【正文】 有效，表示芯片被選中。：讀出信號線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的讀出。：寫入信號線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的寫入。VCC：+5V電源。PA7～PA0：A口輸入/輸出線。PB7～PB0：B口輸入/輸出線。PC7～PC0：C口輸入/輸出線。RESET：復(fù)位信號線。A1～A0：地址線，用來選擇8255A內(nèi)部端口。二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括三個并行數(shù)據(jù)輸入/輸出端口，二個工作方式控制電路，一個讀/寫控制邏輯電路和8位數(shù)據(jù)總線緩沖器。各部分功能如下：1 端口A、B、C8255A有三個8位并行口，PA、PB和PC。都可以選擇作為輸入輸出工作模式，但在功能和結(jié)構(gòu)上有些差異。① PA口：一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器；一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。② PB口：一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器；一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器（輸入不鎖存）。③ PC口：一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器；一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器（輸入不鎖存）。通常PA口、PB口作為輸入輸出口，PC口作為輸入輸出口，也可在軟件的控制下，分為兩個4位的端口，作為端口A、B選通方式操作時的狀態(tài)控制信號。2 A組和B組控制電路這是兩組根據(jù)CPU寫入的“控制字”來控制8255A工作方式的控制電路。A組控制PA口和PC口的上半部（PC7～PC4）；B組控制PB口和PC口的下半部（PC3～PC0），并可根據(jù)“控制字”對端口的每一位實(shí)現(xiàn)按位“置位”或“復(fù)位”。3 數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個三態(tài)雙向8位緩沖器，作為8255A與系統(tǒng)總線之間的接口，用來傳送數(shù)據(jù)、指令、控制命令以及外部狀態(tài)信息。4 讀/寫控制邏輯電路讀/寫控制邏輯電路接收CPU發(fā)來的控制信號、RESET、地址信號A1～A0等，然后根據(jù)控制信號的要求，將端口數(shù)據(jù)讀出，送往CPU，或者將CPU送來的數(shù)據(jù)寫入端口。三8255A的三種工作方式① 方式0方式0是一種基本的輸入/輸出工作方式。在這種方式下，三個端口都可以由程序設(shè)置為輸入或者輸出，沒有固定的用于應(yīng)答的聯(lián)絡(luò)信號。在方式0下，MCS51單片機(jī)可對8255A進(jìn)行I/O數(shù)據(jù)的無條件傳送，因此8255A是方式0屬于基本輸入/輸出方式。② 方式1方式1是一種選通式輸入/輸出工作方式。A口和B口皆可獨(dú)立地設(shè)置成這種工作方式。在方式1下，8255A的A口和B口通常用于傳送和它們相連外設(shè)的I/O數(shù)據(jù)，C口用作A口和B口的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)線，以實(shí)現(xiàn)中斷方式傳送I/O數(shù)據(jù)。C口的PC7～PC0應(yīng)答聯(lián)絡(luò)線是在設(shè)計8255A時規(guī)定的。③ 方式2方式2只有A口才能設(shè)定。特別用于像鍵盤、顯示終端一類外部設(shè)備，因?yàn)橛袝r需要把鍵盤上輸入的編碼信號通過A口送給CPU，有時又需要把數(shù)據(jù)通過A口送給終端顯示。 看門狗電路的設(shè)計在由單片機(jī)構(gòu)成的微型計算機(jī)系統(tǒng)中，由于單片機(jī)的工作常常會受到來自外界電磁場的干擾，造成程序的跑飛，而陷入死循環(huán)，程序的正常運(yùn)行被打斷，由單片機(jī)控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作，會造成整個系統(tǒng)的陷入停滯狀態(tài)，發(fā)生不可預(yù)料的后果，所以出于對單片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的考慮，便產(chǎn)生了一種專門用于監(jiān)測單片機(jī)程序運(yùn)行狀態(tài)的芯片，Watchdog電路俗稱“看門狗”。看門狗電路的應(yīng)用，使單片機(jī)可以在無人狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作，其工作原理是：看門狗芯片和單片機(jī)的一個I/O引腳相連，該I/O引腳通過程序控制它定時地往看門狗的這個引腳上送入高電平(或低電平)，這一程序語句是分散地放在單片機(jī)其他控制語句中間的，一旦單片機(jī)由于干擾造成程序跑飛后而陷入某一程序段不進(jìn)入死循環(huán)狀態(tài)時，寫看門狗引腳的程序便不能被執(zhí)行，這個時候，看門狗電路就會由于得不到單片機(jī)送來的信號，便在它和單片機(jī)復(fù)位引腳相連的引腳上送出一個復(fù)位信號，使單片機(jī)發(fā)生復(fù)位，即程序從程序存儲器的起始位置開始執(zhí)行,這樣便實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的自動復(fù)位。另外，在單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時，有可能發(fā)生電源掉電的意外情況，一些重要的數(shù)據(jù)可能丟失。這是要求系統(tǒng)應(yīng)首先檢測到電源的變化，然后通過切換電路把備用電池接入系統(tǒng)，以保護(hù)RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。目前看門狗電路和掉電保護(hù)電路都已經(jīng)集成在一個微處理器監(jiān)控芯片中，稱為微處理監(jiān)控器。我們選用MAXIM公司生產(chǎn)的MAX813作為微處理監(jiān)控器。一 MAX813MAX813是MAXIM公司的價格低廉的微處理器監(jiān)控芯片，它具有以下幾方面的功能：上電、掉電復(fù)位功能，系統(tǒng)上電、掉電以及供電電壓降低時，產(chǎn)生復(fù)位輸出，復(fù)位脈沖寬度典型值為200ms，低電平有效。一個獨(dú)立的看門狗電路 ，看門狗（Watch Dog）電路輸出，則輸出一個低電平信號。電池低電壓檢測等。低電平有效的手動復(fù)位輸入。主要特點(diǎn)：1；精確的電壓監(jiān)測功能；200毫秒復(fù)位信號寬度；獨(dú)立的看門狗電路（）；提供電源掉電或者電池電壓過低報警功能。在此系統(tǒng)中，MAX813作為看門狗電路的主要控制器件，根據(jù)上面的介紹，RESET端作為輸出與單片機(jī)的復(fù)位端相連，而MAX813的WDI端與單片機(jī)的T1端相連接。: 看門狗電路設(shè)計 前向通道的設(shè)計 鉑電阻溫度傳感器的設(shè)計 鉑電阻的溫度系數(shù)TCR 按IEC751國際標(biāo)準(zhǔn)， 溫度系數(shù)TCR=，Pt100（R0=100Ω）、Pt1000（R0=1000Ω）為統(tǒng)一設(shè)計型鉑電阻。 TCR=(R100R0)/ (R0100) 其中 阻值 (Ω）分度號0℃時標(biāo)準(zhǔn)電阻值R0100時標(biāo)準(zhǔn)電阻值R100Pt100Pt1000 Pt100和Pt1000電阻和溫度的區(qū)別溫度/電阻特性 200t0 ℃ Rt=R0[1+At+Bt2+C(t100)t3] 0t850 ℃ Rt=R0（1+At+Bt2] Rt 在t℃時的電阻值 R0 在0℃時的電阻值 Pt100的電阻溫度關(guān)系曲線系數(shù)ABC數(shù)值*102℃2*107℃2*1012℃4 TCR=溫度℃標(biāo)準(zhǔn)電阻值℃1/3DIN B級A級B級溫度誤差℃阻值誤差℃溫度誤差℃阻值誤差℃溫度誤差℃阻值誤差℃2001000100200300400500600650 誤差數(shù)據(jù)表鉑電阻傳感器的穩(wěn)定性 鉑電阻傳感器有良好的長期穩(wěn)定性,典型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：在400℃時持續(xù)300小時,0℃℃。 鉑電阻的自熱和測試電流 常規(guī)產(chǎn)品的測試電流:Pt100為1mA, ,實(shí)際應(yīng)用時測試電流不應(yīng)超過允許值，例如Pt100當(dāng)測試電流為1mA時，℃。 當(dāng)測試電流為5mA時，℃,并且自熱溫升的數(shù)據(jù)同產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也有很大的關(guān)系，如保護(hù)管的直徑，內(nèi)部填充物的種類，測試條件等。引出導(dǎo)線規(guī)格 兩線制 傳感器電阻變化值與連接導(dǎo)線電阻值共同構(gòu)成傳感器的輸出值，由于導(dǎo)線電阻帶來的附加誤差使實(shí)際測量值偏高，用于測量精度要求不高的場合，并且導(dǎo)線的長度不宜過長。三線制要求引出的三根導(dǎo)線截面積和長度均相同，測量鉑電阻的電路一般是不平衡電橋，鉑電阻作為電橋的一個橋臂電阻，將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到鉑電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，當(dāng)橋路平衡時，通過計算可知，Rt=R1R3/R2+R1r/R2r,當(dāng)R1=R2時，導(dǎo)線電阻的變化對測量結(jié)果沒有任何影響，這樣就消除了導(dǎo)線線路電阻帶來的測量誤差，但是必須為全等臂電橋，否則不可能完全消除導(dǎo)線電阻的影響，但分析可見，采用三線制會大大減小導(dǎo)線電阻帶來的附加誤差，工業(yè)上一般都采用三線制接法。公稱壓力 一般是指在常溫下，保護(hù)管所能承受的不至破裂的靜態(tài)外壓。承壓數(shù)值的大小同保護(hù)管的材料、直徑、壁厚、焊縫強(qiáng)度等密切相關(guān)，常規(guī)產(chǎn)品可以承受10MPa的壓力，經(jīng)過特殊處理也可承受40Mpa的高壓。 綜合誤差 溫度傳感器在測量過程中的主要誤差來源:傳感器對分度表的誤差；絕緣不良引起的誤差；線路電阻引起的誤差；測量儀表的誤差以及傳熱誤差、動態(tài)相應(yīng)誤差、干擾誤差等。其中有些誤差是在一定條件下才會出現(xiàn)，并且通過一定措施是可以消除和減小的。溫度傳感器的選型確定溫度傳感器類型、實(shí)際使用溫度范圍、精度、尺寸及安裝固定方式等。如無特別約定，所有鉑電阻溫度傳感器的頭部5mm長度為溫度測量端。綜上所述： 測溫電路 A/D轉(zhuǎn)換部分的設(shè)計隨著數(shù)字技術(shù)，特別是信息技術(shù)的飛速發(fā)展與普及，在現(xiàn)代控制、通信及檢測等領(lǐng)域，為了提高系統(tǒng)的性能指標(biāo)，對信號的處理廣泛采用了數(shù)字計算機(jī)技術(shù)。由于系統(tǒng)的實(shí)際對象往往都是一些模擬量（如溫度、壓力、位移、圖像等），要使計算機(jī)或數(shù)字儀表能識別、處理這些信號，必須首先將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；而經(jīng)計算機(jī)分析、處理后輸出的數(shù)字量也往往需要將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬信號才能為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所接受。這樣，就需要一種能在模擬信號與數(shù)字信號之間起橋梁作用的電路模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。本設(shè)計中采用的新型單片A/ D 轉(zhuǎn)換器 AD7710，由于該芯片具有集成度高、非線性誤差小(0. 0015 %) 、分辨率高 (21. 5 位) 、微控制器串行接口等特點(diǎn), 所以在稱重、熱電偶、應(yīng)變儀、RTD、過程控制、數(shù)據(jù)采集、微控制器應(yīng)用系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。AD7710芯片介紹一、AD7710的特性、結(jié)構(gòu)與原理AD7710 是一種雙通道、低電平差動輸入、Σ △信號調(diào)理型的模/ 數(shù)變換器。它內(nèi)部含有可編程增益放大器(PGA) 、多路轉(zhuǎn)換器(MUX) 、電荷平衡模/ 數(shù)變換器、時鐘發(fā)生器、參考電壓源、串行接口。由于該芯片具有集成度高、非線性誤差小(0. 0015 %) 、分辨率高(21. 5 位) 、微控制器串行接口等特點(diǎn), 所以在稱重、熱電偶、應(yīng)變儀、RTD、過程控制、數(shù)據(jù)采集、微控制器應(yīng)用系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。1 AD7710 的主要特點(diǎn)●微控制器的雙向串行接口?！窨删幊淘鲆娣糯笃? G = 1～128) ?！窬哂休d止頻率可編程的低通濾波器?！窬哂械碗娖讲顒虞斎氲碾p通道?！駟坞娫椿螂p電源任選。●允許使用者在片內(nèi)校準(zhǔn)寄存器上讀和寫?！穹蔷€性誤差小( 177。0. 0015 %) 。2 工作原理AD7710 以一定的速率對模擬輸入信號進(jìn)行連續(xù)采樣, 采樣速率由主時鐘fCL KIN 決定。采樣信號經(jīng)PGA 放大后,使其輸出電平滿足電荷平衡(Σ △) ADC的要求, 爾后轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖序列。該序列經(jīng)數(shù)字濾波器處理后以濾波器一階陷波頻率確定的速率更新21 位的輸出寄存器, 寄存器中的數(shù)據(jù)可從雙向串行口采用同步內(nèi)時鐘或同步外時鐘方式隨機(jī)讀取, 或者以輸出寄存器更新速率周期地讀取。AD7710 內(nèi)部具有自校準(zhǔn)、系統(tǒng)校準(zhǔn)和背景校準(zhǔn)等功能。自校準(zhǔn)能消除芯片本身的零點(diǎn)誤差和增益誤差, 系統(tǒng)校準(zhǔn)能消除輸入通道的失調(diào)和增益誤差, 背景校準(zhǔn)能消除溫度漂移、電源波動和時間漂移的誤差。這些校準(zhǔn)均由微控制器的軟件來實(shí)現(xiàn)。Σ △A/ D 轉(zhuǎn)換器的基本思想是基于過采樣技術(shù)把更多的量化噪聲壓縮到基本頻帶外邊的高頻區(qū), 并由數(shù)字濾波器濾掉帶外噪聲。因此,過采樣Σ △A/ D 轉(zhuǎn)換技術(shù)有三個主要優(yōu)點(diǎn):①采用一位編碼技術(shù),故模擬電路少。②ADC 前面抗混(模擬低通) 濾波器設(shè)計容易。③提高信噪比。二、AD7710的引腳及功能框圖各引腳功能如下： AD7710 引腳圖AD7710 。(1) 腳SCL K: 串行時鐘脈沖。當(dāng)MODE 為高電平時, 則SCL K 引腳輸出串行時鐘脈沖, 器件狀態(tài)為內(nèi)時鐘模式。 當(dāng)MODE 為低電平時,則為外時鐘模式, SCL K 為輸入端。(2) 腳MCL K IN :器件的主時鐘信號。如主時鐘信號為CMOS 兼容時鐘, 則直接從該引腳饋入。(3) 腳MCL K OU T : 器件的主時鐘信號。主時鐘為石英晶體時, 石英晶體聯(lián)接在MCL K IN 和MCL K OU T 之間。(4) 腳A0 :地址輸入。低電平時, 對控制寄存器進(jìn)行讀和寫,高電平時, 進(jìn)行數(shù)據(jù)寄存器和校準(zhǔn)寄存器的存取。(5) 腳SYNC :邏輯輸入,低電平有效。(6) 腳MODE :模式選擇,邏輯輸入,高電平時, 為內(nèi)時鐘模式。 低電平時, 為外時鐘模式。(7) 腳AIN1 ( + ) : 通道1 的正模擬輸入。(8) 腳AIN1 ( ) : 通道1 的負(fù)模擬輸入。(9) 腳AIN2 ( + ) : 通道2 的正模擬輸入。(10) 腳AIN2 ( ) : 通道2 的負(fù)模擬輸入。(11)腳VSS :負(fù)模擬電源,典型值為0～ 5V。單電源工作時,該端與地(A GND) 短接。(12) 腳AVDD :正模擬電源,使用范圍+ 5～ + 10V。(13) 腳VB IAS :偏置電壓輸入。(14) 腳REF IN ( ) :負(fù)的參考電壓輸入端。(15) 腳REF IN ( + ) :正的參考電壓輸入湍。(16) 腳REF OU T :內(nèi)部2. 5V 參考電壓輸出端。(17) 腳IOU T :補(bǔ)償電流輸出端。它能提供20μA 的恒定電流,能與外部的熱敏電阻連接, 進(jìn)行冷端補(bǔ)償。(18) 腳A GND :模擬地。(19) TFS :發(fā)送幀同步, 低電平有效。在脈沖下降沿后串行數(shù)據(jù)有效。(20) 腳RFS :接收幀同步信號,低電平有效。(21) 腳DRD Y: 邏輯輸出, 低電平有效, 下降沿觸發(fā)。(22) 腳SDATA : 串行數(shù)據(jù)。(23) 腳DVDD :數(shù)字電源, + 5V 。DVDD 電壓不能低于4. 75V , 否則AD7710 不能正常工作。另外DVDD 必須小于或等于AVDD 。(24) 腳DGND :數(shù)字地。功能框圖功能如下 AD7710 功能框圖AD7710 。該芯片內(nèi)含一個多路開關(guān)(MUX) 、可編程增益放大器(PGA , G = 1～128) 、電荷平衡A/D 轉(zhuǎn)