【正文】 程序存儲允許輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) AT89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的 PSEN信號不出現(xiàn)。 EA /VPP： 外部訪問允許。欲使 CPU僅訪問外部數(shù)據(jù)存儲器（地址 0000H－ FFFFH） , EA 端必須保持低電平 （ 接地 ） 。需要注意的是 ： 如果加密位 LB1被編程 ， 復(fù)位時內(nèi)部會 鎖 存 EA 端狀態(tài)。如果 EA 端為高電平， CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 12 位雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 ICL7109 ICL7109 是美國 Intersil 公司生產(chǎn)的一種高精度、低噪聲、低漂移、價格低廉的雙積分式 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器。由于目前逐次比較式的高速 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器一般價格都很高，在要求速度不太高的場合，如用于稱重，測壓力等各種高精度測量系統(tǒng)時，可以采用廉價的雙積分式高精度 A/D 轉(zhuǎn)換器 ICL7109。 ICL7109 最大的特點是其數(shù)據(jù)輸出為 12 位二進制數(shù)，并配有較強的接口功能，能方便的與各種微處理器相連。 ICL7109 的功能引腳 ICL7109 為 40 引腳雙列直插式封裝，各引 腳功能如下： GND：數(shù)字地， 0V。 STATUS：狀態(tài)輸出， ICL7109 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，該引腳發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。 POL：極性輸出，高電平表示 ICL7109 的輸出信號為正。 OR：過程量狀態(tài)輸出，高電平表示過程量。 B1~B12：三態(tài)轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出， B12 為最高位， B1 為最低位。 TEST：此引腳僅適用于測試芯片，接高電平時為正常操作，接低電平時則強迫所有位 B1~B12 輸出為高電平。 LBEN：低電平使能端。當(dāng) MODE 和 CE/LOAD 均為低電平時，此信號將作為低位字節(jié)（ B1~B8）輸出選通信號；當(dāng) MODE 位 高電平時，此信號將作為低位字節(jié)輸出。 HBEN：高字節(jié)使能端。當(dāng) MODE 和 CE/LOAD 均為高電平時，此信號將作為高 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 位字節(jié)（ B8~B12）以及 POL， OR 輸出的輔助選通信號；當(dāng) MODE 位高電平時，此信號將作為高位字節(jié)輸出而用于信號交換方式。 CE/LOAD：片選端。當(dāng) MODE 為低電平時，它是數(shù)據(jù)輸出的主選通信號，當(dāng)本腳為低電平時，數(shù)據(jù)正常輸出；當(dāng)本腳為高電平時，則所有數(shù)據(jù)輸出端（ B1~B12， POL，OR）均處于高阻狀態(tài)。 MODE：方式選擇。當(dāng)輸出低電平信號時，轉(zhuǎn)換器為直接輸出方式。此時，可在片選 和數(shù)據(jù)使能的控制下直接讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)輸出高電平脈沖時，轉(zhuǎn)換器處于 UART 方式，并在輸出兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)后，返回到直接輸出方式。當(dāng)輸入高電平時，轉(zhuǎn)換器將在信號交換方式的每一轉(zhuǎn)換周期的結(jié)尾輸出數(shù)據(jù)。 OSC IN：振蕩器輸入 。 OSC OUT：振蕩器輸出 。 OSC SEL：振蕩器選擇。輸出高電平時，采用 RC 振蕩器；輸入低電平時采用晶體振蕩器。 BUF OSC OUT：緩沖振蕩器輸出。 RUN/HOLD：運行 /保持輸出。輸入高電平，每經(jīng) 8192 個時鐘脈沖均完成一次轉(zhuǎn)換。當(dāng)輸入低電平時，轉(zhuǎn)換器將立即結(jié)束消除積分階段并 跳至自動調(diào)零階段，從而縮短了消除積分階段的時間，提高了轉(zhuǎn)換速度。 SEND：是輸入信號。用于數(shù)據(jù)信號傳送時的信號交換方式，以指示外部器件能夠接受數(shù)據(jù)的能力。 V：負電源，接 5V。 REFUOT：基準電壓輸出，一般為 +。 BUF：緩沖器輸出 。 AZ：自動調(diào)零電容 CAZ 連接端。 INT：積分電容 CINT 連接端。 COMMON：公共模擬端 。 INLO：差分輸入低端。 INHI：差分輸入高端。 REFIN+：正差分基準輸入端。 REFCAP+：正差分電容連接端。 REFCAP：負差分電容連接端。 REFIN： 負差分基準輸入端。 V+：正電源，接 +5V。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 17 ICL7109 的使用方法 ICL7109 的外部連接如圖 所示。 圖 ICL7109 管腳說明及外部連線 ICL7109 片內(nèi)含有參考電壓源，經(jīng)電阻分壓后可得到合適的參考電壓：當(dāng)Vin=+ 時， VREF=；當(dāng) Vin=+ 時， VREF=。如果片內(nèi)參考電壓精度不夠，可以選用外部參考電壓，一般為 +，經(jīng)電阻分壓后輸入。 ICL7109 片內(nèi)有振蕩器和時鐘電路，使用時 利用 OSC SEL 管腳進行選擇。若 OSC SEL 為 高電平或開路， ICL7109 選用 RC 震蕩器，振蕩頻率為 ；若 OSC SEL為低電平， ICL7109 外接晶體震蕩器，振蕩頻率為 。 如果輸入電壓 Vin=+，連接 BUF 管腳的 Rint 應(yīng)選取 200KΩ 的電阻；如果輸入電壓 Vin=+， Rint 可以選用 20KΩ的電阻。積分電容 Cint 的取值區(qū)間為 ～， 但一般選取 [9]。 如果輸入電壓 Vin=+，自動調(diào)零電容 Caz 的容值應(yīng)為 積分電容 Cint 容值的一半，即 Caz=1/2Cint。如果輸入電壓 Vin=+，自動調(diào)零電容 Caz 的容值應(yīng)為積分電容 Cint 容值的兩倍，即 Caz=2Cint。 ICL7109 的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu) ICL7109 的內(nèi)部電路有模擬電路和數(shù)字電路部分組成。模擬電路部分由模擬信號輸入振蕩電路、積分、比較電路以及基準電壓源電路組成。 ICL7109 的 數(shù)字電路部分的結(jié)構(gòu)由時鐘振蕩器、異步通訊握手邏輯、轉(zhuǎn)換控制邏輯以及計數(shù)器、鎖存器、三態(tài)門組成。 如圖 所示 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 圖 ICL7109 數(shù)字電路部分內(nèi)部結(jié)構(gòu) 高精度運算放大器 AD OP07 高精度運算放大器 AD OP07 具有極低的失調(diào)電壓（一般小于 10μF）和偏置電流（一般小于 ），它的溫度系數(shù)是 ℃ ， 長期穩(wěn)定的性能指標為 。AD OP07 具有較高的共模輸入范圍（ 177。14V）、共模抑制比（ CMRR=126dB）和極寬的供電范圍（ 177。3V～ 177。18V）。 AD OP07 的管腳 如圖 所示。 圖 AD OP07 的管腳 在幾十毫伏的輸入信號下不必進行調(diào)節(jié) AD OP07，在 1mV 以下的輸入信號下需要進行調(diào)節(jié)。 為了抑制因偏流而產(chǎn)生的輸出失調(diào)，往往需要再放大器正輸入端接入電阻 R3，并且 E3 的阻值為 R1 與 R2 的并聯(lián)等效阻值。 R1 一般選取 10KΩ以下的電阻，否則將影響失調(diào)電流； R2 應(yīng)選取在 1MΩ以下的電阻。 譯碼器 74HC154 74HC154 是 4 線 — 16 線譯碼器 ， 由于 ICL7109 每次只能采集一個通道，若要采集8 個通道的數(shù)據(jù)，利用撥碼開關(guān)編碼經(jīng)譯碼電路 74HC154 譯碼后，利用繼電器來 選通一個通道的模擬量進行 A/D 轉(zhuǎn)換 [10]。 如果 74HC154 的 選通端 （ G G2） 均 為低電平黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 19 時 ， 可將地址端（ A、 B、 C、 D） 的二進制編碼在一個對應(yīng)的輸出端，以低電平譯出。 若將 G1 和 G2 中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端，由 A、 B、 C、 D 對輸出尋址， 74HC154還可作為 1 線 — 16 線數(shù)據(jù)分配器。 74HC154 的 極限值 如 表 所示 。 表 極限值 電源電壓 輸入電壓 工作環(huán)境溫度 貯 存溫度 7V 0℃ ～ 70℃ － 65℃ ～ 150℃ 74HC154 的 引出端符號 如 表 所示 ， 引腳圖 如圖 所示 。 表 引出端符號 0～ 15 輸出端 G G2 選通端 A、 B、 C、 D 譯碼地址輸入端 VCC 正電源 GND 接 地 151714161315121411131011910897867564534231201VCC24GND12G219A23B22C21D20G118 圖 譯碼器 74HC154 引腳圖 74HC154 的邏輯表達式 如 表 所示 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 20 表 邏輯表達式 輸 入 低電平 輸 出 G1 G2 D C B A L L L L L L L L L L L L L L L L L H H L L L L L L L L L L L L L L L L H L H L L L L L L L L H H H H H H H H L L L L H H H H L L L L H H H H L L H H L L H H L L H H L L H H L H L H L H L H L H L H L H L H 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 — — — 電源電路設(shè)計 在電子設(shè)備中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。但在實際生活中，都是由220V 的交流電網(wǎng)供電。這就需要通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成 穩(wěn)定的 直流電。電源變壓器是將交流電網(wǎng) 220V 的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐?。交流電?jīng)過二極管整流之 后，方向單一了，但是大?。娏鲝姸龋┻€是處在不斷地變化之中。 這種脈動直流一般是不能直接用來給集成電路供電的，而要通過整流電路將交流電變成脈動的直流電壓。由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓。濾波的任務(wù)，就是把整流器輸出電壓中的波動成分盡可能地減小，改造成接近穩(wěn)恒的直流電。但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動 （ 一般有 10? %左右的波動 ） ，負載和溫度的變化而變化，因而在整流、濾波電路之后，還需要接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電 壓波動，負載和溫度變化時，維持輸出直流電壓穩(wěn)定 [11]。 電容器是一個儲存電能的倉庫。在電路中，當(dāng)有電壓加到電容器兩端的時候，便對電容器充電，把電能儲存在電容器中；當(dāng)外加電壓失去（或降低）之后，電容器將黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 把儲存的電能再放出來。充電的時候，電容器兩端的電壓逐漸升高，直到接近充電電壓；放電的時候，電容器兩端的電壓逐漸降低，直到完全消失。電容器的容量越大，負載電阻值越大，充電和放電所需要的時間越長。這種電容帶兩端電壓不能突變的特性，正好可以用來承擔(dān)濾波的任務(wù)。 由于單片機的工作電壓為＋ 5V，而信號放大電 路以及 A/D 轉(zhuǎn)換器等都需要用到+15V、 15V 的直流電壓，故需要設(shè)計為三端直流穩(wěn)壓電源。設(shè)計的電源電路圖 如圖 所示 。 圖 三端輸出直流穩(wěn)壓電源 其中輸入電壓為交流 220V，經(jīng)過變壓器其輸出為 AC23V 和 AC9V，再進行整流濾波和穩(wěn)壓，得到所需的電壓。 電源監(jiān)控看門狗電路設(shè)計 為了提高系統(tǒng)的可靠性，使程序脫離 “ 死循環(huán) ” ，通常采用 “ 看門狗技術(shù) ” ，也就是程序監(jiān)視技術(shù)。 “ 看門狗 ” 技術(shù)就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運行時間，若發(fā)現(xiàn)時間超過已知的循環(huán)設(shè)定時間，則認為系統(tǒng)陷入了 “ 死循環(huán) ” ，然后強迫程序返回到 0000H 入口，在 0000H 處安排一段出錯處理程序，使系統(tǒng)運行納入正規(guī)。 “ 看門狗 ” 技術(shù)可以由硬件實現(xiàn)，也可以由軟件實現(xiàn)，也可以由兩者結(jié)合來實現(xiàn)。本次系統(tǒng)設(shè)計中為了保證系統(tǒng)的高可靠性采用了硬件與軟件相結(jié)合的方法。采用了電源監(jiān)控芯片 MAX813L 來實現(xiàn)對系統(tǒng)程序的監(jiān)視和軟件復(fù)位。 MAX813L 就是專門用來實現(xiàn)電源電壓檢測的芯片，它不僅能對 +5V 電源電壓檢測，還可以對其他電源電壓（ 如 12V， 5V） 實現(xiàn)檢測，另外他內(nèi)部還具有看門狗定時電路 [12]，用于單片機系統(tǒng)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 22 十分方便。 MAX813L 的各引腳如圖 所示。 W D O8W D I6R E SE T7P FO5MR 1V c c 2P FI 4GND 3 圖 MAX813L 功能引腳 MR：人工復(fù)位輸入端。 Vcc： +5V 電源。 GND：電源地。 PFI：電源故障監(jiān)測輸入端。 PFO：電源故障輸出端。 WDI：看門狗檢測輸入端。 RESET：復(fù)位信號輸出端。 WDO：看門狗輸出。 本章小結(jié)