【正文】 H 聲明為 AT89C51 單片機(jī) （ 032H） FFH 聲明 12v 編程電壓 P1P 2 . 0 P 2 .3P 2 . 6P 2 . 7P 3 . 6P 3 . 7G N DP0A L EEAX T A L 1V C CR S TX T A L 2P S E NA T 8 9 C 5 1A 0 A 7A 8 A 1 13 2 4 M H Z+ 5 VP G MD A T AV I HV 1 HA D D R0 0 0 0 H / 0 F F F HS E E F L A S HP R O G R A M M I N GM O D E S T A B L EU S E 1 0 K P U L L U O P S長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 （ 032H）聲明為 5v編程電壓 編程接口： 符號 參數(shù) 最小值 最大值 單位 VPP（ t） 編程電壓 V I PP（ t） 編程電流 3 mA 1/tclcl 時(shí)鐘頻率 3 24 MHZ tAVGL 建立地址到 PROG 48tclcl tGHAX PROG 變低后地址保存不變 48tclcl tDVGL 建立數(shù)據(jù)到 PROG 變低 48tclcl tGHOX PROG 變低后數(shù)據(jù)保持不變 48tclcl tEHSH ENABLE 變 高到 VPP 48tclcl tSHGL 加 VPP到 PROG 10 μ s tGHSL（ t） PROG 后保持 VPP 10 μ s tGLGH PROG 寬度 1 110 μ s tAVOV 地址到數(shù)據(jù)有效 48tclcl tELOV ENABLE 低到數(shù)據(jù)有效 48tclcl tEHOZ ENABLE 后數(shù)據(jù)浮空 0 48tclcl tGHBL PROG 變到 BUSY 變低 μ s tWC 字節(jié)寫入周期 Ms 采用控制信號的正確組合可對 Flash閃速存儲陣列中的每一代碼字 進(jìn)行寫入和存儲器的整片擦除，寫操作周期是自身定時(shí)的，初始化后他將自動定時(shí)到操作完成。 工作溫度 55℃ to+125℃ 儲藏溫度 65℃ to+150℃ 任一引腳對地電壓 + 最高工作電壓 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 AT89C51 的極限參數(shù)： 在本設(shè)計(jì)中要完成供回水、補(bǔ)水、供熱蒸汽和室外大氣溫度的檢測。 溫度傳感器 AD590 的特性和結(jié)構(gòu) 溫度傳感器 AD590 是美國 AD 公司用 PN 結(jié)正向電流和溫度的關(guān)系制成的電流輸出型兩 端溫度傳感器。并且，在中國也生產(chǎn)出了同型的 SG590 溫度傳感器產(chǎn)品。AD590 在被測溫度一定時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)恒流源。該器件具有良好的線性和互換性，測量精度高，并具有消除電源波動的特性。即使電源型溫度傳感器，通過對電流的測量可得到所需要的溫度值。根據(jù)特性分檔 AD590 的后綴如圖所示，以 I、 J、 K、L、 M 表示。 AD590L， AD590M 一般用于精密溫度測量電路，其電路外形如下圖所示，它采用金屬殼 3腳封裝，其中 1腳為電源正端 V+； 2腳為電流輸出端 Io； 3腳為管殼，一般不用。集成溫度傳感器的電路符號如圖所示。 直流輸出電流 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 AD590 的外形電路圖和集成溫度傳感器電路符號 AD590的主特性參數(shù)如下： 工作電壓： 4～ 30V； 工作溫度：－ 55～＋ 150℃ ； 保存溫度：－ 65～＋ 175℃ ； 正向電壓：＋ 44V； 反向電壓：－ 20V； 焊接溫度（ 10 秒）： 300℃ ； 靈敏度： 1μA ／ K。 AD590 的工作原理： 在被測溫度一定時(shí)， AD590 相當(dāng)于一個(gè)恒流源，把它和 530V 的直流電源相連，并在輸出端串接一個(gè) 1kΩ 的恒值電阻，那么，此電阻上流過的電流將和被測溫度成正比，此時(shí)電阻兩端將會有 1mV／ K 的電壓信號。其基本電路如 下 圖所示。 T2T1T4T3RSR?R E S 2+輸出電源1長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 感溫部分的核心電路 上圖 是利用 ΔU BE特性的集成 PN 結(jié)傳感器的感溫部分核心電路。其中 T T2起恒流作用，可用于使左右兩支路的集電極電流 I1 和 I2 相等； T T4 是感溫用的晶體管，兩個(gè)管的材質(zhì)和工藝完全相同，但 T3 實(shí)質(zhì)上是由 n個(gè)晶體管并聯(lián)而成，因而其結(jié)面積是 T4 的 n 倍。 T3和 T4 的發(fā)射結(jié)電壓 UBE3和 UBE4經(jīng)反極性串聯(lián)后加在電阻 R上，所以 R上端電壓為 ΔU BE。因此，電流 I1為： I1＝ ΔU BE／ R＝（ KT／ q）（ lnn）／ R 對于 AD590， n＝ 8，這樣，電路的總電流將與熱力學(xué)溫度 T成正比，將此電流引至負(fù)載電阻 RL上便可得到與 T 成正比的輸出電壓。由于利用了恒流特性，所以輸出信號不受電源電壓和導(dǎo)線電阻的影響。圖中的電阻 R是在硅板上形成的薄膜電阻，該電阻已用激光修正了其電阻值，因而在基準(zhǔn)溫度下可得到 1μA ／ K 的 I值。 上圖 所示是 AD590 的內(nèi)部電路，圖中的 T1～ T4 相當(dāng)于圖 3中的 T T2，而 T9，T11 相當(dāng)于圖 3 中的 T T4。 R R6 是薄膜工藝制成的低溫度系數(shù)電阻，供出廠前調(diào)整之 用。 T T8， T10 為對稱的 Wilson 電路，用來提高阻抗。 T T12 和 T10為啟動電路，其中 T5 為恒定偏置二極管。 T5 T3 T4Q?T8T2T1Q?Q?T 12C120 p fT 10 T 13R35KT9820R51461S長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 T6 可用來防止電源反接時(shí)損壞電路，同時(shí)也可使左右兩支路對稱。 R1， R2 為發(fā)射極反饋電阻，可用于進(jìn)一步提高阻抗。 T1～ T4 是為熱效應(yīng)而設(shè)計(jì)的連接方式。而 C1 和 R4 則可用來防止寄生振蕩。該電路的設(shè)計(jì)使得 T9， T10， T11 三者的發(fā)射極電流相等，并同為整個(gè)電路總電流 I的 1／ 3。 T9 和 T11 的發(fā)射結(jié)面積比為 8： 1，T10 和 T11 的發(fā)射結(jié)面積相等。 T9和 T11的發(fā)射結(jié)電壓互相反極性串聯(lián)后加在電阻 R5和 R6上，因此可以寫出： ΔUBE＝（ R6－ 2 R5） I／ 3 R6 上只有 T9 的發(fā)射極電流，而 R5 上除了來自 T10 的發(fā)射極電流外，還有來自T11 的發(fā)射極電流，所以 R5上的壓降是 R5 的 2／ 3。 根據(jù)上式不難看出，要想改變 ΔU BE，可以在調(diào)整 R5 后再調(diào)整 R6，而增大 R5的效果和減小 R6 是一樣的，其結(jié)果都會使 ΔU BE減小，不過，改變 R5 對 ΔU BE的影響更為顯著，因?yàn)樗懊娴南禂?shù)較大。實(shí)際上就是利用激光修正 R5 以進(jìn)行粗調(diào)，修正 R6以實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)，最終使其在 250℃ 之下使總電流 I達(dá)到 1μA ／ K。 A/D 轉(zhuǎn)換 在本設(shè)計(jì)中的 A/D 轉(zhuǎn)換采用 MAX1230。 MAX1230 的主要特點(diǎn) MAX1230 是 MAXIM 公司 2021 年推出的一種低功耗、可進(jìn)行溫度補(bǔ)償并帶有采樣保持功能的多通道 12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它內(nèi)置基準(zhǔn)電壓源、時(shí)鐘電路和溫度傳感器，具有 16 個(gè)模擬輸入通道，可實(shí)現(xiàn)輸入通道掃描、輸出數(shù)據(jù)平均和自動關(guān)斷功能，此外，該芯片還具有一個(gè)高速的串行接口。與其它的模數(shù)轉(zhuǎn)換器相比，MAX1230 具有較多的功能，且工作方式靈活多樣，可應(yīng)用于系統(tǒng)監(jiān)視、數(shù) 據(jù)采集、病人監(jiān)護(hù)、工業(yè)控制和儀器制造等多種領(lǐng)域。 MAX1230 的主要特點(diǎn)如下： 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 ● 所有輸入通道均可按單端或差分方式進(jìn)行配置，單端方式下可配置為 16 個(gè)通道，差分方式下可配置為 8 個(gè)通道； ● 轉(zhuǎn)換速率可達(dá) 300kSPS，此時(shí)的功耗僅為 ； ● 在整個(gè)溫度范圍內(nèi)不會丟碼，精度為 177。 1LSB、177。 1NL 和177。 1LSB DNL； ● 采用單電源 +5V 供電，內(nèi)部具有 的基準(zhǔn)電壓和時(shí)鐘電路，也可使用外部差分基準(zhǔn)或外部時(shí)鐘輸入； ● 具有 10MHz 可兼容 SP1/QSP1/MICROW1RE 的接口； ● 工作溫度范圍為 40— +85℃ ，且內(nèi)部帶有精度為 177。 1℃ 的溫度傳感器，同時(shí)可進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 ＭＡＸ１２３０的內(nèi)部結(jié)構(gòu) MAX1230 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 上 圖所示，它由跟蹤／保持放大器 （ T/H） 、 12 位逐次逼近型 ADC、控制邏輯、內(nèi)部時(shí)鐘、串行接口、先入先出寄存器 （ FIFO） 、內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源和溫度傳感器等組成。 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 MAX1230 的引腳排列圖 MAX1230 的引腳排列 MAX1230 有 24腳 QSOP 和 28 腳 QFN 兩種封裝形式，其引腳排列如 上 圖所示。各引腳的功能如下： AIN0AIN15：模擬量輸入； REF：使用外部差分基準(zhǔn)源時(shí)的負(fù)輸入，與 A14 復(fù)用； CNVST： “ 轉(zhuǎn)換開始 ” 信號輸入，低電平有效，與 A15 復(fù)用； REF+：基準(zhǔn)電壓源的正輸入，該腳和地之間要加 F 的電容； GND：接地腳； VDD：電源輸入，電壓范圍為 ，它和地之間應(yīng)加 F的電容； SCLK：串行時(shí)鐘輸入，用作采樣和轉(zhuǎn)換，使用外部時(shí)鐘時(shí)，其頻率范圍為，當(dāng)其作為讀寫串行數(shù)據(jù)的時(shí)鐘頻率時(shí)，可達(dá)到 10MHz，占空比范圍為 40%60%； CS：片選端， 低電平有效； DIN：串行數(shù)據(jù)輸入，輸入的串行數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿被鎖存。通過 SCLK、 CS、DIN 三根信號線可組成與 SP1/QSP1/MICROW1RE 相兼容的串行輸入接口； 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出，它與 SCLK 的下降沿同步。當(dāng) CS 為高電平時(shí)， DOUT 為高阻態(tài)； EOC： “ 轉(zhuǎn)換結(jié)束 ” 標(biāo)志輸出，當(dāng)它變?yōu)榈碗娖綍r(shí)表明轉(zhuǎn)換結(jié)束，輸出數(shù)據(jù)有效。 MAX1230 的工作過程 轉(zhuǎn)換參數(shù)的配置 MAX1230 的工作方式由其內(nèi)部的控制寄存器決定，這些寄存器主要有轉(zhuǎn)換方式寄存器、工作方式寄存器、均值方式寄存 器和復(fù)位寄存器等。工作時(shí)，首先要對這些寄存器進(jìn)行正確配置，配置參數(shù)可通過 MAX1230 的串行口寫入。在進(jìn)行配置時(shí)，CS 置為低電平，配置參數(shù)從 DIN 引腳輸入，并在串行時(shí)鐘 SCLK 的上升沿被鎖存，此過程中， SCLK 的頻率不能高于 10MHz。 下 表所列是這幾個(gè)寄存器的參數(shù)定義。下面是對它們的具體說明。 MAX1230 主要寄存器的參數(shù)定義 寄存器名稱 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 轉(zhuǎn)換方式 1 CHSEL3 CHSEL2 CHSEL1 CHSEL0 SCAN1 SCAN0 TEMP 工作方式 0 1 CKSEL1 CKSEL0 REFSEL1 REFSEL0 DIFFSEL1 DIFFSEL0 均值方式 0 0 1 AVGON NAVG1 NAVG0 NSCAN1 NSCAN0 復(fù)位 0 0 0 1 RESET X X X （ 1）在轉(zhuǎn)換方式寄存器中， BIT7 為標(biāo)志位， BIT6BIT3 用以選擇輸入通道，00001111 分別對應(yīng)著 AIN0AIN15 的各個(gè)輸入； BIT2 和 BIT1 用以確定輸入通道的掃描方式； BIT0 是溫度測量方式位，該位為 1時(shí)，只進(jìn)行 1次溫度 測量，并在第一次的轉(zhuǎn)