論文設(shè)計(jì)-鹽度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-08 23:55本頁(yè)面
【正文】 由本設(shè)計(jì) 中有兩個(gè)數(shù)值，所以可以用二元代數(shù)插值方法確定兩值之間 關(guān)系， 二元函數(shù)的代數(shù)插值方法 設(shè)函數(shù) Z=f(x,y)是定義在矩形域 D={a≤ x≤ b,c≤ y≤ d}上的實(shí)值函數(shù)，在定義域內(nèi)，由試驗(yàn)得到一組數(shù)據(jù)（ Xi,Yj,Zr） ,為了求出些區(qū)域內(nèi)任意（ Xi,Yj） 所對(duì)應(yīng)的 Zr值，應(yīng)用二元函數(shù)的代數(shù)插值方法。其接口整體電路圖如 圖 下示： 各引腳功能如下 P00P07： （ 3932）通道 0，雙向 I/O 口 P10— P17： （ 18）通道 1，雙向 I/O 口 P20— P27： （ 1017）通道 2，雙向 I/O 口 RXD： （ 10） 串行口讀引腳 TXD： （ 11） 串行口寫(xiě)引腳 ALE/?P ： （ 30） 地址鎖存允許信號(hào)， PSEN： （ 29）外部程序存貯器 ROM 的讀選能信號(hào) INTl： （ 13） 中斷 1 INTO： （ 12） 中斷 0 T1： （ 15） 定時(shí) /計(jì)數(shù) 方式 1 TO： （ 14） 定時(shí) /計(jì)數(shù) 方式 0 ??EA /VPP： （ 31）訪問(wèn)外部存貯器的控制信號(hào) X1： （ 19） 外部晶振輸入端 1 X2： （ 18） 外部晶振輸入端 2 RESET： （ 9） 復(fù)位信號(hào)輸入端 ??RD ： （ 17） 讀選通信號(hào) ???RW ： （ 16） 寫(xiě)選通信號(hào) VSS（ 20）接地 VCC（ 40）接 +5V電源 五、顯示電路設(shè)計(jì) 顯示電路，用為本設(shè)計(jì)的最后一部分電路設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，由譯碼電路和 LED 數(shù)碼顯示器兩部分組成，本設(shè)計(jì)中譯碼器選用兩片74LS138 作為譯碼器，而 LED 數(shù)碼顯示器選用型號(hào)為 DPY— 7— SEG— DP型，其連接電路圖如下圖示： 六、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的 處理 鹽度控制系統(tǒng)中測(cè)量出的鹽度值如果在標(biāo)準(zhǔn)的同一溫度下測(cè)量得到的鹽度值則不用進(jìn)行溫度補(bǔ)償，因?yàn)橥粶囟认蔓}水的電導(dǎo)率 由公式 G=R1 =κ 1 個(gè)字 時(shí)鐘頻率 =30～ 300KHz BCD 碼輸出 24 腳 各引腳功能如下 Vin (): 模擬信號(hào) （ ） 輸入端口 Vin(+): 模擬信 號(hào)（ +）輸入端口 A –GND: 交流電接地端口 Vref/2: 參考輸入電壓 CLKR: 讀時(shí)鐘 CLKIN: 輸入時(shí)鐘 DB0DB: 八路數(shù)字輸出引角 INTR : 中斷信號(hào) CS : 片選信號(hào) RD: 外部數(shù)據(jù)存貯器讀脈沖輸出線 WR: 外部數(shù)據(jù)存貯器寫(xiě)脈沖輸出線 四、單片機(jī) 處理 電路設(shè)計(jì) 由以上兩路信的測(cè)量以及由 A/D 的轉(zhuǎn)換之后，信號(hào)就可以送入單片機(jī)的 I/O 口進(jìn)行處理。 1 個(gè)字 3 位半 7 段譯碼輸出 7106/26 驅(qū)動(dòng)LCD 7107/27 驅(qū)動(dòng)LED 40 腳封裝 MC14433 （ CC14433） 213 CMOS 雙積分 VDD=5V（典型）， VEE=－ 5V 線性度177。 1LSB 2 進(jìn)制補(bǔ)碼輸出 ADC ICL7106 /7107 ADC ICL7126 /7127 213 CMOS 雙積分 VDD=15V(7106/26) VDD(+)=+6V， VDD()=9V(7107/27) 內(nèi)有時(shí)鐘（時(shí)鐘可外接，亦可外接晶體或 RC 元件自激產(chǎn)生） 建議鐘頻 50、 100、 200KHz 線性度177。 1LSB 內(nèi)含 8 路數(shù)據(jù)選擇器以便進(jìn)行 8路 ADC 8 路 8 位 2 進(jìn)制碼 LSTTL電平輸出， 28 腳封裝 ADC0816 8 CMOS 逐次逼近 VDD=5V（典型） 轉(zhuǎn)換時(shí)間 =90～ 114μ s 時(shí)鐘頻率 =10～ 1200（典型 640）KHz 16 路 8 位 2進(jìn)制碼 40 腳封裝 AD571 10 CMOS 雙積分 VDD(+)=+5V、 VDD(－ )=－ 15V 轉(zhuǎn)換誤差≤177。 表 1 常見(jiàn) ADC 芯片 通 過(guò)以上資料 可選用 ADC0804 作為本設(shè)計(jì)的 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ,其圖如下 示 由 于有鹽度和溫度兩個(gè)通道的模擬測(cè)量信號(hào)要分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換 ,所以ADC0804的兩路輸入信號(hào)引腳 7腳 Vin()作為溫度測(cè)量輸入信號(hào)通道，而 6 腳 Vin(+)作為鹽度測(cè)量輸入信號(hào)通道。 三、 常用 ADC 芯片 目前，常見(jiàn)的 A/D 轉(zhuǎn)換器的有效位數(shù)有 1 116 位以及 BCD 碼輸出的 213 位、 214 位和 215 位等多種；轉(zhuǎn)換速度有低速（ ≤ 1s）、 中速（ ≤ 1ms）、 高速（ ≤ 1μ s）和 超高速（ ≤ 1ns）等；就芯片組成而言，有些芯片不但包括 ADC 基本電路，還包括多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、時(shí)鐘電路、基準(zhǔn)電壓源或 2→ 10 轉(zhuǎn)換器等，功能更加齊 全。它是 A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)時(shí)刻起到輸出端輸出穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)止所經(jīng)歷的時(shí)間。 （ 2）轉(zhuǎn)換誤差 轉(zhuǎn)換誤差是轉(zhuǎn)換結(jié)果相對(duì)于理論值的誤差，常用 LSB 的倍數(shù)表示，如 AD571 的轉(zhuǎn)換誤差≤ 21 LSB 等 。 （ 1）分辨率 分辨率是 A/D 轉(zhuǎn)換器能夠分辨最小信號(hào)的能力，一般用輸出的 2 進(jìn)制位數(shù)來(lái)表示。 二、 ADC 的主要性能參數(shù)及芯片選用 ADC 的性能參數(shù)主要有轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度等。 轉(zhuǎn)換之后的數(shù)字可以用 10 進(jìn)制表示（如上述的“ 10”），也可以用2 進(jìn)制數(shù)表示（如“ 1010”），或用 BCD 碼表示（如“ 0001 0000”）等，這就是所謂編碼。比如取樣保持后 的電壓值為 10V，如果以“ 1V”為最小數(shù)量單位△，轉(zhuǎn)換成的數(shù)字就是10；如果以“ 1mV”為單位，轉(zhuǎn)換成的數(shù)字就是 100
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