【正文】 。 。 ？ ？ 。 ?顯示電路是由 8個(gè)發(fā)光二極管組成的，發(fā)光二極管的亮滅與繼電器被控制的狀態(tài)相一致。繼電器動(dòng)作，經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器控制。 111 ?由于數(shù)據(jù)總線不可能為繼電器鎖存信息，在反相驅(qū)動(dòng)器 7406與數(shù)據(jù)總線之間設(shè)置一級(jí)數(shù)據(jù)鎖存器，由 4D觸發(fā)器 74HC175構(gòu)成。當(dāng) MPU輸出低電平時(shí)，則在繼電器兩端產(chǎn)生 12V壓降，使繼電器動(dòng)作。 109 ?由單片機(jī) I/O口直接控制的前 4路繼電器由并聯(lián)的一對(duì)驅(qū)動(dòng)器7407所驅(qū)動(dòng)。 108 ?當(dāng) MPU對(duì) RLY使能時(shí)，沒有吸合繼電器的控制觸點(diǎn) C仍與常閉觸點(diǎn) NC相接，此路二極管 D導(dǎo)通，使其所對(duì)應(yīng)的總線上的這一位為低電平。 ?當(dāng) MPU不對(duì) RLY使能時(shí)， PLY為高電平 ，無論控制觸點(diǎn)接在常開端還是常閉端，二極管均 不能導(dǎo)通 。 107 ?圖中， NO為常開觸點(diǎn)， NC為常閉觸點(diǎn)， BX為數(shù)據(jù)總線上的 1位， C為控制觸點(diǎn)。地面中心站管理人員可隨時(shí)了解井下分站的對(duì)外控制狀態(tài)。開關(guān)量輸出主要由 驅(qū)動(dòng)器 、 顯示電路 和 繼電器電路 組成，電路原理框圖見圖 631。 5mA信號(hào) ， 也可接收觸點(diǎn)信號(hào) ， 由跳線器選擇即可 ，即當(dāng)開入口接入觸點(diǎn)信號(hào)時(shí) ， 只需將相應(yīng)輸入口上的光電耦合器的輸入與輸出用跳接線短接即可 。 此顯示電路是供分站工作人員從觀察窗了解設(shè)備開停狀態(tài)之用 。 104 ?在開入口電路中接入了一組發(fā)光二極管顯示電路 ， 各路二極管的狀態(tài)隨所測(cè)設(shè)備的開停而變化 。其信息直接經(jīng)緩沖器 2送到數(shù)據(jù)總線被 MPU（微處理器） 接收。 IC1輸出端直接聯(lián)在另一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖器上，只有 IC1與 IC2輸出均為高電平、輸入口無電流時(shí)，與非門輸出低電平，表示故障狀態(tài)。需占用兩位數(shù)據(jù)線。 101 102 ?當(dāng)開關(guān)量輸入端接收到 +5mA電流時(shí)，耦合器IC1導(dǎo)通，輸出端 1為低電平，表示設(shè)備 開 ； ?當(dāng)開關(guān)量輸入端接收到 5mA電流時(shí)，耦合器IC2導(dǎo)通，輸出端 2為低電平，表示設(shè)備 停 ； ?當(dāng)開關(guān)量輸入端 無電流 輸入時(shí)，耦合器 ICIC2的輸出端 2均為高電平，表示傳感器或連接電纜 損壞 。 100 ?光電耦合器還具有電平轉(zhuǎn)換功能，將設(shè)備開停狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 TTL芯片電平信號(hào)（ +5V）。它能將輸入信號(hào)與輸出信號(hào)連同電源和地線在電氣上完全隔離，因此抗干擾能力強(qiáng)。 99 ?輸入接口電路的光電耦合器是為了 防止 開關(guān)量傳感器對(duì)分站帶來 干擾 ，在電路上將它們隔離開。 ? TTL電平信號(hào)： +5V等價(jià)于邏輯 “ 1”， 0V等價(jià)于邏輯“ 0”。 ? 此信號(hào)送入二極管顯示電路，同時(shí)也送到緩沖電路。 98 ? 開關(guān)量輸入信號(hào)經(jīng)過輸入接口電路進(jìn)入緩沖器。 97 二、開 關(guān)量采集 電路 ?開關(guān)量采集電路由輸入接口電路、輸入緩沖器等組成，其工作原理框圖如圖 629所示。 ?當(dāng)傳感器輸出制式為 0～ 5V或 4～ 20mA時(shí)，將跳接線選樣為位置 A，經(jīng)過 1/5分壓后，輸出電壓為 0～ 1V（電流制為 ～ 1mA）。 96 ?最后是量程轉(zhuǎn)換電路，它是由跳接線 S2及電阻 R R6組成。 ?只有電壓型信號(hào)才需要補(bǔ)償零點(diǎn)誤差 ，電流制式的信號(hào)不需補(bǔ)償。 95 ?調(diào)整電位器 RP，可使 N2的輸出電壓 值恰好等于傳感器的實(shí)際輸出值，這樣零點(diǎn)誤差就得到了補(bǔ)償。 94 ?N2為同相比例放大器，放大倍數(shù)是 2，其輸入端為 1/2分壓電路，則綜合放大系數(shù)為 1。 93 ?為了消除零點(diǎn)誤差，設(shè)置線路誤差補(bǔ)償電路。 ?零點(diǎn)誤差 :輸入為零時(shí)，實(shí)際輸出值與規(guī)定的輸出值之差。 92 ?其次，進(jìn)行線路誤差補(bǔ)償。 ?C擋 :變換 4～ 20mA信號(hào)為 1～ 5V。 91 ?模擬信號(hào) 輸入到 接口電路 ，首先進(jìn)行阻抗變換，由跳接線 S1來完成。 ? 電壓型和電流型制式的信號(hào) ， 則需要經(jīng)過輸入接口電路變?yōu)?A/D轉(zhuǎn)換器所要求的 0～ 1V標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào) 形式 ， 方能進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。 ? 頻率型 5～ 15Hz、 200～ 1000Hz等 。 89 90 ? 模擬量傳感器的輸出標(biāo)準(zhǔn)制式有： ? 電壓型 0～ 1V、 0～ 5V。 ? 模擬量采集系統(tǒng)主要由 輸入接口電路 、 多路轉(zhuǎn)換開關(guān) 、 采樣保持器 、 A/D轉(zhuǎn)換器 及 總線接口 邏輯電路等組成。 ? 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)采集的模擬量參數(shù)大多變化緩慢，又由于礦井環(huán)境的 干擾源很強(qiáng) ， A/D轉(zhuǎn)換器多選用積分型 。當(dāng)被檢測(cè)的開關(guān)量多于 8路時(shí)，可在輸入接口電路設(shè)置 多路轉(zhuǎn)換開關(guān) 進(jìn)行擴(kuò)展。 A/D轉(zhuǎn)換器每次只能處理一個(gè)模擬量，輸入量多時(shí)，必須設(shè)置多路開關(guān)，使輸入的多路模擬信號(hào) 輪流 經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換器得到變換。對(duì)于模擬量與給定位進(jìn)行比較，遇有超限時(shí)，就地發(fā)出報(bào)警信號(hào)或進(jìn)行設(shè)備斷電控制。 ?8031單片機(jī)讀取 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí) ， 既可以采用中斷方式 ， 也可以采用査詢方式 。 圖 622所示為MC14433與 8031單片機(jī)接口的一種方式 。 ?當(dāng) DS DS DS4選通期間，輸出端 Q3～ Q0分時(shí)輸出三位完整的 BCD碼；但在 DS1選通期間，輸出端 Q3～ Q0除了表示千位數(shù)的 O或 1外，還表示轉(zhuǎn)換結(jié)果的正負(fù)極性、輸入信號(hào)是欠量程還是過量程。 OROR83 ⑨ 轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。 更新轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出控制端為DU。 過量程標(biāo)志 由端輸出，當(dāng)輸入 |Vx|VR時(shí)， 輸出低電平。每當(dāng)轉(zhuǎn)換周期結(jié)束， EOC端輸出一個(gè)寬度為時(shí)鐘周期 1/2的正脈沖。 ⑥轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標(biāo)志。 可由 MC1403通過分壓提供+2V或 +200mV的基準(zhǔn)電壓。 C0典型值為 F。 外接元件典型值為：量程為 2V時(shí)， C1= F， R1=470kΩ ；量程為 200mV時(shí)，C1= F， R1=27kΩ。 Rc的典型值為 470kΩ， 時(shí)鐘頻率隨 Rc增加而下降。 ?去耦電容 ：把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象，用在放大電路中不需要交流的地方，用來消除自激，使放大器穩(wěn)定工作。 芯片工作電源為 177。 80 （ 2） MC14433應(yīng)用 ?MC14433引腳排列如圖 621所示。 ? 組成部分： ? 控制邏輯： 用于 A/D轉(zhuǎn)換器的節(jié)拍產(chǎn)生和控制，協(xié)調(diào)各部分工作； ? BCD碼輸出鎖存器： 用于存放 A/D轉(zhuǎn)換后的 BCD碼結(jié)果； ? 多路選擇開關(guān)： 用于字位動(dòng)態(tài)掃描 BCD碼輸出，即個(gè)、十、百、千各位 BCD碼輪流在 Q0? Q3端輸出，并在DS1～ DS4端輸出同步字位選通信號(hào)； 78 ?4位二進(jìn)制碼的組合代表十進(jìn)制數(shù)的 0， 1， 2，3， 4， 5， 6 ， 7， 8， 9 十個(gè)數(shù)符。基準(zhǔn)電壓為 200mV或 2V時(shí)，模擬電壓輸入量程相應(yīng)為 。 （ 1） MG14433基本結(jié)構(gòu) ? MG14433結(jié)構(gòu)框圖如圖 620所示，主要由 模擬電路及 數(shù)字電路 兩大部分構(gòu)成。 75 A/D轉(zhuǎn)換器 MG14433 ? MG14433是 位雙積分式 CMOS集成 A/D轉(zhuǎn)換器，它的主要特點(diǎn)是具有自動(dòng)校零、自動(dòng)極性判別、單參考電壓、動(dòng)態(tài)字位掃描 BCD碼輸出及自動(dòng)量程控制信號(hào)輸出等功能。 （ 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間與轉(zhuǎn)換速率 ? A/D轉(zhuǎn)換器 完成一次轉(zhuǎn)換 所需的時(shí)間稱為轉(zhuǎn)換時(shí)間，轉(zhuǎn)換速率是轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù) 。例如， A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0809，其分辨率為 8位，用百分?jǐn)?shù)來表示時(shí)，分辨率為1/2N 100%=1/28 100%≈% 。 CS XFERWRWR73 二、模數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換技術(shù)指標(biāo) ? 模數(shù)轉(zhuǎn)換主要有逐次逼近式、雙積分式和并行式等幾種方式。 ?圖中采用單緩沖形式 ， 將 ILE（ 數(shù)據(jù)允許鎖存信號(hào) ，高電平有效 ） 接 +5V， 輸入寄存器 選擇線 及數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào) 與 8031地址線 作為片選信號(hào) ， 兩級(jí)寄存器的寫信號(hào)均由 8031的 （ 寄存器選通