【正文】 F、 R1 取 220 歐姆、 R2取 1K 歐姆可靠的上電復位及手動復位。 R S T9U?VCC 圖 38 復位電路 圖 39 為 8031 外擴程序存儲器的最小應用系統。 圖 39 8031最小系統 3． 2 輸入輸出通道的設計 微型計算機控制系統是用于工業(yè)現場的控 制裝置，其中一個重要環(huán)節(jié)就是聯系微型計算機和生產過程的輸入輸出通道。 地址鎖存 EPROMC 01C 02CRSR+ 5 VR 0R 1XTAL 1XTAL 2ALEP 0 . 0 P 0 . 7P S EN888A 8 A 15AB 0 AB 7 22 3． 2． 1 輸入通道的設計 本系統的輸入通道包括 A/D 轉換器、 I/V轉換電路和檢測電路。 一、 A/D 轉換器 [15] 本系統的 A/D 轉換器采用 ADC0809。 1． ADC0809 的引腳說明 ADC0809 的引腳排列如圖 310 所示，各個引腳的功能如下： D7— D0： 8 位數字量輸出引腳； IN0— IN7： 8路模擬量輸入引腳； VCC： +5V 工作電壓； GND：地； REF（ +）：參考電壓正端； REF（ +）：參考電壓負端； START： A/D 轉換啟動信號輸入端； 圖 310 ADC0809的引腳圖 ★ ALE：地址鎖存允許信號輸入端； ★ CLK：時鐘信號輸入端； ★ 0E：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數據輸出鎖存器；、 ★ A， B， C：地址輸入線，可選通 IN0— IN7 入口中的一個通道進行轉換， A，B， C 的輸入與被選通的通道的關系如下表 311 所示。 IN1 IN5 IN6 ADDB ALE EOC 22 27 28LSB REF(－ ) OK CLK 1 28 2 27 3 26 4 25 5 24 6 23 7 22 8 21 9 20 10 19 11 18 12 17 13 16 14 15 IN2 IN3 IN4 IN7 IN0 ADDA ADDC START 21MSB 23 24 25 26 VCC REF(+) GND 23 表 311 被選的通道號 INT0 INT1 INT2 INT3 INT4 INT5 INT6 INT7 CBA 000 001 010 011 100 101 110 111 的技術指標有： 單一電源， +5V 供電，模擬輸入范圍為 05V 分辨率為 8位 最大不可調誤差： ADC0809177。 1 LSB 功耗為 15mV 二、 ADC0809 與 8031 的接口設計 ADC0809 與 8031 的連續(xù)可以采用定時方式、查詢方式和中斷方式視具體情況而定。圖 312 為 8031 單片機與 ADC0809 接口圖，該電路即 采用 查詢方式。啟動 ADC0809工作過程為：先送通道號地址到 ADDA— ADDC，由 ALE 信號鎖存通道號地址，后讓 ART由有效啟動 A/D 轉換，即執(zhí)行一條 MOVX A ， @DPTR，輸入指令產生 WR 信號。使 ALE、START 有效，鎖存通道號并啟動 A/D 轉換。 A/D 轉換后， EOC 端發(fā)出一正脈沖，接著執(zhí)行 MOVX A， @DPTR 產生 RD 信號，使 OE端有效，打開鎖存器三態(tài)門， 8位數據就讀入到 CPU 中。 312 ADC0809和 8031的連接圖 三、 V/I 變換電路的設計 D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE117 4L S 3 73I N 026m s b 2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l s b 2 817I N 42E O C7I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f ( )16E N A B L E9S T A R T6r e f ( + )12C L O C K10A D C 08 0 9E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D108 03 1C L K3D2SD4CD1Q5Q61 / 2 7 4 L S 7 4 A+ 24 為了提高了信號遠距離傳送過程中的抗干擾能力， 減少了信號的衰減，另一方面也為了與檢測儀表連接提供方便，采用電流傳送信號。這樣在在檢測電路與 A/D 轉換器之間應連入一個 I/V變換電路。 I/V 變換分為無源 I/V 變換， 有源 I/V 變換和專用I/V轉換電路。無源 I/V 變換主要是利用無源器件電阻來實現，并加濾波和輸出限幅等保護措施 。 有源 I/V變換主要是利用有源器件運算放大器和電阻組成 [18]。 根據本系統的特點要求，選取最簡單的無源 I/V 變換電路，主要做法是 在模擬通道輸入端，加上一個高精度 ，與輸入的電流信號并聯接地，這樣就在電阻上得到電壓。如果電流的正 確范圍是 010mA，就能正確得到 05V電壓，滿足設計要求，其結構圖如 313 所示。 圖 313 I/V變換 電路結構圖 對于 010mA 的輸入信號，可去電阻 R=200Ω，且為精密電阻，這樣可得到 05V電壓輸出信號 四、檢測電路的設計 在β射線傳感器測量紙張厚度時，探測器用電離室，根據電離室的工作原理，電離室輸出一電流，其大小與進入電離室的輻射強度成正比，根據核輻射的衰減規(guī)律測量厚度。測量線路常用振動電容器調制的高輸入阻抗靜電放大器。用振 動電容器是把直流調制成交流，并維持高輸入阻抗 [33]。 檢測電路的設計如下圖 314 所示。 圖 314 檢測電路的框圖 本系統中選取嘉興市和意自動化控制有限公司生產的 NDC301β射線傳感器，它是國內最高水平的用于克重和厚度測量的 智能 傳感器，通過選用不同的放射源，測量靜電放大器 放大器 指示器控制單元 補償單元探測器放射源h被測體I V 25 范圍可在 101500 克 /平方米。適合紙張定量設計的要求。和意公司 NDC301β射線傳感器特點： ； ， 高精度的橫幅檢測 ， 從而可以進行更加 嚴密的橫向控 制 ； “ 全天候 ” 的檢測溫度 ， 消除檢測區(qū)內氣墊由于溫度變化而造成的空氣密度波動進而引起的偏差 ； ， 極大地改進了傳感器的穩(wěn)定性和可靠性 。 如圖 315 所示， 由 A/D 轉換器 ADC080 I/V 變換電路和β射線傳感器夠成了本系 統的輸入通道。 圖 315 輸入通道系統框圖 3． 2． 2 輸出通道系統的設計 本系統輸出通道包括 D/A 轉換器 DAC0832 和執(zhí)行機構。 一、 DAC0832 的結構 [21] DAC0832 的結構 引腳如圖所示 316所示。 圖 316 DAC0832的引腳 β 射線傳感器0809AD轉換器0 10 mA 0 5 V 0 . 5 K O IN 口 26 各引腳功能如下： DI0— DI7： 8位數字信號輸入端，與單片機的數字總線相連，用來接收單片機送來的待轉換的數字量， DI7 為最高位。 CS ：片選端，當 CS 為低電平時，本芯片被選中。 ILE：數據鎖存允許控制端，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，數據信號被鎖存到第一級 8位輸入寄存器中。 XFER ：數據傳送控制，低電平有效。 WR2 ： DAC 寄存器寫選通控制端，低電平有效。當 XFER =0， WR2 =0 時，輸入寄存器狀態(tài)傳入 8位 DAC 寄存器中。 Ｉ out1 ： D/A 轉換器電流輸出 1端，輸入數字量全 1 時，Ｉ out1 輸出最大，輸入數字量全為 0時，Ｉ out1 輸出量最小。 Ｉ out2 ： D/A 轉換器電流輸出 2端，Ｉ out2 +Ｉ out1 =常數。 Rfb ：外部反饋信號輸入端，內部已有反饋電阻 Rfb ，根據需要也可外接反饋電阻。 Vcc：電源輸入端，可在 +5 +15V 范圍內。 DGND：數字信號地。 AGND：模擬信號地，最好與基準電壓共地。 二、 DAC0832 與單片機 8031 的接口設計 單緩沖器方式是使 DAC0832中的輸入寄存器和 DAC寄存器中的任意一個始終處于常通方式或同時處在選通和鎖存的工作狀態(tài)。它適用于系統只有一路 D/A 轉換或雖然是多路轉換但不要求同步輸出時采用。 如圖 317 所示，兩個寄存器同時處于選通及鎖存工作狀態(tài)時， ILE 接高電平， CS和 XFER 同時接受芯片選中信號，而 WR1 、 WR2 同時與 CPU 的 WR 相連。 其中， CS 和 XFER 都與 8031 的高地址線 P27 相連。由于 0832 具有數字量的輸入鎖存功能 ，故數字量可直接從 P0口送給 0832。即， DAC0832 的口地址為 7FFFH。 三、執(zhí)行機構的選擇 本設計系統采用深圳市潤川自動化設備有限公司生產的 RC系列的 RC05電動執(zhí)行器。其圖如圖 3－ 18 所示 。 RC 系列電動執(zhí)行器廣泛應用于石油、化工、電力、冶煉、能源、建材、制藥、造紙、水處理、釀造、食品加工、船舶及樓宇自動化系統等。典型應用在與蝶閥、球閥、旋塞閥及其它旋轉類閥門的配套。 由于 RC5 電動執(zhí)行器可以直接接收電壓信號，所以不用 V/I 變換電路，這樣DAC0832 和電動執(zhí)行器 RC5 構成了本系統的輸出通道 。 27 圖 317 0832和 8031連接示意圖 圖 318 RC5電動執(zhí)行器 3． 3 外圍設備電路的設計 外圍電路的設計包括鍵盤電路的設計 和 顯示器電路的設計 。 3． 3． 1 鍵盤電路的設計 根據工藝要求以及節(jié)省空間原則，本系統采用 1*3 獨立式鍵盤，利用單片機的P1口來實現。采用軟件查詢方法來設計，低電平有效，各按鍵開關均采用上拉電阻，確保在按鍵斷開時各 I/O 口用確定的高電平。為了消除按鍵抖動對系統的干擾，在鍵盤軟件設計中，采用了 30ms 的 延時程序。 具體按鍵功能如圖 319 所示 。 各按鍵的功能如表 3－ 20所示。 00000D I 0 D I 7C SX F E RW R 1W R 20 8 3 2V c cI L EV R E FR f bI o 1I o 2A G N DD G N D+V c c8 0 3 1P 0 P 7P 2 7W RV s s