【文章內容簡介】 A/D轉換。 如圖 7為 ADC0809的封裝圖和內部結構圖 圖 7 ADC0809封裝和結構圖 ADC0809特性： (1)8路輸入通道， 8位 A／ D轉換器，即分辨率為 8位 。 (2)具有轉換起?？刂贫?。 (3)轉換時間為 100μ s。 (4)單個＋ 5V電源供電 。 (5)模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點和滿刻度校準。 (6)工作溫度范圍 為 40～＋ 85攝氏度 。 (7)低功耗，約 15mW。 從 ADC0809的各個參數(shù)分辨率為 8位跟單片機的一組 I/O口正好相符合。轉換時間為 100μs，量程為 0到 5V上可以分析，本系統(tǒng)采用該模數(shù)轉換器，量化誤差也足以滿陽泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 10 足系統(tǒng)要求，綜合各種參數(shù)跟本系統(tǒng)十分符合，故選擇 ADC0809作為本系統(tǒng)的模數(shù)轉化模塊。 驅動 ADC0809最基本連接是在 VCC接 +5V電壓為 ADC0809的工作電壓， GND接地， REF+和 REF為參考電壓，功能是與輸入的模擬信號進行比較，作為逐次逼近的基準，其典型值為 REF+=+5v， REF=0v，本系統(tǒng)電源電壓正好也為 +5v，所以采用電源電壓。 如表 1為模數(shù)轉化的輸入輸出對照表 ： 表 1 輸入輸出對照表 溫度值 /℃ AD590電流 /μ A 經 10千歐 /V 經 放 大電 路 輸出 ADC0809的輸出 0 0 00 10 19 20 32 30 4B 40 64 50 7D 60 96 70 AF 80 C8 90 E1 100 FA 陽泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 11 INT0INT7為 8個模擬量輸入通道，本系統(tǒng)中只用一個模擬量輸入就是 AD590的輸出端，故只選擇 INT0作為作為模擬量的輸入 ADDA， ADDB， ADDC，是 8路模擬通道地址輸入選擇斷，從表 2中可以看出把三個管腳全接地，變?yōu)檫x擇 INT0作為模擬量的輸入通道。 表 2 模擬通道地址輸入選擇 表 ADDC ADDB ADDA 選擇通道 0 0 0 Int0 0 0 1 Int1 0 1 0 Int2 0 1 1 Int3 1 0 0 Int4 1 0 1 Int5 1 1 0 Int6 1 1 1 Int7 D7D0為數(shù)據(jù)輸出線，也是我們將要得到的數(shù)字量，所以應該將他接入到 89C51的 P0口上 。 CLK為 時鐘脈沖輸入端 因為 ADC0809內部沒有時鐘電路，需要外接時鐘信號， 要求時鐘頻率不高于 640KHZ，而 89C51的 ALE，當不訪問外部存儲器時，該端以 時鐘頻率的 1/6輸出固定的正脈沖信號，所以將 ADC0809的 CLK通過分頻器接到 89C51的ALE端 。 由于 89c51的 ALE輸出 1/6的時鐘頻率 ,計算： 12M/6=2M 2M/4=500KHz 在 ADC0809可以接受的頻率范圍之內 。 ALE為地址鎖存信號。在上升沿將通道地址所存到鎖存器。 Stare 為啟動控制信號，在上升沿，所有內部寄存器清零，下降的時候開始 AD轉換這倆個管腳一起控制 ADC0809的啟動過程，而單片機的 WR端輸出為低電平輸出控制，所以將這倆個管腳通過非門電路并聯(lián)到 單片機的 （ WR）管腳，當單片機執(zhí)行寫出操作時，通過 WR管腳啟動 ADC0809的模數(shù)轉換。 陽泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 12 OE端為數(shù)據(jù)輸出端控制端， 當 A／ D轉換結束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門， 輸出轉換后的數(shù)字量，而單片機的 RD端輸出也為低電平輸出控制，所以將它通過非門接到單片機的 RD端，當單片機執(zhí)行讀入操作時，打開 ADC0809的數(shù)據(jù)輸出控制。 EOC端 A／ D轉換結束信號輸出 端 ，當 A／ D轉換結束時，此端輸出一個高電平，此引腳接到 89C51的 ，用于判斷溫度轉換是否結束，結束的話就取轉換數(shù)據(jù)，沒有的話就繼續(xù) 等待轉換。 連接方法如 圖 8： 圖 8 模數(shù)轉換電路 陽泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 13 數(shù)碼顯示電路 顯示電路采用 7段 BCD碼所存譯碼顯示驅動器 CD4511,來驅動 陰極 LED數(shù)碼管 ，這樣可以省去繁瑣的拆字程序和查表程序，節(jié)省很大一部分 CPU資源是時間。 圖 9 CD4511封裝和邏輯圖 CD4511的 特點：具有 BCD轉換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅動功能的 CMOS電路能提供較大的拉電流。可直接驅動 LED顯示器。 其管腳功能和連接原理如下 ： BI： 4腳是消隱輸入控制端，當 BI=0時，不管其它輸入端狀態(tài)如何 ，數(shù) 碼 管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 所以這里接電源電壓高電位使其能夠顯示當前要顯示的數(shù)值 。 LT： 3腳是測試輸入端，當 BI=1， LT=0 時，譯碼輸出全為 1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示 “8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。 這里也接電源電壓使其能夠正常工作 。 LE：鎖定控制端，當 LE=0時，允許譯碼輸出。 LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在 LE=0時的數(shù)值 ，這里保持一直溫度顯示，不需要鎖定控制功能，所以也接電源電壓 。 A A A A為 8421BCD碼輸入端 ， 本系統(tǒng)中我們用 p2口作為單片機的輸出接入到 cd4511的數(shù)據(jù)輸入，由于顯示的溫度為 2位數(shù)，需要用到倆個 CD4511， ，單片機 p2口直接輸出壓縮型 BCD碼片能實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示 。 陽泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 14 如表 3為 CD4511的真值表，對應的可以看到各引腳輸入的電平與輸出的關系 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g， 為譯碼輸出端，輸出為高電平 1有效 ，因為 CD4511的 CMOS電路提供的電流較大，所以需要外接限流電阻，接上 200Ω限流電阻就可。 表 3 CD4511真值表 輸 入 輸 出 LE BI LI D C B A a B c d e f g 顯示 X X 0 X X X X 1 1 1 1 1 1 1 8 X 0 1 X X X X 0 0 0 0 0 0 0 消隱 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 6 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 7 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 9 陽泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 15 CD4511與數(shù)碼顯示管的連接方法如圖 10： 圖 10 顯示電路 鍵盤輸入電路與加熱控制電路 本系統(tǒng)的鍵盤控制需要完成以下功能，能夠控制 溫度的升高和降低 且在設置溫度的時候顯示電路能夠顯示當前設置的溫度，還能夠按下一個鍵時為查看當前的溫度。 本系統(tǒng)中水的溫度，基本在 0度 100度之間，溫度之間的相差不是很大，綜合考慮使用獨立鍵盤，使用六個鍵來控制溫度的升高和降低，再用另一個鍵來用于用戶控制顯示當前設置的溫度。 控制鍵分倆組一組增加溫度，一組降低溫度， 3個鍵分別為，增加 1℃，增加 5℃，增加 10℃。另一組與其對應減少。用 P1口的 16這 6個引腳來用于控 制溫度，第 陽泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 16 管腳用于用戶按下時查看當前設置的溫度，其中這些按鍵都并聯(lián)在外部中斷口 INT0上。 如圖 11為鍵盤電路的接線圖 圖 11 鍵盤電路 溫度加熱電路將加熱控制信號經驅動器，來驅動固體繼電器（ SSR）工作，從而接通或斷開加熱絲兩端電源，實現(xiàn)對水的加熱控制。 固體繼電器特點 ： (1)驅動電流小，僅僅幾毫安與 TTL,CMOS等數(shù)字電路兼容 (2)無觸點，無火花干擾壽命長，耐腐蝕 (3)能承受的浪涌電流大，一般為額定值的 612倍 所以單片機的 P1口，通過電路放大就可以控制 SSR來接通加熱絲，加熱 水溫度 連接接方法如圖 12： 陽泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 17 圖 12 加熱電路 陽泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 18 4 程序設計 主程序設計 本系統(tǒng)軟件同樣將對各個模塊編寫程序，主程序調用各個模塊來運行整個系統(tǒng)。主程序首先對 89C51 的端口和所用內存初始化。然后系統(tǒng)不停的重復調用各個模塊，用于更快捷的做出控制反應。調用順序分別為溫度檢測模塊，數(shù)值轉化模塊，顯示模塊，和比較加熱模塊。鍵盤模塊采用中斷掃描方式，這樣可以節(jié)省很多 CPU 資源。 主程序流程圖如 圖 13： 陽泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 19 圖 13 主程序流程圖 外部中斷初始化 內存單元清零 結束 關閉加熱絲，端口初始化 開始 調用溫度檢測模塊 調用數(shù)值轉換模塊 調用 BCD 顯示模塊 調用比較 控制模塊 無條件跳轉 陽泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 20 根據(jù)流程圖編寫程序，程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP JIANPAN ORG 0030H MAIN: MOV SP,60H ；堆追指令賦值 MOV P1 ,7FH ；關閉加熱絲，鍵盤初始化 CLR IT0 ； IT0 低電平有效 SETB EA ； CPU 中斷開放 SETB EX0 ；允許外部中斷 0 控制 SETB PX0 ；外部中斷 0 高優(yōu)級先控制 MOV 50H ,00H ； ADC0809 檢測值緩沖區(qū)清零 MOV 60H ,00H ；數(shù)值轉換存儲單元清零 MOV 70H , 00H ；顯示內存單元清零 MOV 80H , 00H ；鍵盤輸入單元清零 XUNHUAN: ACALL WENDU ；調用溫度檢測模塊 ACALL ZHUANHUA ；調用數(shù)值轉換模塊 ACALL BCD ；調用 BCD 顯示模塊 ACALL JIARE ；調用比較加熱模塊 AJMP XUNHUAN ；跳轉到主程序重新開始執(zhí)行 END 溫度檢測模塊 A/D 轉換后的數(shù)字量通常采用查詢方式和中斷方式傳送到單片機進行數(shù)據(jù)處理。本控制系統(tǒng)采用單片機通過查詢方式測 試 EOC 的狀態(tài)，可以判斷轉換是否完成。 為了實現(xiàn)溫度的準確檢測，采用了平均值濾波法抗干擾。即連續(xù) 2 次啟動ADC0809 進行 A/D 轉換，求取轉換結果的平均值，存入指定單元，以得到檢測溫度值。最后將計算的結果存入溫度檢測緩沖區(qū) 50H。 陽泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 21 溫度檢測流程圖如下圖 14： 圖 14 溫度檢測流程圖 根據(jù)流程圖編寫程序如下： WENDU: MOV 50H,00H ；檢測單元清零