【正文】 保證按鍵沒被按下時，I/O口輸入高電平。獨立式鍵盤可工作在查詢方式下，通過I/O口讀入鍵狀態(tài)，當(dāng)有鍵被按下時I/O口變?yōu)榈碗娖?，而未被按下的鍵對應(yīng)為高電平，這樣通過讀電平狀態(tài)可判斷是否有鍵按下和哪個鍵被按下。 加熱器控制電路（1)溫度控制思路:溫度調(diào)節(jié)方式主要有:①手動②雙位控制(開關(guān)控制)③時間比例控制④比例溫度控制⑤PID控制本控制系統(tǒng)比較以上幾種控制方式后博采眾長選用比例積分微分(PID)溫度控制,因為相比于其它幾種控制方式如P控制溫度系統(tǒng)能使溫度穩(wěn)定在某一具體值上(熱平衡狀態(tài)),但當(dāng)某作用量發(fā)生變化時(如電源電壓變化時)被控溫度雖然能達(dá)到新的平衡狀態(tài),但是永遠(yuǎn)也回不到原來的給定值上,這是P控制的致命弱點,即有靜差(或稱穩(wěn)態(tài)偏差),如果在P控制基礎(chǔ)上增加I控制,則可消除其靜差,再增加D控制,。溫控電路采用晶閘管調(diào)功方式：雙向晶閘管串在50Hz交流電源和接通時間的脈沖信號即可，這可用一條I/O口線來控制脈沖，為了達(dá)到過零觸發(fā)的目的，需要交流電過零檢測電路（如下圖所示），此電路輸出對應(yīng)于50Hz交流電過零時刻的脈沖，作為觸發(fā)雙向晶閘管的同步脈沖，使晶閘管在交流電壓過零時觸發(fā)工作，電壓比較器LM331將50Hz正弦交流電壓變成方波。方波上升沿和下降沿分別作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)的觸發(fā)信號，單穩(wěn)觸發(fā)器輸出的窄脈沖經(jīng)二極管或門混合就得到對應(yīng)于220V市電過零時刻的同步脈沖，此脈沖一路作為觸發(fā)同步脈沖加到溫控電路，一路作為計數(shù)脈沖加到單片機的INT0端協(xié)調(diào)共同完成控溫目的。 圖319 過零觸發(fā)電路為了簡化輸出通道的硬件結(jié)構(gòu)，考慮到加熱系統(tǒng)本身具有較大的熱慣性，本系統(tǒng)采用固態(tài)繼電器，它無觸點、不用調(diào)相，對電網(wǎng)不會引起波形畸變；若只用單片機輸出的控制信號控制光耦可控硅的通斷，則可控硅導(dǎo)通瞬間交流電相位是隨機的，這樣會產(chǎn)生很多高頻分量，在大功率電路中有這種害處就是污染電源，產(chǎn)生電磁波干擾，有可能影響其他設(shè)備，也可能干擾控制電路，影響系統(tǒng)的正常工作。所以我們采用了有過零觸發(fā)電路的固態(tài)繼電器，既保留了固態(tài)繼電器的優(yōu)點，又使上述的問題可以得到圓滿的解決本單片機應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是以單片機為核心外部擴展相關(guān)電路的形式。確定了系統(tǒng)中的單片機、存儲器分配及輸入/輸出方式就可大體確定出單片機應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成。 ①單片機: AT89C52（CMOS型）首選理由：價格便宜，功耗低(可設(shè)置節(jié)電和掉電工作模式),有開發(fā)環(huán)境 ，采用FLASH式的存儲器。 ②存儲器 程序存儲器選用集成度高、價格便宜的EPROM，型號是2732。 ③I/O接口 選用1片可編程的并行I/O接口8279用作鍵盤顯示器的接口。④總線驅(qū)動器 因考慮到此系統(tǒng)外部擴展的器件較多，負(fù)載過重，所以要 考慮設(shè)計總線驅(qū)動器。P0口使用了雙向數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器74LS373。 抗干擾電路(看門狗電路)針對可能出現(xiàn)的各種干擾，設(shè)計抗干擾電路?？垢蓴_電路就是在系統(tǒng)的弱電 路部分（以單片機為核心）的電源入口處對地跨接1個大電容與1個 小電容，在系統(tǒng)內(nèi)部各芯片的電源端對地跨接1個小電容。 地”對電容C1充電；，三極管Q1飽和導(dǎo)通，為了防止系統(tǒng)受干擾而使程序丟失，或者走進死循還而使系統(tǒng)死機，應(yīng)加入看門狗電路，以保證系統(tǒng)的可靠性。其電路連接如下圖所示。，三極管Q1不導(dǎo)通，電流由“+5V。地”放電。，便可以保持Q1集電極為低電平。當(dāng)程序進入死循還，那么電路就會對電容持續(xù)充電，使Q1集電極電平持續(xù)上升，當(dāng)上升到高電平電壓時，單片機系統(tǒng)復(fù)位，程序重新開始運行，達(dá)到看門狗功能。電阻R1與電容C15值應(yīng)根據(jù)程序運行情況選擇，R1越大，充電電流越小，電平上升時間就越長，反之則反。R4和D1起電源指示作用，R2和按鈕構(gòu)成手動復(fù)位電路。 圖320 看門狗電路 A/D轉(zhuǎn)換器被采樣的模擬信號經(jīng)放大后進入A/D轉(zhuǎn)換器，選用的A/D轉(zhuǎn)換器是AD574A。（1）AD574A12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574/AD1674。D574A是美國模擬器件公司生產(chǎn)的12位依次逼近型快速A/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換速度最大為35us，轉(zhuǎn)換精度≤%，是目前我國市場應(yīng)用最廣泛、價格適中的A/D轉(zhuǎn)換器。AD574A片內(nèi)配有三態(tài)輸出緩沖電路，因而可直接與各種典型的8位或16位的微處理器連接，而無須附加邏輯接口電路，且能與CMOS及TTL電平兼容。由于AD574A片內(nèi)含高精度的參考電壓源和時鐘電路，這使它在不需要任何外部電路和時鐘信號的情況下完成一切A/D轉(zhuǎn)換功能，應(yīng)用非常方便。①AD574A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳功能：AD574A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由模擬芯片和數(shù)字芯片兩片混合集成，其中模擬芯片就是該公司生產(chǎn)的AD565型快速12位單片機集成D/A轉(zhuǎn)換器芯片。數(shù)字芯片則包括高性能比較器、依次比較邏輯寄存器、時鐘電路、邏輯控制電路以及三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器等。②AD574A的主要特點如下：非線性誤差：AD574AJ為177。1LSB；AD574AK為177。2LSB。轉(zhuǎn)換速度：最大轉(zhuǎn)換時間為35us，屬于中檔速度。輸入模擬信號范圍為0～+10V，0～+20 V，也可以雙極性177。5V或177。10V。AD574A有兩個模擬輸入端，分別用于不同的電壓范圍：10Vin是適用于177。5V的模擬輸如，20Vin適用于177。10V的模擬輸入端。輸出12位，即DB0～DB11。用不同的控制信號，即可以實現(xiàn)高精度的12位變換，又可以做快速的8位轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)有兩種讀出方式：12位一次輸出；8位、4位分兩次輸出。設(shè)有三態(tài)輸出緩沖器，可直接與8位或16位的微處理器接口。需要三組電源：+5V，Vcc(+12 ～ +15V)，Vee（12V ～ 15V）。由于轉(zhuǎn)換精度高，所以提供電源必須有良好的穩(wěn)定性，并加以充分濾波，以防止高頻率噪聲的干擾。內(nèi)設(shè)高精度的參考電壓（10。00V）只需要外接一只適當(dāng)阻值的電阻，便可向DAC部分的解碼網(wǎng)絡(luò)提供Iref，轉(zhuǎn)換操作所需的時鐘信號由內(nèi)部提供，不需要任何元器件。低耗型：典型功耗為3mW。AD574A為28引腳雙列直插式封裝，其引腳如下圖所示。 圖321 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD574A引腳圖AD574A引腳介紹如下：Vl：數(shù)字邏輯部分電源+5V。12/8：數(shù)據(jù)輸出格式選擇信號引腳。當(dāng)12/8=1（+5V）時，雙字節(jié)輸出，即12條數(shù)據(jù)線同時有效輸出，當(dāng)12/8=0（0V）時，為單字節(jié)輸出，即只有高8為或低4為有效。CS：片選信號端，低電平有效。AO：字節(jié)選擇控制線。在轉(zhuǎn)換期間：AO=0時，高8位數(shù)據(jù)有效；AO=1時，低4位數(shù)據(jù)有效，中間4位為0，高4位為三態(tài)。因此當(dāng)采用兩次讀出12位數(shù)據(jù)時，應(yīng)遵循左對齊原則R/C：讀數(shù)據(jù)/轉(zhuǎn)換控制信號，當(dāng)R/C=1時，ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)據(jù)允許被讀??；當(dāng)R/C=0時，則允許啟動A/D轉(zhuǎn)換。CE：啟動轉(zhuǎn)換信號，高電平有效。可作為A/D轉(zhuǎn)換啟動或讀數(shù)據(jù)的信號。Vcc , Vee：模擬部分供電的正電源和負(fù)電源，為177。12V或177。15V。REF OUT：10V內(nèi)部參考電壓輸出端。REF IN：內(nèi)部解碼網(wǎng)絡(luò)所需要參考電壓輸入端。BIP OFF：補償調(diào)整。接至正負(fù)可調(diào)的分壓網(wǎng)絡(luò)，以調(diào)整ADC輸出的零點。10Vin、20Vin：模擬量10V及20V兩程的輸入端口，信號的一端接至AG引腳。DG：數(shù)字公共端（數(shù)字地）。AG：模擬公共端（模擬地）。它是AD574A的內(nèi)部參考點，必須與系統(tǒng)的模擬參考點相連。為了在高數(shù)字噪聲含量的環(huán)境中從AD574A獲得高精度的性能，AG和DG在封裝時已連接在一起，在某些情況下，AG可在最方便的地方與參考點相連。DB0 – DB11：數(shù)字量輸出。STS：輸出狀態(tài)信號引腳。轉(zhuǎn)換開始時，STS達(dá)到高電平，轉(zhuǎn)換過程中保持高電平。轉(zhuǎn)換完成時返回低電平。STS可以作為狀態(tài)信息被CPU查詢，也可以用它的下降沿向CPU發(fā)中斷信號申請。通知A/D轉(zhuǎn)換已完成。CPU可以直接讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。②AD574A的應(yīng)用特性及校準(zhǔn)AD574A控制信號的功能及應(yīng)用特性。AD574A的工作狀態(tài)由CE、CS、R/C、12/A0五個控制信號決定，這些控制信號的組合控制功能如表所示表34 AD574A控制信號的組合功能CECSR/C12/8A0A工作狀態(tài)01111110000000111接1腳（+5V）接地接地0101禁止禁止啟動12位轉(zhuǎn)換啟動8位轉(zhuǎn)換12位并行輸出有效高8位并行輸出有效低4位加上尾隨4個0有效由上表可見，當(dāng)CE=1，CS=0同時滿足時，AD574A才能處于工作狀態(tài)。當(dāng)AD574A處于工作狀態(tài)時，R/C=0時啟動A/D轉(zhuǎn)換；R/C=1時進行數(shù)據(jù)讀出。12/8和A0端用來控制轉(zhuǎn)換字長和數(shù)據(jù)格式。A0=0時啟動轉(zhuǎn)換，則按完整的12位A/D轉(zhuǎn)換方式工作，如果按A0=1啟動轉(zhuǎn)換，則按8位A/D轉(zhuǎn)換方式工作。當(dāng)AD574A處于疏忽讀出工作狀態(tài)（R/C=1）時，A0和12/8成為數(shù)據(jù)輸出格式控制器。12/8=1，對應(yīng)12位并行輸出，12/8=0則對應(yīng)8位雙字節(jié)輸出。其中A0=0時輸出高8位。A0=1時輸出低4位，并以4個0補足尾隨的4位。必須指出12/8端與TTL電平不兼容，故只能用通過布線接至+5V或0V以上。另外A0在數(shù)據(jù)輸出期間不能變化。如果要求AD574A以獨立方式工作，只要將CE、12/8端接入+5V，CS和A0接至0V，將R/C作為數(shù)據(jù)讀出和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換啟動控制。當(dāng)R/C=1時，數(shù)據(jù)輸出端出現(xiàn)被轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，R/C=0時，即啟動一次A/D轉(zhuǎn)換。=(典型值25us)后STS跳回低電瓶表示A/D轉(zhuǎn)換完畢,可以從數(shù)據(jù)輸出端讀取新的數(shù)據(jù)。③AD574A的輸入特性通過改變AD574A引腳12的外接點路，可使AD574A進行單極性和雙極性模擬信號的轉(zhuǎn)換，單極性轉(zhuǎn)換電路如圖所示，其系統(tǒng)模擬信號的地線應(yīng)與引腳9相連，使其地線的接觸電阻盡可能小，雙極性轉(zhuǎn)換電路如右圖所示。 圖322 單極性轉(zhuǎn)換電路圖323 雙極性轉(zhuǎn)換電路在上面兩個圖中，電位器RP1用于調(diào)節(jié)零點，電位器RP2用于調(diào)節(jié)增益（滿量程），模擬地AG和數(shù)字地DG要一點共地。④AD574A與CPU的接口硬件電路設(shè)計(見附圖)。附圖所示為AD574A與AT89C52CPU的接口電路，由于片內(nèi)有時鐘，故無需外加時鐘信號。該電路采用雙極性輸入方式，可對177。5V或10V模擬信號進行轉(zhuǎn)換。當(dāng)與CPU接口時，由于輸出12位數(shù)碼，所以當(dāng)CPU讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，需要分兩次進行：先高8位，后低4位。由A0=0或A0=1來分別控制讀取高8位或低4位。CPU可采用中斷，查詢，延時方式讀取的轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)，視具體情況而定。若采用查詢方式，則將轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)線STS與CPU的某一I/O口線相連接。當(dāng)AT89C52執(zhí)行外部數(shù)據(jù)存儲器的寫指令，使CE=1，CS=0，R/C=0，A0=0時，便啟動轉(zhuǎn)換。當(dāng)STS=0為低電平時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，AT89C52通過兩次讀外部數(shù)據(jù)存儲器操作，讀取12位的轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。這時，當(dāng)CE=1，CS=0，R/C=1，A0=0時，讀取高8位，CE=1，CS=0，R/C=1，A0=1時，讀取低4位。⑤相關(guān)程序設(shè)計假如AD574A的片選CS地址為1F20H，AD574A的程序設(shè)計如下：ADC： LD BX，1F20H ；口地址BX STB AL，[BX] ；啟動ADADC1： JBS ,ADC1 ；檢測STS INC BX ；使R/C=1 LDB CH,[BX] ；讀取高8位數(shù)據(jù) INC BX ；使R/C，A0均為1 INC BX LDB CL,[BX] ；讀取低4位數(shù)據(jù) ANDB CL,0F0H ；屏蔽掉低4位 RETCX右移4位，結(jié)果在CX寄存器中。在整個控制電路中的工作流程是：當(dāng)由傳感器（由熱電偶來實現(xiàn)）傳來模擬信號，經(jīng)放大電路放大之后，送到AD574A A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。此信號經(jīng)兩個帶輸出三態(tài)門的8D鎖存器74LS245送到AT89C52里，由AT89C52發(fā)出的控制信號經(jīng)總線驅(qū)動器74LS245后分別送到EPROM273鍵盤顯示接口8279。程序指令由EPROM2764送到AT89C52。經(jīng)8279 輸出的信號送到LED數(shù)碼顯示器，再送到數(shù)碼顯示器顯示。 溫度檢測和變送器 溫度檢測元件和變送器類型選擇與被控溫度的范圍和精度等級有關(guān)。熱電偶(鉑銠10鉑銠熱電偶)適合01500℃溫度檢測范圍。 變送器由毫伏變送器和電流/電壓變送器組成：；電流/電壓變送器用于把毫伏變送器輸出的4mA20mA電流變換成05V的電壓。 （1）轉(zhuǎn)換電路因為溫度變送器的輸出為1～5VDC，而A/D接受的信號為—5～+5VDC，所以要加入一個電壓轉(zhuǎn)換電路。V/V轉(zhuǎn)換電路如下圖 圖324 電壓轉(zhuǎn)換電路（2）預(yù)處理電路 其作用包括：對熱電偶信號的冷端補償；斷偶報警保護；三極濾波。電路組成見下圖，圖中冷端補償電路主要為一不平衡電