【正文】 該類芯片具有鎖存、譯碼、驅(qū)動(dòng)的功能。對于這種結(jié)構(gòu)的 LED 顯示器，它的體積和結(jié)構(gòu)都符合我們的設(shè)計(jì)要求，由于 4位 LED 陰極的各段已經(jīng)在內(nèi)部接在一起，所以必須使用動(dòng)態(tài)掃描方式。在我們的設(shè)計(jì)中，選擇 4位一體的時(shí)鐘型 LED 顯示器，簡稱“ 4LED”，如圖 94 所示。由于單片機(jī)的并行口不能直接驅(qū)動(dòng) LED顯示器，必須采用專用的驅(qū)動(dòng)電路芯片，使之產(chǎn)生足夠大的電流，顯示器才能夠正常工作。這包括人對應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù)輸入，以及應(yīng)用系統(tǒng)向人們顯示運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行結(jié)果等。復(fù)位以后，單片機(jī)內(nèi)各部件恢復(fù)到初始狀態(tài)。 多功能智能化溫度測量儀設(shè)計(jì) 28 單片機(jī)的 RST管腳為主機(jī)提供一個(gè)外部復(fù)位信號輸入端口。 時(shí)鐘與復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)是有時(shí)鐘電路提供的。其電源電壓范圍為 13士 18V，輸入電壓范圍為 0一土14V。 DAC0832工作于直通方式。 , C S為‘ 0’和 WR1為‘ 0’同時(shí)滿足，則接收信號 。 圖 DAC0832的管腳功能 CS : 片選線，當(dāng)其為低電平時(shí)，本片被選中工作 。 B)只需在滿量程下調(diào)整其線性度 。 但是由 8031輸出的控制信號是數(shù)字信號，需將其經(jīng)過數(shù) /模轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號，再經(jīng)功率放大，才能控制加熱爐、熱處理爐等。 為了實(shí)現(xiàn) LED顯示器的動(dòng)態(tài)掃描。逐位輪流點(diǎn)亮各個(gè) LED，每一位停留 lms，在 1020ms之內(nèi)再一次點(diǎn)亮，重復(fù)不止，這樣，利用人的視覺暫留好像六位 LED同時(shí)點(diǎn)亮了。由于所有 8位段選線皆由一個(gè) I/0口控制，因此，在每一瞬間， 8位 LED會(huì)顯示相同的字符。動(dòng)態(tài)顯示時(shí)， N個(gè)顯示器共占用一個(gè)顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)顯示器通電占空比時(shí)間為 1/N。近年也有配置 CRT顯示器的。由 8031的 RD (P3 .7 )和 WR ()信號控制，而片外程序存儲器 EPROM的輸出允許端 ( OE)由讀選通信號 PSEN控制即使 與片外數(shù)據(jù)存儲器 RAM的讀和寫 EPROM共處一地址空間，但由于控制信號即使用的數(shù)據(jù)傳輸指令不同，故不會(huì)發(fā)生總線沖突 鍵盤和顯示的設(shè)計(jì) 鍵盤分為獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤。 27256 是 32K 8 位 EPROM 器件，它有 15 根地址線 A14AO輸入，能區(qū)分 15位二進(jìn)制地址信息 215=32768 種狀態(tài)，即存在 32768 個(gè)存儲單元。失電后芯片內(nèi)部的程序保持不變。如果單片機(jī) EA腳接在 GND，則單片機(jī)內(nèi)部的程序存儲器全部不用而用外部程序存儲器。 程序存儲器 程序存儲器的擴(kuò)展包括三組總線的連接及地址譯碼等。 單片機(jī)及其擴(kuò)展 I/O 的設(shè)計(jì) 采用 TTL 電路擴(kuò)展 I/O 口是一種最常見的微機(jī) I/O 擴(kuò)展手段。如輸入電壓動(dòng)態(tài)范圍較小，則可調(diào)節(jié)參考電壓 ，以保證小信號輸入時(shí) ADC0804 芯片 8位的轉(zhuǎn)換精度。 ADC0804 的零 點(diǎn)無須調(diào)整。 多功能智能化溫度測量儀設(shè)計(jì) 22 VCC：電源供應(yīng)以及作為參考電壓。 VIN VIN+：差動(dòng)模擬電壓輸入，輸入單端正電壓時(shí)， VIN接地：而差動(dòng)輸入時(shí)，直接加 VIN， VIN+。 /WR：用來啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的控制輸入。 分辨率 8 位，轉(zhuǎn)換時(shí)間 100μs ，輸入電壓范圍為 0~5V，增加某些外部電路后，輸入模擬電壓可為 5V。由圖 2可寫出： 9 1 6 11B E B EU I R U?? （ ） 又因 19 9lnBE SIkTU qI? （ ） 多功能智能化溫度測量儀設(shè)計(jì) 20 111 11lnBE SIkTU qI? （ ） 式中 9BEU （ 11BEU ） —— 分別為 9VT （ 11VT ）管發(fā)射結(jié)電壓降； k、 q—— 常數(shù)； T—— 絕對溫度； 9SI （ 11SI ）管發(fā)射結(jié)反向飽和電流。 9 1 6 11199111 8110 1 6661 10lnln3 ln 85381 10 /B E B EBESBESU I R UIkTUqIIkTU VTqIkI k RqRk A K VT?????? ? ? ??? 圖 簡化的電流型集成 溫度傳感器的基本原理圖 由于 1VT 和 3VT 的等效發(fā)射區(qū)個(gè)數(shù)都是 2，基極又連在一起，因此，它們的集電極電流都是 I。要指出的是， AD590 集成溫度傳感器的輸出電流是整個(gè)電路的電源電流，而這個(gè)電流與施加在這個(gè)在這個(gè)電路上的電源電壓幾乎無關(guān)。 ℃。 AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。它的主要特性如下： a、流過器件的電流（ mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即： Ir/T=1mA/K 式中： Ir— 流過器件（ AD590）的電流，單位為 mA； T— 熱力學(xué)溫度，單位為 K。 集成溫度傳感器按輸出信號可分為電壓型和電流型兩種，其輸出電壓或電流與絕對溫度成線性關(guān)系。還具體介紹了各模塊設(shè)計(jì)方案，初步明確了系統(tǒng)研制方法。 根據(jù)干擾源引入的途徑，抗干擾措施可以從以下方面考慮。能自動(dòng)消除抖動(dòng)以及對 n鍵同時(shí)按下采取保護(hù)。 在本設(shè)計(jì)中采用 8279可編程鍵盤、顯示器接口芯片。在此瞬間，段選控制 T/0口輸出相應(yīng)字符段選碼 (字型碼 )，而位選則控制工 /0口在該顯示為送入選通電平 (因?yàn)?LED為共陰，故應(yīng)送低電平 )，以保證該位顯示相應(yīng)字符。LED顯示器，價(jià)格便宜，配置靈活，與單片機(jī)接口方便，因此 本設(shè)計(jì)中采用的是 LED顯示器。 圖 A/D轉(zhuǎn)換與 51單片機(jī)的接口 顯示器及鍵盤的設(shè)計(jì) [7] 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有發(fā)光二極管顯示器 LED (Light Emitting Diode)。 A/D轉(zhuǎn)換器硬件與單片機(jī)連接的方式如圖 。 常用的 8位 A/D轉(zhuǎn)換器有 ADC080 080 0804等型號，有的還帶 8位多路開關(guān)，如ADC080 0809等。 4 并行轉(zhuǎn)換 A/D。 2 雙積分式 A/D。 AD521的特性參數(shù)如下 (1) 可調(diào)范圍為 ～ 10000 (2) 溫度穩(wěn)定性為士 (3士 ) PPM/℃ (3) 失調(diào)電壓為 (4) 差模輸入電阻為 3 109? (5) 共模輸入電壓為 6 109? (6) 溫漂系數(shù)為 ℃ A/D 和 D/A轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì) [21] 通常嵌入式單片機(jī)（ MCU），由于設(shè)計(jì)用途的不同，并不是每一種都有 A/D轉(zhuǎn)換，即使有的帶 A/D轉(zhuǎn)換，一般都是 8位或 10位分辨率，用戶在使用這些芯片而又需要較高分辨率的 A/D功能時(shí)，一般要外接專用的 A/D芯片，如 MAX110等。它的輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流及輸入偏置電流小，時(shí)間漂移小，因而穩(wěn)定性好。 DS 13 02 是一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加 31字節(jié)靜態(tài) RAM，可通過簡單的串行總線與單片機(jī)進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小于 31天時(shí)可自動(dòng)調(diào)整，包括閏年，有效期至 2100年。單片機(jī)控制的一般模式如圖 。單片機(jī)一般分為 51系列和 52系列，本次設(shè)計(jì)用到的是 52系列即 8051單片機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。 AD590 測量熱力學(xué)溫 度、攝氏溫度、兩點(diǎn)溫度差、多點(diǎn)最低溫度、多點(diǎn)平均溫度的具體電路，廣泛應(yīng)用于不同的溫度控制場合。 （ 4）輸出電阻為 710M?。 （ 2） AD590 的測溫范圍為 55℃～ +150℃。電壓型集成溫度傳感器一般是三線制，其溫度系數(shù)約為 10mV/℃，電流 型集成溫度傳感器一般為兩線制，其溫度系數(shù)越為 mV/K，常用的有 LM134/23TMP1 AK590、 AD592 等，電流型傳感器信號適合于遠(yuǎn)距離傳輸而無衰變。需注意寄生熱電勢及動(dòng)圈式儀表電阻對測量結(jié)果的影響 其 他 20～ 1100 ～ 熱電阻 鉑 260～ 600 ～ 精度及靈敏度均較好，需注意環(huán)境溫度的影響 鎳 150～ 300 ～ 銅 0～ 180 ～ 熱敏電阻 50～ 350 ～ 體積小，響應(yīng)快，靈敏度高，線性差，需注意環(huán)境溫度影響 非接觸式 輻射溫度計(jì) 800～ 3500 1 非接觸測量，不干擾被測量度場，輻射率影響小，應(yīng)用簡便 光高溫度計(jì) 700～ 3000 1 熱探測器 200～ 2021 1 非接觸測溫，不干擾被測溫度場，響應(yīng)快，測溫范圍大，適于測量溫度分布，易受外界干擾，標(biāo)定困難 熱敏電阻探測器 50～ 3200 1 光子探測器 0～ 3500 1 其 他 示溫涂料 碘化銀，二碘化貢，氯化鐵，液晶等 35～ 2021 1 測溫范圍大，經(jīng)濟(jì)方便，特別適于大面積連 續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)零件上的測量，精度低，人為誤差大 多功能智能化溫度測量儀設(shè)計(jì) 11 表 常用的測溫方法、類型及特點(diǎn) 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程 [14] 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程如圖所示。該溫度測量儀可以實(shí)現(xiàn)溫度的測量，數(shù)據(jù)的顯示、儲存以及日歷時(shí)間 的顯示。 4 對該儀器的功能進(jìn)行了初步認(rèn)定，從原理和實(shí)際意義上分析了該儀器的測量誤差。再在軟件上模擬實(shí)現(xiàn)要求的功能，調(diào)試出結(jié)果 。詳細(xì)的開發(fā)過程可以參閱有關(guān)的資料。也可采用高級語言編程。各個(gè)階段所完成的主要工作概述如下： 總體設(shè)計(jì)主要包括確定技術(shù)指標(biāo)，機(jī)型及器件選擇，軟、硬功能劃分等。硬件指單片機(jī)、擴(kuò)展的存儲器、輸入輸出設(shè)備、控制設(shè)備、執(zhí)行部件等組成的系統(tǒng)，軟件是各種控制程 序的總稱。 ④ 完成總體設(shè)計(jì)，完成各分課題的任務(wù)，組成計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。分析所接受任務(wù)的技術(shù)關(guān)鍵，論證能否用計(jì)算機(jī)來解決，有沒有別的途徑，用計(jì)算機(jī)合算與否，用什么計(jì)算機(jī)等等。有關(guān)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一般開發(fā)、研制方法論述如下： 多功能智能化溫度測量儀設(shè)計(jì) 7 1） 組成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的基本方法 用單片機(jī)組成應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，實(shí)際問題的領(lǐng)域很寬，要求各不相同，組成的方案也千差萬別，很難有一個(gè)固定的模式適應(yīng)一切問題，但考慮問題的基本方法大體相似。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了。 (5) 單片機(jī)在人類生活中的應(yīng)用 自從單片機(jī)誕生以后，它就步 入了人類生活，如洗衣機(jī)、電冰箱、電子玩具、收錄機(jī)等家用電器配上單片機(jī)后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人們喜愛。 (4) 單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 在比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，常采用分布式多機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)作為產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮它的體積小、可靠性高、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可大大提高機(jī)器的自動(dòng)化、智能化程度。 其主要在智能儀器和控制中的應(yīng)用。 單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高 了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。 （ 4） 低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。 單片機(jī)把各功能部件集成在一塊 芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。 單片機(jī)的這種高性能，低價(jià)格是它最顯著的一個(gè)特點(diǎn)。一般而言，工控型尋址范圍大，運(yùn)算能力強(qiáng)；用于家電的單片機(jī)多為專用型，通常是小封裝、低價(jià)格，外圍器件和外設(shè)接口集成度高。例如， 80C51是通用型單片機(jī)，它不是為某種專用途設(shè)計(jì)的；專用型單片機(jī)是針對一類產(chǎn)品甚至某一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，例如為了滿足電子體溫計(jì)的要求，在片內(nèi)集成 ADC接口等功能的溫度測量控制電路。隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域全面深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力的 8 位 /16 位 /32 位通用型單片機(jī)，以及小型廉價(jià)的專用型單片機(jī)。 多功能智能化溫度測量儀設(shè)計(jì) 4 （ 3）第三階段（ 19821990）： 8位單片機(jī)的鞏固發(fā)展及 16 位單片機(jī)的推出階段，也是單片機(jī)向微控制器發(fā)展的階段。 MCS51設(shè)置了經(jīng)典的 8 位單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)，包括 8位數(shù)據(jù)總線、 16 位地址總線、控制總線及具有很多機(jī)通信功能的串行通信接口。 （ 2）第二階段（ 19781982）單片機(jī)的完善階段。 單片機(jī)的歷史 如果將 8位單片機(jī)的推出作為起點(diǎn)，那么單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可分為以下幾個(gè)階段 （ 1）第一階段（ 19761978）：單片機(jī)的控索階段。熱輻射高溫計(jì)通常分為兩種 :一種是單色輻射高 溫 計(jì) ，一般稱光學(xué) 高溫計(jì) 。 熱 電 偶具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、測量范圍寬、精度高、熱慣性小等特點(diǎn)， 因 此 廣泛作為溫度傳感器的敏感元件。利用此原理制成的溫度