【正文】 RS232驅(qū)動器、 RS232接收器，以及接收器與發(fā)送器使能控制輸入。 P 3 . 212P 3 . 6P 3 . 71617GNDP 1 . 0P 1 . 7AL EEA323334353637383931302089 C 511D 7 Q 7D 6 Q 6D 5 Q 5D 4 Q 4D 3 Q 3D 2 Q 2D 1 Q 1D 0 Q 0GOE74LS37381314DB 11DB 10DB 9DB 8DB 7DB 6DB 5DB 4DB 3DB 2DB 1DB 0CES TSA 0AD 574V71115191210DCACRE F I NRE F OUTCS628161718192021222324252627345BIPOF FR / C10 V I N20 V I NV EEVc c+ 5 V+ 15 V 15 V12 / 8 1) 雙路 電荷泵 雙路 電荷泵將 +5V轉(zhuǎn)換為 177。10V (空載 )，為 RS232驅(qū)動器提供工作電壓。第一個轉(zhuǎn)換器利用電容 C1將 +5V輸入加倍，得到 V+輸出端 C3上的 +10V；第二個轉(zhuǎn)換器利用電容 C2將+10V轉(zhuǎn)換為 V輸出端 C4上的 10V。 2) RS232驅(qū)動器 如果負載是標稱值為 5kΩ的 RS232接收器，并且 VCC =+5V時，驅(qū)動器輸出電壓擺幅的典 型值為 177。8V?？蛰d時驅(qū)動器輸出電壓范圍是 (V+)至 (V +)。輸入門限兼容于TTL和 CMOS邏輯。在關(guān)斷模式、三態(tài)模式，或器件電源被斷開的情況下，驅(qū)動器輸出關(guān)閉，并進入高阻狀態(tài)，該狀態(tài)下的漏電流通常只有幾個微安 (最大值為 25μA)。輸出可以被驅(qū)動到 177。15V。在關(guān)斷模式下，電源電流通常降至 8μA。 MAX220不具備內(nèi)部上拉電阻，所以不能將未 使用的驅(qū)動器輸出強制為低電平 ，須 將未使用的輸入端連接至 GND或 VCC。 3) RS232接收器 所有接收器都是反相的。輸入門限設(shè)定為 ，驅(qū)動器既響應(yīng) TTL電平輸入，也響應(yīng) EIA/TIA232E與 。接收器輸入可以承受最高 177。25V的過壓輸入，并提供標稱值為 5kΩ的輸入端接電阻。接收器輸入滯回的典型值為 ，并可確保 。這樣，對于慢變化輸入信號可以產(chǎn)生明確的輸出跳變，即使是在有一定噪聲和振蕩的情況下。接收器傳輸延時典型值為 600ns，與輸入擺幅方向無關(guān)。 圖 212 MAX220引腳配置 串行輸出電路 圖 213 串行輸出電路 15TX DRXDR 2 OUTT 2 IN910R 2 INT 2 OUT1345162687GND+ 5 VV +V VCCC 11 181。 FC 21 181。 F1011 P 3 . 0P 3 . 1P 3 . 7GNDP 1 . 0P 1 . 7P 2 . 7P 2 . 0EA2089 C 51+ 5 VVc cM A X 220C 1 +V +C 1 C 2 +C 2 V T 2 OUTR 2 INVccGNDT 1 OUTR 1 INR 1 OUTT 1 INT 2 INR 2 OUT12345678161514131211109 LED 選擇及顯示電路 LED 數(shù)碼管 LED數(shù)碼 管又分共陰和共陽兩 種 如圖 211(a)、 (b)。如果把 7段數(shù)碼管的每一段都等效成發(fā)光二極管的正負兩個極，那共陰就是把 abcdefg這 7個發(fā)光二極管的負極連 接在一起并接地；它們的 7個正極接到 7段譯碼驅(qū)動電路 74LS164的相對應(yīng)的驅(qū)動端上（也是 abcdefg）；共陽就是把 abcdefg的 7個發(fā)光二極管的正極連接在一起并接到 5V電源上，其余的 7個負極接到 譯碼驅(qū)動集成電路 74LS164相應(yīng)的 abcdefg輸出端上。無論共陰共陽 7段顯示電路，都需要加限流電阻，否則通電后就把 7段譯碼管燒壞了。限流電阻的選取是： 5V電源電壓減去發(fā)光二極管的工作電壓除上 10ma到 15ma得數(shù)即為限流電阻的值。 (a) (b) 214 LED數(shù)碼管 點亮顯示器有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止，這種顯示方式每一位都需要有一個 8位的輸出控制；所謂動態(tài)顯示就是一位一位地輪流點亮顯示器各位，對于顯示器的每一位來說，每隔一段時間點亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通的電流有關(guān)，也與點亮?xí)r間和間隔時間的比例有關(guān)。調(diào)整電流和時間參數(shù)，可以實現(xiàn)亮度較高穩(wěn)定的顯示。 若顯示器的位數(shù)不大于 8位，則控制顯示器公共極電位只需一個 I/O口，控制顯示器的各位顯示的字型也需要一個 8位口。 圖 212為 89C51的顯示接口電路。 本設(shè)計選用靜態(tài)顯示方式。 8個 74LS164作為 4位七段顯示器的靜態(tài)顯示口，靜態(tài)顯示方式顯示器的亮度大，很容易作到顯示不閃爍。 而且 靜態(tài)顯示 時 CPU不要頻繁地為顯示服務(wù)，因而主程序可以不必掃描顯示器，軟件設(shè)計簡單，從而使單片機有更多的機會處理其它的事務(wù)。 af bge cdGNDGND dpVcc af bge cd dpVcc 顯示接口電路 212 LED顯示電路 電源設(shè)計 電源設(shè)計是儀器設(shè)計的重要部分，能否提供穩(wěn)定可靠的干擾較小的電源關(guān)系到儀器能否正常工作以及儀器測量的安全性。根據(jù)本儀器的設(shè)計原理，本設(shè)計要求電源能夠提供+5V、 177。15V 等供電電壓，還需要從 +15V 調(diào)處一個 10V 精密電壓給 AD574 供電 。所 采用的器件是能提供正電壓的三端集成穩(wěn)壓器 CW780 CW7815 和能提供負電壓的 CW7915。來自 220V 的交流電經(jīng)變壓器降壓后，再經(jīng)過整流橋、濾波電容器、三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓成所需要的電源電壓。在 +15V 的輸出端接一個電阻，和兩個 6V 的穩(wěn)壓管 CW6，在通過滑動變阻器調(diào)出 +10V 電壓提供給 AD574。圖中穩(wěn)壓器前面的電容器是為了 抵消輸入長接線的電感效應(yīng)，防止自激；而穩(wěn)壓器后面的電容器起改善負載的瞬態(tài)響應(yīng)，消除高頻噪聲的作用。 電源電路如圖： 213 電源電路圖 679GNDP 1 . 0P 1 . 7P 2 . 7P 2 . 0EA312089 C 51+ 5 VVc c+ 5 V74 LS 1643 4 5 6 10 11 12 131 2 8a hgfedcbabcdefg74 LS 1643 4 5 6 10 11 12 131 2 8a hgfedcbabcdefg74 LS 1643 4 5 6 10 11 12 131 2 8a hgfedcbabcdefg74 LS 1643 4 5 6 10 11 12 131 2 8a hgfedcbabcdefgP 1 . 5P 1 . 6S T S+ 15 VK FF US E9 V330 181。 F18 V+ 5 VCW 7805C 1C 2 C 34700 181。 F 2200 181。 FQ 110 nF 15 VCW 7815C 4 C 5 C 610 nFQ 210 nFCW 791512 V10 V 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件主要完成多路模擬開關(guān)的邏輯控制，信號采集，熱電阻計算，引線電阻補償 ， 由分度表查詢溫度值，溫度點之間的參考溫度計算，超量程報警，溫度顯示，溫度值串行數(shù)據(jù)輸出和 D/A輸出等功能。 為了求得被測的溫度值 ,在程序存儲器 EPROM中開辟一定的存儲空間用于存放電阻— 溫度分度表 ,一般是通過熱電阻的電阻值查溫度值 ,但熱電阻的阻值一般來說不是整數(shù) , 其查表的地址需要處理，所以將溫度值作為分度表存儲 , 每度對應(yīng)一個存儲單元 , 相應(yīng)的阻值作為存儲單元的內(nèi)容。 Pt100熱電阻分度表從 200℃～ 850℃共 1051個溫度點，每個溫度點的熱電阻以 10毫歐為單位，用 16進制數(shù)存于 2個字節(jié)中共占 2102個字節(jié)，分度表存于程序中之后，分度表相對地址除 2即為對應(yīng)的溫度值。 熱電阻與溫度之間的特性曲線見圖 31 。用最小二乘法求取熱電阻與溫度的擬合曲線并對斜率和截距進行調(diào)整 ,當(dāng)斜率為 ℃ /Ω ,截距為 ,其誤差均勻分布 ,在177。 Ω 以內(nèi) ,見圖 32 。最大誤差時溫度最大相當(dāng)于177。 ℃ ,因此 ,在求得 Rt后 ,將Rt 乘以 ,得到的數(shù)據(jù)乘 2 作為查表的相對起始地址 (即溫度值 ) ,在該地址前后177。29 ℃范圍內(nèi)采用比較法最后確定溫度的準確值。當(dāng)單片機主頻為 12MHz 時 ,數(shù)據(jù)采集、運算、查表、輸出、顯示等的工作周期約為 28 ms 圖 31 Pt100熱電阻特性圖 32 Pt100熱電阻分度值與擬合曲線誤差關(guān)系圖 200400600800100 200 300 400熱電阻 / O擬合曲線熱電阻特性0 2000 200 0 200 400 600 800 10 5510溫度 /℃0 主程序流程圖 32 主程序流程圖 開始初始化采集 U0 R t 、 2 r 、 U4信號分別得到 S S S S4數(shù)字濾波S S S3減 S4得到 S 39。 S 39。 S 39。3計算 R t = （ S 39。2 S 39。3） 390 . 48 / S 39。1R t 390 . 48R t 18 . 52置 t = 850置報警裝置置 t = 200置報警裝置求出查表地址 A = （ R t / 2 . 823 ） * 2 + 7 c 0 H查表得第一個電阻值 R t 1 ， 清報警標志R t 1 與 R t 比較地址 A 2 后繼續(xù)查表地址 A + 2 后繼續(xù)查表R ti R tR ti R t保存 A 值并計算溫度小數(shù)位保存 A 值并置溫度小數(shù)位為 0計算溫度 t =( A 800 h )/ 2 t 200顯示溫度 t = 200 t ， 并按負溫度換算小數(shù)部分t = t 200 , 顯示正溫度t = 200 置溫度整數(shù)位 0串行輸出溫度顯示YNYNR t 1 R tR t 1 R tYNYNt 200 t 200t = 200相等相等相等 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 AD574數(shù)據(jù)的讀取方式可以采用中斷、查詢或延時。本設(shè)計采用 查詢 讀取的方式 ，輸出狀態(tài)信號 STS 接到 P3. 2 端可供單片機查詢判斷 A / D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。 主機讀取數(shù)據(jù)時，需先讀高 8位，再讀低 4位，由 A0 為的狀態(tài)來分別控制讀取高 8位或低 4位。 AD574的端口地址應(yīng)為： CS =A2=0， CR/ =A0=0， A0=A1=1， CE由寫信號產(chǎn)生，所以其端口地址應(yīng)為FFFAH， 讀 AD574轉(zhuǎn)換結(jié)果值的地址為 FFFBH（讀高 8位）和 FFFCH（讀低 4位）。 AD574的轉(zhuǎn)換控制如下：置端口地址到 DPTR?啟動轉(zhuǎn)換 ?查詢輸出狀態(tài)信號 ?讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 。 33 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 流程圖 34 串行輸出子程序流程圖 串行輸出子程序 串口輸出由 、 控制。串行輸出選用定時器 /計數(shù)器 1 定時模式、工作方式 2，則工作方式控制字 （ TMOD） 為 20H， SMOD=1， 波特率選用 9600 位 /秒。串行輸出子程序流程圖如 34 所示。 顯示子程序 顯示 子程序，從 、 輸出， 接 164AB， 接 164CLR，采用靜 態(tài)顯示方式。顯示子程序的流程圖 如 35 所示。 結(jié)束位判斷 返回開始置 D P TR 數(shù)啟動轉(zhuǎn)換NY數(shù)據(jù)讀出開始8bit 發(fā)送完成 ？YN初始化發(fā)送數(shù)據(jù)清除內(nèi)存返回2字節(jié)發(fā)