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 １８ (a)電路圖 （ b）圖解法 （ c）交流等效電路 圖 215 工作點(diǎn)穩(wěn)定狀態(tài) c 類(lèi)放大器電路 ① 共集電極放大電路． 靜態(tài)工作點(diǎn) RR ECbcb ???I ， II bC ?? ， RIEU cccce ?? 交流等效電路 RRRfzCfz //39。 ? 輸入電阻 RRrfzbsr 39。// ?? 放大倍數(shù) Rr R fzbe fzK 39。39。.)1()1(?????? (a)電路圖 （ b）圖解法 （ c）交流等效電路 圖 216 共集電極放大器電路 ⑵ 反饋 凡是引入反饋以后使放大鏡器放大倍數(shù)減小的稱(chēng)為負(fù)反饋。反之凡是引反饋以后使放大倍數(shù)增大 的稱(chēng)為正反饋贈(zèng)。其中換反饋 有電壓串聯(lián)負(fù)反饋贈(zèng)，電流串聯(lián)負(fù)反饋贈(zèng)，電壓并聯(lián)負(fù)反饋贈(zèng)，電流并聯(lián)負(fù)反饋。 直流放大器電路 將緩慢的直流量信號(hào)進(jìn)行廣大的器件稱(chēng)直流放大器。它與前述交流放大器的區(qū)別是交流放大器級(jí)與級(jí)之間加了三個(gè)隔離直電流電容（即耦合電容）而直流放大器級(jí)與級(jí)之間沒(méi)有這個(gè)電路，故直流放大器又稱(chēng)直接耦合放大器 運(yùn)算放大器電路 在直流差動(dòng)放大器的輸入端子輸出端之間跨接各種網(wǎng)絡(luò)（如電阻 R電容 C 等），使構(gòu)成用來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)組合和運(yùn)算的運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器通常是由放大電路組成，輸入級(jí)（第一級(jí)）由晶體管 T1 和 T2組成差動(dòng)放大鏡電路 T3和 T4 是 T1 和 T2 的有源負(fù)載。T9 是恒流源，第二級(jí)放大電路由晶體管 T5和 T6組成， T10 是恒流源（ T6 的有源負(fù)載），陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 １９ 為了獲得輸出阻抗，輸出級(jí)（第三級(jí)）由晶體管 T7 和 T8組成，采用互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)放大電路。 運(yùn)算放大器是一種具有高放大倍數(shù)，深度負(fù)反饋的直流放大器。便于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的組合和運(yùn)算。有很大的靈活性，因此它們不僅僅電子模擬計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵部件，而且在自動(dòng)控制系統(tǒng)測(cè)量裝置中得到廣泛應(yīng)用。尤其在線性固體組件出現(xiàn)后，有具有體積小，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，所以在實(shí)際中應(yīng)用固體組件運(yùn)算放大器所組成的電路是 多種多樣。 理想運(yùn)算放大器的特性： ① 開(kāi)環(huán)增益 Ad無(wú)限大； ② 輸入阻抗無(wú)限大； ③ 輸出阻抗 Z 為 0； 圖 217 運(yùn)算放大器電路圖 ④ 輸入電壓的失調(diào)電壓 rf 為； ⑤ 帶寬無(wú)限大； ⑥ 上述 ① — ⑤ 的 特性不隨環(huán)境溫度的變化而變化； A 反饋型號(hào)放大電路 B 加法放大電路 C 減法放大電路 D 積分電路 E 對(duì)數(shù)放大電路 F 乘法器電路 G 除法器電路 H 比較器電路 I 整流器電路 J 限頻器電路 K 數(shù)據(jù)放大器電路 L 弱電流放大器 M 電荷放大器電路 集成運(yùn)算放大器概述 在信號(hào)的放大，信號(hào)的運(yùn)算（加、法、乘、除、對(duì)數(shù)、反對(duì)數(shù)、平方、開(kāi)方），信號(hào)的處理（濾波、調(diào)制）以及波形的產(chǎn)生和變換的單元中，運(yùn)算放大器是它們的核心部分， 由多級(jí)直接耦合放大電路組成的，主要有，總體，偏置電路、單位增益轉(zhuǎn) 換、電平轉(zhuǎn)移、恒流反饋、消振補(bǔ)償?shù)冉M成，主要參數(shù)有：差模開(kāi)環(huán)增益（或差模開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)） AUD、共模開(kāi)環(huán)增益 AUC、共模抑制比 KCMR、輸入失調(diào)電壓 Vi0 失調(diào)電壓溫度系數(shù)aUi0=dUi0/dT\輸入失調(diào)電流 Ii0=I1I，失調(diào)電流溫度系數(shù) aI10=dI10/dT，單位增益寬陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 ２０ 帶 fBWG、轉(zhuǎn)換速率 Sr 以及其他參數(shù)。 本次設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況采用多級(jí)交流放大電路。接線圖見(jiàn)附圖。 鍵盤(pán)及顯示電路的設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)接口電路 1. 鍵盤(pán)的工作原理 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，按鍵 都是以開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)設(shè)置控制功能或能入數(shù)據(jù)的，鍵的半合與否，反映在電壓上就是呈高電平或低電平，如果高電平表示斷開(kāi)的話(huà)，那么低電平就是表示閉合，所以通過(guò)電平的高代狀態(tài)的檢測(cè)，使可以克認(rèn)按鍵接下與否 。 當(dāng)按鍵被迫按下或釋放時(shí)，通常伴隨有一定的時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其獨(dú)占才穩(wěn)定下來(lái)，抖動(dòng)時(shí)間一般為 5~10ms，在使用過(guò)程，必須去抖措施。去抖有硬件和軟件兩種方法，硬件方法通常采用通過(guò) RS觸發(fā)器連接按鍵除抖，軟件方法采用昝方法除抖，其過(guò)程是在檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，進(jìn)行一個(gè) 10ms 左右的昝程序后 ，若該鍵仍保持閉合狀態(tài)，則確認(rèn)該鍵處于討債狀態(tài)，同理，在檢測(cè)到該鍵釋放后，也應(yīng)珠步驟進(jìn)行確認(rèn)，從而可消除抖動(dòng)的影響。 2. 獨(dú)立工按鍵 獨(dú)立式按鍵是直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根 I/O 口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)其他 I/O口線的狀態(tài) 3. 矩陣式按鍵 單片機(jī)系統(tǒng)中，若使用按鍵分明，通常采用矩陣式（也稱(chēng)行列式）鍵盤(pán)，如圖 218所示： 一個(gè) 4*4 的行列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)含有 16 個(gè)按鍵的鍵盤(pán)。矩陣式鍵盤(pán)中，行列式分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端，行式通過(guò)二伴電阻接到 +5V 上，當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，行 式于高電平狀態(tài)，當(dāng)有鍵按下時(shí)，行列式將貫通，此時(shí) 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 ２１ 圖 218 矩陣式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu) 行線電平，將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定，這是識(shí)別按鍵是否按下的關(guān)鍵，然而，矩陣鍵盤(pán)中的行線，列線和多個(gè)鍵相邊，各按鍵按下與否均影響該鍵反在行線和死線的電平，各按鍵間將相互影響，因此必須將行線，列線信號(hào)配合起來(lái)作適應(yīng)處理，才能確定閉合鍵的位置。其中，矩陣式鍵盤(pán)有以下幾種工作方式： 編程掃描是 CPU 完成其他工作的空余時(shí)間，調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序來(lái)響應(yīng)鍵盤(pán)輸入的要求，在執(zhí)行鍵功能程序時(shí)， CPU不再響應(yīng) 鍵輸入要求，直到 CPU重新掃描鍵盤(pán)為止。 鍵盤(pán)掃描程序一般應(yīng)飫以下內(nèi)容： 1差別有無(wú)鍵按下降鍵盤(pán)掃描取得閉合鍵的行、列值 3 用計(jì)算法或查表法得到鍵值 4 判斷閉合鍵是否釋放，如釋放則繼續(xù)等待 5將閉合鍵鍵號(hào)保存，同時(shí)轉(zhuǎn)去執(zhí)行該執(zhí)行該閉合鍵的功能 。 定時(shí)掃描方式就是每隔一段時(shí)間對(duì)鍵盤(pán)掃描一次，它利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生一定時(shí)間的定時(shí)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到就產(chǎn)生定時(shí)溢出中斷， CPU 響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，并左有鍵按下時(shí)，識(shí)別出該鍵，再執(zhí)行該鍵的功能程序定時(shí)掃描方式的硬件電路與編程掃描方式相同 為提高 CPU 工作效率，可采用中斷掃描工作方式其工作過(guò)和如下：當(dāng)無(wú)鍵接下時(shí)，CPU 處理自己的工作，當(dāng)有鍵接下時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求， CPU 轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤(pán)掃描子程序，并識(shí)別鍵號(hào) 。 圖 219為矩陣式鍵盤(pán)與單片機(jī)接口 圖。 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 ２２ 圖 219 矩陣式鍵盤(pán)與單片機(jī)接口 LED 顯示器接口電路 常用的 LED 顯示器有 LED 狀態(tài)顯示器（俗稱(chēng)發(fā)光二極管） LED七段顯示器（俗稱(chēng)數(shù)碼管和 LED 十六段顯示器，發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，用于系統(tǒng)顯示；數(shù)碼管用于數(shù)字顯示； LED 十六段顯示器，用于字符顯示） 1．?dāng)?shù)碼管結(jié)構(gòu) 數(shù)碼管由 8 個(gè)發(fā)光二極管（以下簡(jiǎn)稱(chēng)字段）構(gòu)成，通過(guò)不同組合可用來(lái)顯示數(shù)字 AF及小數(shù)點(diǎn)“ .”。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)。 2. 數(shù)碼管工作原理 共陽(yáng)極數(shù)碼管的 8個(gè)發(fā)光二級(jí)管的陽(yáng)極（二極管正端）連接在一起。通常會(huì)共陽(yáng)極接高電平 時(shí)，則該數(shù)碼管導(dǎo)通并點(diǎn)亮。共陰極數(shù)碼管的 8個(gè)發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)端）連接在一起。公共陰極接低電平（一般接地）當(dāng)某個(gè)陽(yáng)極接高電平，則該數(shù)碼管