【正文】 0 1 12位 A/D轉(zhuǎn)換起動 8位 A/D轉(zhuǎn)換起動 12位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出 高 8位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出 低 4位后跟 4位“ 0”輸出 0 1 }不執(zhí)行操作 AD 57412345672826271413121110981920212223242515161718V L12 / 8CSA 0CR /VccREF O UT ACREF I N V EEBI P O FF10 V I N20 V I NSTSDB 11DB 10DB 9DB 4DB 5DB 6DB 7DB 8DB 1DB 2DB 3DB 0ACCE 第 18 頁 共 47頁 AD574 與 89C51 的接口電路 圖 212 A/D轉(zhuǎn)換電路 圖 串口輸出單元 串行輸出端口由 MAX220完成，每數(shù)據(jù)包 2個字節(jié)，波特率為 9600，精確到 ℃ MAX220 MAX220包含 4個部分：雙路電荷泵 DCDC電壓轉(zhuǎn)換器、 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。 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(fù)載是標(biāo)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。1 5V。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(biāo)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，P 1 . 59P 3 . 212P 3 . 6P 3 . 71617GNDP 1 . 0P 1 . 7P 3 . 4P 3 . 3EA3233343536373839312089 C 516181314DB 11DB 10DB 9DB 8DB 7DB 6DB 5DB 4DB 3DB 2DB 1DB 0CES T SA 0AD 57471115191210DCACR E F I NR E F OU TCS28161718192021222324252627345B I P OF FR / C+ 10 VV LVc cV EE+ 5 V+ 15 V 15 VP 3 . 515141312 / 8+ 5 VVc c0 ~0 ~ + 20 V 第 19 頁 共 47頁 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)。 MAX220 的引腳圖見圖 圖 213MAX220引腳配置 串行輸出電路 圖 214串行輸出電路 LED 選擇及顯示電路 LED數(shù)碼管分共陰極和共陽極兩種 。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(fù)兩個極，那共陰就是把 abcdefg這 7個發(fā)光二極管的負(fù)極連 接在一起并接地；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。 15T XDR XDR 2 OUTT 2 IN910R 2 INT 2 OUT1345162687GND+ 5 VV +V V C CC 11 181。 FC 21 181。 F1011 P 3 . 0P 3 . 1P 3 . 7GNDP 1 . 0P 1 . 7P 2 . 7P 2 . 0EA2089 C 51+ 5 VV c cM A X 220C 1 +V +C 1 C 2 +C 2 V T 2 OUTR 2 INV ccGNDT 1 OUTR 1 INR 1 OUTT 1 INT 2 INR 2 OUT12345678161514131211109 第 20 頁 共 47頁 圖 215 LED數(shù)碼管 LED數(shù)碼管的顯示控制可分為靜態(tài)和動態(tài)兩種。在靜態(tài)顯示方式中，各位的共陰極或共陽極連接在一起接地或接 +5V，每位的段選線（ a~dp）與一個 8位并行口相連。由于每一位數(shù)碼管段選碼都用一個獨立的 8位 I/O口控制，因此在同一時間里，每一位顯示的字符可以各不相同且顯示亮度較高，但當(dāng)為數(shù)較多時，因為占用的 I/O口線較多，往往不采用靜態(tài)顯示方式。動態(tài)顯示方式將所有數(shù)碼管的 a~dp引線并聯(lián)在一起，由一個 8位 I/O口控制，而公共端由另一個 I/O口控制。應(yīng)用時輪流送入每一個 LED的字形碼與位選碼，利用人的視覺暫留現(xiàn)象 來顯示各位的字符。該方式能穩(wěn)定顯示的關(guān)鍵在于不斷循環(huán)送出的字形碼與位選碼要有 1~5ms的延時時間，且這個時間不宜太長，否則會引起閃爍現(xiàn)象。動態(tài)顯示的亮度不如靜態(tài)顯示方式。巡回掃描顯示器的操作 需要靠程序來控制。 圖 216顯示電路圖 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 TSaf bge cdG NDG ND dpV cc af bge cd dpV cc（ a ） 共陰極 ( b ) 共陽極 第 21 頁 共 47頁 電源設(shè)計 本設(shè)計要求電源能夠提供 +5V、 177。15V、 +30V等多種供電電壓。 在此， 選用 三端固定集成穩(wěn)壓器 CW7800/7900系列。 CW7800系列輸出正電壓、 CW7900系列輸出負(fù)電壓。 三端固定穩(wěn)壓器是一種能夠輸出固定電壓的集成穩(wěn)壓器，它具有內(nèi)部過熱保護、輸出電流短 路保護和輸出半導(dǎo)體管保護等保護功能。 首先來自 220V的交流電經(jīng)變壓器 分別 降為 +9V和 +18V，再經(jīng)過整流橋、濾波電容器變?yōu)槊}動的直流電壓，然后經(jīng)過 CW780 CW7815和 CW7915集成穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓 得到 +5V和177。15V， +30V由 LM317LZ 三端可調(diào)穩(wěn)壓器來得到。 LM317LZ LM317 作為輸出電壓可變的集成三端穩(wěn)壓塊，是一種使用方便、應(yīng)用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。 317 系列穩(wěn)壓塊的型號很多：例如 LM317HVH、 LM317L 等。電子愛好者經(jīng)常用 317穩(wěn)壓塊制作輸出電壓可變的 穩(wěn)壓電源。 LM317 輸出電流為 ，輸出電壓可在 － 37V之間連續(xù)調(diào)節(jié)，其輸出電壓由兩只外接電阻決定。 在應(yīng)用中，為了電路的穩(wěn)定工作，在一般情況下，還需要接二極管作為保護電路，防止電路中的電容放電時的高壓把 317 燒壞。 LM317LZ 單列 3 腳封裝 。輸入電壓 35V,輸出電壓 =～ 37V,輸出電流 ≤,電源穩(wěn)壓系數(shù) =%/V。輸出噪聲有較值 =%。允許功耗 =15W。熱穩(wěn)壓系數(shù) =%/W。負(fù)載穩(wěn)壓系數(shù) =5mV。輸出紋波抑制比 =80dB。 如圖 217 所示。 + 15 VK FF U S E 9 V330 181。 F18 V+ 5 VCW 7805C 1C 2 C 34700 181。 F2200 181。 FQ 110 nF 15 VCW 7815C 4C 5 C 610 nFQ 210 nFCW 791512 V10 V28 V+ 30 VLM 317 LZC 7C 8C 9Q 3VD 2VD 1RP 1R 1C 102 2 0 0 181。 F2 . 2 K0 . 33 181。 F1 0 010 181。 F100 181。 F1 2 3圖 2 17 LM 317 LZ圖 2 18 電源電路 第 22 頁 共 47頁 3 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、冷端溫度計算及查表、標(biāo)準(zhǔn)電流計算、熱電勢計算、冷端溫度補償、由分度表查詢溫度值、溫度值串行數(shù)據(jù)輸出和溫度顯示等功能 ,其主程序框圖如圖 4所示。程序采用模塊化結(jié)構(gòu) ,每一個功能為一個子程序。K分度熱電偶分度表從 270℃ 到 1 372℃ 共 1 643個溫度點 ,每個溫度點的熱電勢以微伏為單位 ,用十六進制存于 2個字節(jié)中 ,共占 3 286個字 節(jié) ,分度表存放于系統(tǒng)程序之后 ,起始地址為800 H,分度值相對地址除 2即為溫度值。熱電勢與溫度關(guān)系曲線和相鄰溫度點間的差值曲線[45]如圖 5所示。在 100~+1 372℃ 區(qū)間內(nèi) ,相鄰溫度點間的差值最小為 30μV,用最小二乘法求取熱電勢與溫度的擬合曲線 ,得到其斜率 k為 5,其量綱為 μV/℃ ,用此斜率計算熱電勢時其誤差分布不均勻 ,最大正誤差為 1 241μV,最大負(fù)誤差為 540μV,如圖 6所示。經(jīng)過實際測試 ,當(dāng)斜率為 1時 ,其誤差均勻分布 ,約為 177。801μV,如圖 6所示。最大誤差時溫度最 大相當(dāng)于 177。25℃ ,因此 ,在求得 Et后 ,將 Et除以 1,得到的數(shù)據(jù) (即溫度值 )乘 2作為查表的起始地址 ,在該地址前后 177。25℃ 范圍內(nèi)采用逐次比較法最后確定溫度的準(zhǔn)確值。在 270~100℃ 內(nèi)采用中值比較法求取溫度值。當(dāng)單片機主頻為 12 MHz時 ,數(shù)據(jù)采集、運算、查表、輸出、顯示等的工作周期約為 30 ms。 第 23 頁 共 47頁 主程序流程圖 如圖 31所示。 圖 31主程序框圖 開始初始化采集 U0 U0 Et 、 U0 3信號分別得到 S S S t 、 S 3數(shù)字濾波計算 I 、 冷鍛溫度補償 ， 查表得Et 0 計算 R t = （ S t S3） R 2 I / S 2 ，并進行冷鍛溫度補償R t 54868 181。 VR t 3554置 t = 1372 ℃置報警裝置用中值比較法查表求 101 ～ 270 ℃ 范圍內(nèi)溫度查表求 100 ～ + 1372 ℃ 范圍內(nèi)的溫度 ， 求出查表地址 A = （ Et / 40 . 594 ） 2 + 954 H ,查表得第一個 E t 1 ， 清報警標(biāo)志R t 1 與 Et 比較地址 A 2 后繼續(xù)查表地址 A + 2 后繼續(xù)查表Eti EtEti Et保存 A 值并計算計算溫度 t =( A 954 H )/ 2 t 100顯示負(fù)溫度 t = 100 t ，分度范圍為 100 ～ 1 ℃t = t 100 , 顯示正溫度溫度范圍為 1 ～ 1372 ℃t = 100 置溫度為 0串行輸出溫度顯示YNYNEt 1 EtEt 1 EtYNYNt 100 t 100t