【正文】 換器，則設計成本將會增加。故用 4051 進行信號選擇。 A/D 轉換器本 pH 測試儀，測量的是溶液中的氫離子濃度和溫度。根據(jù)測量的特點，系統(tǒng)采用的是 MC14433 芯片，作為模數(shù)轉換電路。 MC14433 是主要對從輸入電路進來長春工業(yè)大學學士學位畢業(yè)論文 22 的 pH 和溫度信號經模擬電子開關選擇的信號進行模數(shù)轉換。 MC14433 信號雙積分型的 A/D 轉換器，具有精度高、抗干擾性好等優(yōu)點，其缺點是轉換速度慢，約 110次/s。在不要求高速轉換的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，被廣泛應用。它的被轉換電壓量程為。轉換完的數(shù)據(jù)一 BCD 碼的形式分四次送出。MC14433 A/D 轉換器引腳如圖 35 所示。1 2 3 4ABCD4321DCBA TitleNumber RevisionSizeA4Date: 13Jun2022 Sheet of File: G:\biyeziliao\PREVIO~ Drawn By:VAG1VREF2VIN3RINT4R/C5CINT6C027C018DU9CLKI10CLKO11VEE12VDD 24Q0 23Q1 22Q2 21Q3 20DS1 19DS2 18DS3 17DS4 16OR 15EOC 14VSS 13U9MC14433C3 C4 R20470KR21470K+5V5VVREFGNDDS1DS2DS3DS4VINQ0Q1Q2Q3圖 35 MC14433 引腳圖 下面介紹引腳的功能：VDD：主工作電源+5V；VEE：模擬部分的伏電源端，接5V；VAG：模擬地端；VSS：數(shù)字地端；VREF:基準電壓輸入端；EOC：轉換結束輸出端，正脈沖有效；DU：啟動新的轉換，若 DU 與 EOC 相連，每當 A/D 轉換結束后，自動啟動新的轉換；OR：當|VX||VR|，過量程 OR 輸出低電壓；DS1DS4：分別為個、十、百、千、位輸出的選通脈沖，正脈沖有效。DS1 對應千位，DS4 對應各位。每個選通脈沖寬度為 18 個時鐘周期，2 個相應脈沖之間間隔為 2 個時鐘周期；Q1Q3：BCD 碼數(shù)據(jù)輸出線。其中 Q0 為最低位，Q3 為最高位。當 DSDS2 和DS4 選通期間，輸出 3 位完整的 BCD 碼數(shù)，但在 DS1（千位）選通期間，輸出端 Q0Q3 除了表示千位的 0 或 1 外，還表示被轉換電壓的正負極性（Q2=1 為正）以及欠長春工業(yè)大學學士學位畢業(yè)論文 23 量程還是過量程。 D/A 轉換器 我們使用的 D/A 轉換器為美國國家半導體公司的 DAC0832 芯片具有 2 個輸入數(shù)據(jù)寄存器的 8 位 DAC，它能直接與 MCS51 單片機相連，其主要性能如下：分辨率為 8 位，電流輸出，穩(wěn)定時間為 1us；可雙緩沖輸入、單緩沖輸入或直接數(shù)字輸入；單一電源供電；低功耗，20mW。DAC0832 的引腳如圖 36 所示。1 2 3 4ABCD4321DCBA TitleNumber RevisionSizeA4Date: 12Jun2022 Sheet of File: H:\biyeziliao\ Drawn By:Vcc20Iout1 11lsbDI07Iout2 12DI16DI25Rfb 9DI34DI416Vref 8DI515DI614msbDI713ILE 19WR2 18CS1WR1 2Xfer17U7 DAC0832+5V+5V5VD/A1 WRD0D1D2D3D4D5D6D710圖 36 DAC0832 的引腳DI0DI7：8 位數(shù)字信號輸入端，與單片機的數(shù)據(jù)總線相連，用于接受單片機送來的待轉換的數(shù)字量，DI7 為最高位； CS：片選段，當 CS 為低電平時，本芯片被選中； ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制端，高電平有效； WR1：第一級輸入寄存器寫選通控制，低電平有效。當 CS=0、ILE=WR1=0 時，數(shù)據(jù)信號被鎖存到第一級 8 位輸入寄存器；： 數(shù) 據(jù) 傳 輸 控 制 ， 低 電 平 有 效 ；XferWR2： DAC 寄 存 器 寫 選 通 控 制 端 ， 低 電 平 有 效 。 當 =0； WR2=0 時 ； 輸 入Xfer寄 存 器 狀 態(tài) 傳 入 8 位 DAC 寄 存 器 中 ；Iout1： D/A 轉 換 器 電 流 輸 出 1 端 ， 輸 入 數(shù) 字 量 全 為 1 時 ， Iout1 輸 出 最 大， 輸 入 數(shù) 字 量 全 為 0 時 ， Iout1 輸 出 最 小 ；Iout2： D/A 轉 換 器 電 流 輸 出 2 端 ， Iout2+Iout1=常 數(shù) ；長春工業(yè)大學學士學位畢業(yè)論文 24 ： 外 部 反 饋 信 號 輸 入 端 ， 內 部 已 有 反 饋 電 阻 ， 根 據(jù) 需 要 也 可 外 接 反Rfb Rfb饋 電 阻 ；： 電 源 輸 入 端 ， 可 在 +5V+15V 范 圍 內 ；VcDGND：數(shù)字信號地；AGND:模擬信號地，最好與基準電壓共地。DAC0832 內部的 8 位輸入寄存器用于存放 CPU 送來的數(shù)字量，是輸入數(shù)字量得到緩沖和所存，由 LE1 端加以控制；8 位 DAC 寄存器用于存放待轉換的數(shù)字量，由LE2 端控制； 8 位 D/A 轉換電路由 8 位 T 型電阻網(wǎng)絡和電子開關組成，電子開關受8 位 DAC 寄存器輸出的數(shù)字來能夠控制，T 型電阻網(wǎng)絡能輸出和數(shù)字量成正比的模擬電流。因此，DAC0832 通常需要外接運算放大器，進行電流/電壓轉換，才能得到模擬輸出電壓。 標準信號輸出電路1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 16Jun2022 Sheet of File: H:\biyeziliao\ Drawn By:R910K R17100R11100KW3100KK4K2K1 R1510R125KR1410KR710KC6D2 1N4148 T18050+12R105056 7U10BLM324 1213 14U10DLM324109 8U10CLM324K35VW110kW210k1 87 23 6 5 4Vout010mA420mA010mV05V圖 37 輸出電路單片機微機系統(tǒng)輸出的數(shù)字信號經 DAC0832 送入輸出電路，如圖 37 所示，經輸出電路轉換可輸出 010mA 或 420mA 的電流信號和 05mV 或 010mV 的電壓信號。電流信號和電壓信號的輸出范圍可通過儀器內部的切換開關進行切換。此時DAC0832 用作程控放大器。由圖可見，需要放大的電壓 Vi 和反饋輸入端 相接，fbR運算放大器輸出 Vo 還作為 DAC0832 的基準電壓 ,數(shù)字量由 CPU 送來，其余如圖REFV（37）所示。DAC0832 內部 Io 一邊和 T 型電阻網(wǎng)絡相連，另一邊又通過反饋電阻和 Vi 相通，故而得到 DAC 的輸出和輸入之間的關系：fbR長春工業(yè)大學學士學位畢業(yè)論文 25 （39）256fbViRoB???選 R= ，則上式變?yōu)閒bR （310）i上式中的 256/B 看作放大倍數(shù)。但輸入的數(shù)字量 B 不得為 0，否則放大倍數(shù)為無限大，此時放大器處于飽和狀態(tài)。當信號進入單片機后，必須再將其數(shù)字信號轉換成模擬信號，顯示、報警等才可以識別。 電源模塊的設計單片機 89C5地址鎖存器 74LS37EPROM2725EEPROM28C6譯碼器GAL16V模擬電子開關 405DA 轉換器 DAC083AD 轉換器 MC14433,這些芯片都需要+5V 的電源供電。而輸入電路，抗干擾電路等需要 12V 的電源供電。下面是?用 7807812 和 7912 組成的穩(wěn)壓電路。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 13Jun2022 Shet of File: I:\ Drawn By:W7805Ci100uF D1CI1100uFCI2100uFCO110uCO210uD2D3UI2+12V12V78127912++UI1 5V1234A1~220V50Hz 1234A2+圖 38 5V 和 12V 穩(wěn)壓電路? 鍵盤和顯示的設計鍵盤選擇 7 個按鍵的輸入模式，包括電源、復位、菜單、回車、清除、上翻、下翻。電源鍵按下為整個電路通電，所有模塊、器件初始化，時鐘開始計時。復位鍵是強制單片機結束工作任務進行初始化。復位鍵通過+5V 電源與開關接入單片機長春工業(yè)大學學士學位畢業(yè)論文 26 的 RESET 管腳，到開關按下則 RESET 管腳輸入高電平，使單片機復位。菜單鍵功能是提供儀器各 種 服 務 項 目 的 清 單 ， 接 入 單 片 機 P11 管 腳 。 回 車 鍵 即 為 輸 入 、 確認 鍵 ， 接 入 單 片 機 P10 管 腳 。 下翻、上翻即為翻頁鍵，分別接入單片機 P1P13管腳。由單片機鍵盤子程序控制鍵盤的按鍵操作。如圖 39 所示。顯示元件采用 BJ19264D1 液晶顯示，BJ19264D1 中文字庫型液晶顯示模塊可以顯示字母、數(shù)字、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能?？娠@示192（列）64（行）點陣?？赏瓿蓤D形顯示，也可顯示 124 個（1616 點陣）中文漢字。該元件可提供三種控制接口： 8 位微處理器接口、4 位微處理器接口、串行接口。模塊內置 2M位元中文字型 ROM (CGROM)，總共提供 8192 個中文字型(1616點陣) ， 16K位元半寬字型 ROM (HCGROM)，總共提供 126 個符號字型(168 點陣)，6416 位顯示 RAM(DDRAM)，另外繪圖顯示畫面提供一個 64256 點的繪圖區(qū)域（GDRAM），可以和文字畫面混和顯示。這里選擇串行接口。1 2 3 4ABCD4321DCBA TitleNumber RevisionSizeA4Date: 16Jun2022 Sheet of File: C:\PROGRAM FILES\DESIGN EXPLORER 99 SE\EXAMPLES\ By:S7R9200+5C310uC230pC130pJZ16MEA/VP31X119X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10U1AT89C52D7D6D5D4D3D2D1D0+5VWRRDUPDOWMENENT+5R5KR5KR5KR5KR110K1234567J?CON77 RST6 Vcc5 ENT4 MEN3 DOWN2 UP1A12A8A10A9A11ALEPSEN圖 39 鍵盤電路 總線擴展電路總線擴展電路包括：EPROM28C6EPROM2725譯碼器 GAL16V地址鎖存器長春工業(yè)大學學士學位畢業(yè)論文 27 74LS37單行總線驅動器 74LS244。1 2 3 4ABCD4321DCBA TitleNumber RevisionSizeA4Date: 13Jun2022 Sheet of File: G:\biyeziliao\ Drawn By:RESET+5V+5V+5V+5VR21KE110uFR11KA010 A19A28 A37A46 A55A64 A73A825 A924A1021 A1123A122CS120 CS226 WE27OE22D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7 19U8 28C64I12 I23I34 I45I56 I67I78