【正文】 N6011IN3111IN7ALE是地址鎖存允許端，、接基準電源，在精度要求不是很高的情況下，供電電源就用著作基準電源，START是芯片的啟動引腳，其上脈沖的下降沿啟動一次新的A/D轉換，EOC是轉換結束信號，可用于向單片機申請中斷或供單片機查詢，OE是輸出允許端，CLK是時鐘端，因芯片的時鐘頻率最高只可工作于640KHZ，故通常單片機的ALE引腳經(jīng)分頻后接向該引腳，DB0DB7是數(shù)字量輸出，LSB表示最低位，MSB表示最高位。取樣是將隨時間連續(xù)變化的模擬量轉換成時間離散的模擬量，取樣信號的頻率愈高，所取得的信號經(jīng)低通濾波器后愈能真實地復現(xiàn)輸入信號。合理的取樣頻率由取樣定理確定，即 式（）將取樣電路每次取得的模擬信號轉換為數(shù)字信號都需要一定時間，為了給后續(xù)的量化編碼過程提供一個穩(wěn)定值，每次取得的模擬信號必須通過保持電路保持一段時間。數(shù)字信號不僅在時間上是離散的，而且在幅值上也是不連續(xù)的。任何一個數(shù)字量的大小只能是某個規(guī)定的最小數(shù)量單位的整數(shù)倍。為將模擬信號轉換成為數(shù)字量，在A/D轉換過程中，還必須將取樣保持電路的輸出電壓，按某種近似方式歸化到與之相應的離散電平上。這一轉化過程稱為數(shù)值量化。量化后的數(shù)值最后還須通過編碼過程用一個代碼表示出來。經(jīng)編碼后得到的代碼就是A/D轉換器輸出的數(shù)字量。在量化過程中，由于取樣電壓不一定能被△整除，所以量化前后不可避免地存在誤差，稱為量化誤差，用表示。A/D轉換器的位數(shù)越多，各離散電平之間的差值越小，量化誤差越小。當ADC輸入的電壓大于或等于時，ADC轉換結果是＄3FF（滿量程）。當ADC輸入的電壓小于或等于時，ADC轉換結果是＄000。當輸入電壓在和之間時，ADC轉換結果和采樣電壓呈線性關系。且出于安全考慮，輸入電壓不能超出模擬供電電壓。對ADSCR寄存器執(zhí)行寫操作后ADC開始轉換。一次轉換需要16～17個ADC時鐘周期。轉換時間=總線周期數(shù)=轉換時間﹡總線頻率。轉換時間是指A/D轉換器從轉換控制信號到來開始，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號所經(jīng)過的時間。ADC轉換時間與轉換電路的類型有關，由所選的時鐘源和分頻系數(shù)決定。時鐘源可以是總線時鐘，也可以是CGMXCLK，通過ADC時鐘寄存器里的ADICLK位來選擇。分頻比由ADIV[2：0]位來確定。例如，如果頻率為4MHz的CGMXCLK作為ADC時鐘，分頻比為4，則設置總線時鐘頻率為2MHz。轉換時間= ；總線周期數(shù)=（1617）us*2MHz=3234；為了滿足ADC模塊的特性，ADC時鐘頻率必須在500kHz2MHz之間，典型值為1MHz。由于一個ADC周期是由幾個總線周期組成的，啟動轉換需要一個總線周期的時間寫入ADSCR寄存器，在ADC啟動以前需要額外的02個總線周期初始化ADC時鐘，這就產生了非整數(shù)ADC周期，在此用17個周期來表示。39本科畢業(yè)設計（論文） 遠紅外測溫儀的軟件設計4 遠紅外測溫儀的軟件設計自1971年微處理器研制成功后，不久就出現(xiàn)了單片的微型計算機(簡稱單片機)。特別是1976年Intel公司推出的MCS48單片機，以其體積小、功能全、價格低等特點贏得了廣泛應用。MCS48為單片機的發(fā)展奠定了基礎，成為單片機發(fā)展過程中的一個重要階段。在MCS48的成功應用的激勵下，許多半導體公司和計算機公司競相研制和發(fā)展自己的單片機系列。1980年Intel公司最先推出的8位單片機MCS51系列，包括8038058052及8751等，它們的基本組成、基本性能和指令系統(tǒng)都是相同的。MCS51是在MCS48的基礎之上發(fā)展起來的，雖然它仍然是8位的單片機，但其功能較MCS48有很大的增強。此外，它還具有品種全、兼容性強、軟硬件資料豐富等特點。因此，它被廣泛應用于工業(yè)過程控制，智能儀器、儀表，生產自動化領域，現(xiàn)在我國乃至世界范圍內不失為單片機應用中的主流機型。鑒于MCS51系列單片機的高性能、低價格，以及在我國的廣泛應用，我們決定選用該系列的單片機。但MCS51系列單片機包含多種型號，通常以片內是否帶ROM以及所帶ROM的類型分為8*51類。而MCS51系列單片機一般采用HMOS和CHMOS工藝制造，CHMOS工藝比較先進，不僅具有HMOS的高速性，同時還具有CMOS的低功耗。為區(qū)別起見，CHMOS工藝的單片機名稱前冠以字母C，成為8*C51類。比較多種型號的MCS51系列單片機，為滿足高性/價比，以及開發(fā)方便、高效的要求，我們選用了89C51單片機，它采用CHMOS工藝制造，與MCS51系列的其它機型兼容，內帶4K的EEPROM。 AT89C51單片機簡介（1）AT89C51的主要特性8位微處理器和控制器，中央處理器是整個單片機的核心部件，能同時處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責控制、指揮和調度整個單元系統(tǒng)協(xié)調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。內含一個布爾運算器，可直接對數(shù)據(jù)的位進行操作和運算，特別適用于邏輯控制。內含4KB可重擦寫的可編程閃爍程序存貯器（EEPROM）。內含128*8位的數(shù)據(jù)存貯器（RAM）。4個8位(32根)雙向且可獨立尋址的I/O（輸入輸出）接口～。2個16位的計數(shù)器/定時器。片內振蕩器和時鐘電路。全雙工方式的串行接口(DART)。兩級中斷優(yōu)先權的6個中斷源/5個中斷矢量的中斷邏輯。指令集有111條指令，其中64條為單周期指令，支持6種尋址方式。最高時鐘振蕩頻率可達12MHz，大部分指令執(zhí)行時間為1us，乘、除指令為4us。與MCS51兼容，壽命為1000次寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時間為10年。低功耗的閑置和掉電模式，可編程串行通道，三級程序存儲器鎖定。（2）引腳及功能AT89C51單片機為40腳雙列直插式封裝結構。： AT89C51管腳圖各引腳功能如下：電源及接地GND:電源接地端。Vcc:供電電壓即正常運行和編程校驗時為+5V電源(士10%)。時鐘及復位信號XTAL1:是片內振蕩器反相放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。當采用外部振蕩器為時鐘源時，此腳必須接地。XTAL2:是片內振蕩器反相放大器的輸出端，也是內部時鐘發(fā)生器的輸入端。使用外部振蕩器時，可由此腳引入外部時鐘信號。RST:復位信號輸入端，高電平有效。若此輸入端保持2個機器周期（24個時鐘振蕩周期）以上的高電平，即可以將89C51完成復位操作。此外，RST引腳的第二功能是VPD，即備用電源的輸入端。當主電源Vcc發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時，單片機自動將+5v電源接入RST端，為RAM提供備用電源，以保證存儲在RAM中的信息不丟失，以使復電后能繼續(xù)正常運行。 :地址鎖存允許/編程信號端。當89C51上電正常工作后，ALE管腳不斷向外輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的六分之一。CPU訪問片外存儲器時，此信號作為鎖存地址總線的低8位地址的控制信號。因此ALE信號可以對外輸出時鐘或定時信號。ALE端的負載驅動能力為8個LS型TTL。：程序存儲允許輸出信號端。在訪問片外存儲器時，此端定時輸出脈沖作為讀片外存儲器的選通信號。此管腳接EPROM的OE端，PSEN端有效，即允許讀出EPROM/ROM中的指令碼。當CPU訪問外部程序存儲器時，要產生兩次PSEN負脈沖信號，當CPU訪問內部程序存儲器時，PSEN不跳變。此端驅動8個LS型TTL。/VPP:外部程序存儲器地址通話輸入端/固化編程電壓輸入端。當EA端接高電平時，CPU只訪問片內EPROM并執(zhí)行內部程序存儲器中的指令，但在PC的值超過0FFFH時，將自動轉向執(zhí)行片外程序存儲器內的程序。當EA端接低電平時，則CPU只訪問外部EPROM并執(zhí)行外部程序存儲器中的指令，而不管是否有片內程序存儲器。此管腳的第二功能Vpp是對89c51片內EPROM固化編程時，作為施加較高編程電壓的輸入端。I/O端口引腳：I/O端口P0～P3（地址為80H，90H，A0H，B0H），且P0～P3為四個8位特殊功能寄存器，特殊功能寄存器位地址表詳見附錄A所示。分別為四個并行I/O端口的鎖存器。它們都有字節(jié)地址，每一個端口鎖存器還有位地址，所以每一條I/O線獨立地用做輸入或輸出時，數(shù)據(jù)可以鎖存；作輸入時，數(shù)據(jù)可以緩沖?！? P0口是一個8位漏極開路的8位準雙向I/O端口，每位可驅動8個LS型TTL負載，故有較強的帶負載能力。在CPU訪問片外存貯器時，P0口是分時提供8位地址和8位數(shù)據(jù)的復用總線。當P0口作為輸入口使用時，應先向鎖存器（地址80H）寫入全1，此時P0口的全部管腳浮空，可作為高阻抗輸入或者通過外接上拉電阻。作輸入口使用時要先寫1，這就是準雙向的含義。在訪問外接擴展存儲器時，地址數(shù)據(jù)總線分時復用。即在指令的前半周期，PO口作為地址總線的低8位輸出，在ALE信號的下降沿該地址被鎖存，在指令的后半周期用做8位數(shù)據(jù)總線?！? P1口是一個帶內部上拉電阻的8位準雙向I/O端口。每位可驅動4個LS型TTL負載。當P1口用做輸入口使用時，應先向P1口鎖存器（地址90H）寫入全1，此時P1端口管腳會被內部上拉電阻拉至高電平。當P1口輸出高電平時，能向外提供拉電流負載，所以不必再接上拉電阻。在端口用做輸入時，也必須先向對應的鎖存器寫入“1”，使FET截止。由于片內負載電阻較大，約20～40KΩ，所以不會對輸入的數(shù)據(jù)產生影響。上拉電阻是兩個場效應管（FET）并在一起，一個FET為負載管，其電阻固定；另一個FET可工作在導通或截止兩種狀態(tài)，使其總電阻值變化近似為0或阻值很大兩種情況。當阻值近似為0時，可將管腳快速上拉至高電平；當阻值很大時，P1口為高阻輸入狀態(tài)。 P1口電路結構—: P2口是一個帶內部上拉電阻的8位準雙向I/O端口。P2口緩沖器能接收，輸出4個TTL門電流，每位可驅動4個LS型的TTL負載，在訪問外接存儲器器時，用做高8位地址輸出。當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的原故。P3口是一個多功能端口?！? P3口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O端口，每位可驅動4個LS型TTL負載，其功能和驅動能力與P1口、P2口相同。此外，P3口與其它I/O端口有很大區(qū)別，它除作為一般準雙向I/O口外，還具有特殊的控制功能:(RXD):串行數(shù)據(jù)接收端（串行口輸入）。(TXD):串行數(shù)據(jù)發(fā)送端（串行口輸出）。(INT0):外部中斷0，低有效。(INT1):外部中斷1，低有效。(T0):計時器0外部時鐘輸入。(T1):計時器1外部時鐘輸入。(WR):片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通控制輸出。(RD):片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通控制輸入。對比P1口的結構圖不難看出，P3口與P1口的差別在于多了與非門3和緩沖器4，正是這兩個部分，使得P3口除了具有P1口的準雙向I/O功能之外，還可以使用各管腳所具有的第二功能。與非門3的作用實際上是一個開關，決定是輸出鎖存器上的數(shù)據(jù)還是第二輸出功能的信號。當W=1時，輸出Q端信號；當Q=1時，可輸出W線信號。編程時，可不必事先由軟件設置P3口為第一功能（通用I/O口）還是第二功能。當CPU對P3口進行SFR尋址（位或字位）訪問時，由內部硬件自動將第二功能輸出線置為1，這時P3口為通用I/O口；當CPU不把P3口作為SFR尋址訪問時，即用做第二功能輸出/輸入線時，由內部硬件鎖存器Q=1。 P3口的電路結構 AT89C51的最小應用系統(tǒng)設計由于AT89C51內部具有RAM和EEPROM，所以在芯片的外部接上時鐘電路和上電復位電路就可以構成一個基本的應用系統(tǒng)了。本系統(tǒng)采用自動復位方式，主頻率為6MHz，一方面保證滿足系統(tǒng)對時間的要求，同時也考慮了可靠性的要求，即適當降低速度以提高抗干擾能力。由于內部的程序空間有限，不適合編寫較大、較復雜的程序，所以，這個系統(tǒng)適合于簡單的控制系統(tǒng)的應用。單片機應用系統(tǒng)是指以單片機為核心，由硬件部分和軟件部分組成，配以一定的外圍電路和軟件，能實現(xiàn)某幾種功能的應用系統(tǒng)。硬件是系統(tǒng)的基礎，軟件則是在硬件的基礎上對其合理的調配和使用，從而完成應用系統(tǒng)所要完成的任務。單片機應用系統(tǒng)的設計分為硬件設計和軟件設計兩大部分，其設計包括下述幾個步驟：總體設計；系統(tǒng)硬件設計（用PROTEL）；系統(tǒng)軟件設計（用仿真機軟件）；仿真調試硬件和軟件（用仿真機）；固化應用程序（用仿真機）；脫機運行（用戶系統(tǒng)）。一個單片機應用系統(tǒng)的硬件設計電路包括兩大部分內容：一是單片機系統(tǒng)的擴展部分設計，這包括存儲器擴展和接口擴展。二是各功能模塊的設計。如信號測量功能模塊、信號控制功能模塊等，根據(jù)系統(tǒng)功能要求配置相應的A/D、D/A、鍵盤、顯示器、打印機等外圍設備，設計合適的接口電路。 AT89C51最小應用系統(tǒng)圖在進行應用系統(tǒng)的硬件設計時，首要問題是確定電路的總體方案，并需進行詳細的技術論證。設計還需要考慮以下幾點：盡可能選擇典型電路。系統(tǒng)的擴充和外圍裝置，應充分滿足應用系統(tǒng)的要求，并留有一些擴充槽，以便進行二次開發(fā)。硬件結構應結合應用軟件一并考慮。整個系統(tǒng)器件盡可能做到性能匹配。可靠性及抗干擾性設計是硬件設計極其重要的部分，包括器件選擇、電路板布線、通道隔離等。單片機外接電路較多時，必須考慮其驅動能力，驅動能力不足時，系統(tǒng)工作不可靠。解決辦法是增加驅動能力，降低總線負載。： 軟件流程圖詳見附錄B：單片機源程序。本科畢業(yè)設計（論文） 結論5 結論隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，各行業(yè)不斷發(fā)展，尤其是電力工業(yè)發(fā)展迅速，電網(wǎng)規(guī)模日益擴大，電力設備是電網(wǎng)和變電站的核心設備，它的運行狀況直接關系到系統(tǒng)的安全運行。隨著電壓等級的提高，電力設備的負荷也越來越大，由于電力設備自身的造價都比較昂貴，因電力設備故障所帶來的事故，造成的損失往往也是巨大的。為此，監(jiān)測電力設