【正文】 電路如圖 所示： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 27 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 0 J u n 2 0 08 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n gs \ A d m i n i s t r a t o r \桌面 \ M y D e s i g n . d dbD r a w n B y:+_+△ ∞NR1R2R5R4R3R7RLR6V1N P NV2N P NUiUb+EIo 圖 V/I 變換電路 分析如下： 利用疊加原理，可求出在 iu ， bu ，及輸出電流 oI 作用下，運(yùn)算放大器 N 的 同相及反相輸入 端 電壓 pu 及 nu 。 Ub 為偏置電壓，用以進(jìn)行零位平移。 本文選用的 V/I 轉(zhuǎn)換電路是 由運(yùn)算放大器 N 及晶體管 V V2 組成。 TLC0832 與單片機(jī)的接口電路如圖 所示： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t leN u m be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 18 J un 2 008 S he e t o f F i l e : C : \ D o c um e nt s a n d S e tt i ngs \ A d m i ni s t r a t or \ 桌面 \ M yD e s i g r a w n B y :P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R S T / V P D9P 3. 0/ R xD10P 3. 1/ T xD11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 5/ T 115P 3. 6/ W R16P 3. 7/ R D17X T A L 218X T A L 119G N D20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29A L E / P R O G30E A / V pp31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C40I C 289C 51V C C / R E F8C L K7DO6DI5CS1C H 02C H 13G N D4V1T L C 0832P 2. 0V C CV C CP 2. 0P 2. 1P 2. 2P 2. 2P 2. 1V C C+ 5V30P F30P F12M H Z 圖 TLC0832 與單片機(jī)的接口電路 電壓電流變換電路 V/I 變換電路的作用是將電壓信號轉(zhuǎn)換成電流信號，它不僅要求輸出電流與輸入電壓有線性關(guān)系，而且要求輸出電流隨負(fù)載電阻變化所引起的變化量不超過允許值，即轉(zhuǎn)換器具有恒流性能。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 A/D 轉(zhuǎn)換模塊任務(wù)為采樣由熱工儀表的輸出的模擬信號，然后轉(zhuǎn)換成微處理器能夠處理的數(shù)字信號。單獨(dú)供電時(shí)，可以單獨(dú)使用不 同的電源，也可以用 DC— DC 變換的方法往輸出端提供的與光隔輸入端相互隔離的電源。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t leN u m be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 17 J un 2 008 S he e t o f F i l e : C : \ D o c um e nt s a n d S e tt i ngs \ A d m i ni s t r a t or \ 桌面 \ M yD e s i g r a w n B y :R1Ki+5I N T 0D0 R2+5 圖 開關(guān)量輸入電路原理圖 圖中 Ki─代表系統(tǒng)外部任何某一種開關(guān)信息。就其硬件處理方法不外乎兩類：其一是選用帶有隔離作用的專用集成芯片，但其價(jià)格就目前看昂貴，不利于推廣應(yīng)用；其二就是采用各種光電耦合器件，將現(xiàn)場信息通過電─光─電方式與控制系統(tǒng)聯(lián)系起來，進(jìn)而達(dá)到抑制干擾的一種簡便易行的隔離方法。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 0 J u n 2 0 08 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n gs \ A d m i n i s t r a t o r \桌面 \新建文件夾 \ M y D e s i g n . d dbD r a w n B y:C1123ANDC2R4R6R5V C CS1V C C8R E S E T7S C K6SI5CS1SO2WP3V S S4V5X 2 40 4 5P 1. 6P 1. 5P 1. 7P 1. 4P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R S T / V P D9P 3. 0 / R x D10P 3. 1 / T xD11P 3. 2 / I N T 012P 3. 3 / I N T 113P 3. 4 / T 014P 3. 5 / T 115P 3. 6 / W R16P 3. 7 / R D17X T A L 218X T A L 119GND20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29A L E / P R O G30E A / V p p31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C40I C 28 9C 5 1V C CV C C1 0K2 0μ F1 0K1K0 .1 μ F 圖 復(fù)位電路及看門狗 開關(guān)量光隔離電路 工業(yè)生產(chǎn)過程中各種干擾來自電源、強(qiáng)電、磁場等居多。同時(shí)，由圖 可得，對看門狗的復(fù)位由 CS 輸入電平的下降沿完成， SCK 是外部輸入的同步時(shí)鐘信內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 24 號 ； 在對芯片發(fā)出指令或?qū)懭霐?shù)據(jù)時(shí)，時(shí)鐘前沿將 SI 引腳信號輸入 ； 在讀數(shù)據(jù)時(shí)，時(shí)鐘后沿將數(shù)據(jù)位輸出到 SO 引腳上。 C R6 的時(shí)間常數(shù)不必太大，有數(shù)百微秒即可，因?yàn)檫@時(shí) CPU 的振蕩器已經(jīng)在工作。在看門狗定時(shí)器預(yù)置的時(shí)間內(nèi)若沒有總線活動(dòng)，則 X25045 將從 RESET 輸出一個(gè)高電平信號，經(jīng)過微分電路 C R6 輸出一個(gè)正脈沖，使 CPU復(fù)位。其作用是檢測單片機(jī)的運(yùn)行，一旦發(fā)現(xiàn)死機(jī)或程序跑飛現(xiàn)象，將發(fā)出復(fù)位信號恢復(fù)程序的正常運(yùn)行。④由于 該轉(zhuǎn)換電路元器件太多 ， 焊點(diǎn)過多也會(huì)造成系統(tǒng)不可靠。帶來了很大的麻煩。它帶來的最大壞處是 V2端的值不是穩(wěn)定的+1V， 為了使系統(tǒng)檢測值比較精確 ， 總得調(diào)整 WR2。如果這里的精度不夠 ， 那么后面的轉(zhuǎn)換精度也無從說起。 該電路的缺點(diǎn)：①需要一個(gè)高精度、較大功率的 R1電阻 ， 當(dāng)變送器送來的信號為20mA時(shí) ， R1為 250時(shí) ， R1上消耗的功率為 。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 23 該電路的優(yōu)點(diǎn)：①當(dāng)變送器送來的信號為 0～ 10mA時(shí) ， 使 V2為 0V， 即可使輸出為 0～5V；當(dāng)變送器送來的信號為 4～ 20mA時(shí) ， 使 V2端為 +1V，調(diào)解 WR3即可使輸出為 0～ 5V。 其計(jì)算公式為 : 6219 /)(*)3( RVVWRRV out ??? （ 41） 其中 86 RR? 。 本設(shè)計(jì)選用的 I/V 變換電路是由運(yùn)放、穩(wěn)壓 二極管和電阻等組成。 硬件電路 電流電壓變換電路 I/V 變換器的作用是將 輸入 電流信號轉(zhuǎn)換成 與之成線性關(guān)系的輸出 電壓信號 。在本設(shè)計(jì)中我選用了中斷方式。 74LS373 作為擴(kuò)展 I/O 使用，既可以作為輸入口，也可 以作為輸出口。 74LS373 作為擴(kuò)展 I/O 使用 ： 74LS373 作為擴(kuò)展 I/O 使用時(shí)，把它看作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的一個(gè)單元，和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址，可以對其進(jìn)行讀寫操作。 分離 P0 口的低 8 位地址和數(shù)據(jù)總線 ： 由于 MCS51 單片機(jī)的 P0 口是分時(shí)復(fù)用的地址 /數(shù)據(jù)總線。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 21 從以上的結(jié)構(gòu)分析我們可以看出， 74LS373 最基本的功能時(shí)鎖存數(shù)據(jù)，但在不同的接口電路中，不同的接線方式，使它有其他一些不同的功能。 74LS373 作為三態(tài) 8D 鎖存器，結(jié)構(gòu)和引腳分別如圖所示 。 鎖存器 —— 74LS373 74LS373 是透明的帶有三態(tài)門的鎖存器，其原理結(jié)構(gòu)圖如圖所示，當(dāng)三態(tài)門的使能信號線 CE 為低電平時(shí)，三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許 Q 端輸出； CE 為高電平時(shí)，輸出內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 20 三態(tài)門斷開，輸出對外電路呈 高阻狀態(tài)。 RS485 總線接口 在單片機(jī)端應(yīng)增加一片 RS485 接口芯片，如 MAX485(它是適用于 RS485 通信的低功率收發(fā)器，每片包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器 )。當(dāng) WRI=1時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存，模擬輸出不變；當(dāng) WR1=0 時(shí)，模擬輸出更新。 (2) 單緩沖與直通方式 在不需要雙緩沖的場合，為了提高數(shù)據(jù)通過率，可采用這兩種方式。即數(shù)據(jù)在進(jìn)入倒 T 型電阻網(wǎng)絡(luò)之前，必須經(jīng)過兩個(gè)獨(dú)立控制的寄存器。 DAC0832 管腳分布如圖 所示： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 17 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t leN u m be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 15 J un 2 008 S he e t o f F i l e : C : \ D o c um e nt s a n d S e tt i ngs \ A d m i ni s t r a t or \ 桌面 \ M yD e s i g r a w n B y :I ou t 111I ou t 212R F B9V R E F8I L E19I s b D I 07D I 16D I 25D I 34D I 416D I 515D I 614m s bD I 713CS1X F E R17D G N D3A G N D10W R 218W R 12V D D20D A C 083 2 圖 DAC0832 管腳分布圖 1. DAC0832 的引腳及功能： DI0～ DI7：數(shù)據(jù)輸入線， TLL電平； ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效； CS：片選信號輸入線，低電平有效； WR1：為輸入寄存器的寫選通信號； XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號輸入線，低電平有效； WR2：為 DAC 寄存器寫選通輸入線； Iout1：電流輸出線，當(dāng)輸入全為 1 時(shí) Iout1 最大； Iout2：電流輸出線，其值與 Iout1 之和為一常數(shù)； Rfb：反饋信號輸入線 , 芯片內(nèi)部有反饋電阻； Vcc：電源輸入線 （ +5v～ +15v） ； Vref：基準(zhǔn)電壓輸入線 (10v～ +10v)； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 18 AGND：模擬地，模擬信號和基準(zhǔn)電源的參考地； DGND：數(shù)字地，兩種地線在基準(zhǔn)