【正文】 基本特性 : ? 低電源電壓（ VDD:++） ? 顯示分辨率 :128 64 點(diǎn) ? 內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個(gè) 16 16點(diǎn)陣漢字 (簡繁體可選 ) ? 內(nèi)置 128 個(gè) 16 8 點(diǎn)陣字符 ? 2MHZ 時(shí)鐘頻率 ? 顯示方式： STN、半透、正顯 ? 驅(qū)動(dòng)方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS ? 視角方向： 6點(diǎn) ? 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5— 1/10 ? 通訊方式：串行、并口可選 ? 內(nèi)置 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓 ? 無需片選信號(hào)，簡化軟件設(shè)計(jì) ? 工作溫度 : 0℃ +55℃ ,存儲(chǔ)溫度 : 20℃ +60℃ 畢。可以顯示 8 4 行 16 16 點(diǎn)陣的 單 片 機(jī) 獨(dú) 立 鍵 盤 液 晶 顯 示 畢業(yè)論文 27 漢字 . 也可完成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。這種鍵盤的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單；缺點(diǎn)是當(dāng)鍵盤數(shù)較多時(shí)，要占用較多的 I/O 線。當(dāng)任何一個(gè)按鍵按下時(shí)，與之相連的輸入數(shù)據(jù)線即被清 0（低電平），而平時(shí)該線為 1（高電平）。本次課題采用獨(dú)立式非編碼鍵盤。 主要特點(diǎn) 單 5V 電源工作 LinBiCMOSTM 工藝技術(shù) 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器 177。 該器件符合 TIA/EIA232F 標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將 TIA/EIA232F 電平轉(zhuǎn)換成 5V TTL/CMOS 電平。 MAX232 是由德州儀器公司（ TI）推出的一款兼容 RC232 標(biāo)準(zhǔn)的芯片。而 PC機(jī)配置的是 RS232標(biāo)準(zhǔn)串行接口，二者的電氣規(guī)范不一致，因此，要完成 PC 機(jī)與單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。 畢業(yè)論文 25 PC 機(jī)與 AT89S51 單片機(jī)的最簡單的連接是零調(diào)制 3 線經(jīng)濟(jì)型，這是進(jìn)行全雙工通信所必須的最少數(shù)目的線路。這里不管 AD574A 是處在啟動(dòng)、轉(zhuǎn)換和輸出結(jié)果，使能端 CE 都必須為 1，因此將 8051 的寫控制線 和讀控制線 通過與非門 74LS00與 AD574A 的使能端 CE 相連。 AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出也通過 P0數(shù)據(jù)總線連至 8051，由于我們只使用了 8位數(shù)據(jù)口， 12位數(shù)據(jù)分兩次讀進(jìn) 8051，所以 接地。兩次讀出結(jié)果的端口地址分別為 0FBH 和 0FAH。因?yàn)?12/8 接地，所以 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果分兩次讀出，高 8 位從 D11～ D4讀出，低 4 位從 D3～ D0讀出。 設(shè) A/D 全 12 位轉(zhuǎn)換，要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)， A0=0，即 =0； R/C=0，即 =0。 AD574片選端 CS 端由譯碼器 74LS138 的譯碼信號(hào)來控制。 AT89S51 的 74LS373 和非門接 AD574 的 A0。 AD574 的狀態(tài)信號(hào) STS 與 AT89S51的 ，采用查詢判斷 A/D 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。雙極性偏移調(diào)節(jié)端 BIP OFF 接至參考電壓輸出端 REF OUT 以取得 10V 的偏移電壓。 AD574 與單片機(jī)的接口電路如圖 11 所示。 W1和 W2均為 100 歐姆電位器，用來調(diào)整零位和滿量程。本系統(tǒng)中的 AD574 采用雙極性工作方式，連接方法如圖 10 所示。 電位器 W1接參考電壓輸出端 BIP OFF 端用作零位偏移調(diào)整，電位器 W2接參考電壓輸入端 REF IN 和雙極性偏移調(diào)節(jié)端 BPLRof 端用作滿量程調(diào)整。 表 AD574 的控制信號(hào)的作用 AD574A控制端標(biāo)志意義 CE A0 工作狀態(tài) 0 X X X X 禁止 x 1 X X X 禁止 1 0 0 X 0 啟動(dòng) 12 位轉(zhuǎn)換 畢業(yè)論文 23 1 0 0 X 1 啟動(dòng) 8 位轉(zhuǎn)換 1 0 1 接 +5V X 12 位并行輸出有效 1 0 1 接 0V 0 高 8 位并行輸出有效 1 0 1 接 0V 1 低 4 位并行輸出有效 （ 3） AD574 的單極性和雙極性工作方式 AD574 有單極性和雙極性兩種工作方式，后允許模擬輸入信號(hào)為雙極性信號(hào)。 AD574A 的工作模式：以上我們所述的是 AD574A 的全控狀態(tài)，如果需 AD574A 工作于單一模式，只需將 CE、 12/8 端接至 +5V 電源端， CS 和 A0 接至 0V，僅用 R/C 端來控制 A/D轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)和數(shù)據(jù)輸出。通過這 12 條數(shù)據(jù)總線向外輸出A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。 [15]. Pin15(DGND)—— 數(shù)字地端。 [13]. Pin13(10V IN)—— 10V 量程模擬電壓輸入端。 [11]. Pin(V)—— 負(fù)電源輸入端，輸入 15V 電源。 [9]. Pin9(AGND)—— 模擬地端。 [7]. Pin7(V+)—— 正電源輸入端，輸入 +15V 電源。而當(dāng) A0=0 時(shí)，輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的高 8 位， A0=1 時(shí)輸出 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的低 4 位，這四位占一個(gè)字節(jié)的高半字節(jié)，低半字節(jié)補(bǔ)零。當(dāng) R/C =1，也即當(dāng) AD574A 處于數(shù)據(jù)狀態(tài)時(shí)， A0 和 12/8 控制數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)的格式。 A0=0 時(shí)，啟動(dòng)的是按完整 12 位數(shù)據(jù)方式進(jìn)行的。在 CE= CS =0 同時(shí)滿足時(shí)， AD574A 才會(huì)正常工作，在 AD574 處于工作狀態(tài)時(shí)，當(dāng) R/C =0時(shí) A/D 轉(zhuǎn)換，當(dāng) R/C =1 是進(jìn)行數(shù)據(jù)讀出。 [6]. Pin6(CE)—— 使能端。須注意的是， 端 TTL 電平不能直接 +5V 或 0V連接。 [4]. Pin4(A0)—— 字節(jié)地址短周期控制端。 [2]. Pin2( )—— 數(shù)據(jù)模式選擇端，通過此引腳可選擇數(shù)據(jù)縱線是 12 位或 8位輸出。由于芯片內(nèi)部的比較輸入回路，接有可改變量程的電阻和雙極型輸入偏置電阻，因此， AD574 的輸入模擬電壓量程范圍有 0V~+10V， 0V~+20V， 5V~+5V， 10V~+10V 四種。模擬部分由高性能的 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器和參考電壓組成。有著廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合。 15V(177。溫度的調(diào)節(jié)范圍為 20℃ ～40℃ ，十進(jìn)制分度為 200，非線性誤差小于177。 AD574 是美國 Analog Devices 公司生產(chǎn)的一種快速 12 位逐次比較式 A/D 變換器，是 模 擬 多 路 開 關(guān) 模數(shù) 轉(zhuǎn)換 單 片 機(jī) 控 制 邏 輯 模 擬 輸 入 信 號(hào) 放大器 采樣 保持 畢業(yè)論文 21 單通道變換器。LSB/2 % 微分線性度 溫漂誤差 [（ 2～ 5） 106/℃ ] 25℃ ～ % 偏移溫漂誤差 5106/℃ 25℃ % 增益溫漂誤差 [（ 10～ 20） 106/℃ ] 25℃ %～ % 電源電壓誤差 1% % 長周期變化 一般估計(jì) % 總誤差（最壞情況） ～ % 總靜態(tài)誤差（均方根值） ～ % 2. 逐次逼近型 12 位模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 AD574 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的作用是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化數(shù)字信號(hào)。 表 A/D 轉(zhuǎn)換器的各項(xiàng)誤差 誤差源 性 能 誤 差 量化誤差 177。因此，要對(duì)各項(xiàng)誤差做出估算。所以本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用多路模擬通道共 享采樣 /保持器的方案。多通道共享采樣 /保持器與 A/D 轉(zhuǎn)換器的典型電路原理圖如圖 所示。模擬開關(guān)在單片機(jī)控制下，分時(shí)選通各個(gè)通道信號(hào)，然后把信號(hào)送采樣 /保持器和 A/D 轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后送單片機(jī)處理。帶采樣 /保持器的 A/D 轉(zhuǎn)換通道分為：多路模擬通道共享采樣 /保持器的通道、多通道共享 A/D 轉(zhuǎn)換器的通道、多通道并行 A/D 轉(zhuǎn)換的通道。 （ 1）不帶采樣 /保持器的 A/D 通道 對(duì)于直流或低頻信號(hào)，通常可以不用采樣 /保持器，直接用 A/D 轉(zhuǎn)換器采樣。因此，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入通道方案多種多樣，應(yīng)該根據(jù)被測(cè)對(duì)象的具體情況確定 [6]。 畢業(yè)論文 19 34Us5+Us10CH6O U T P U T8I N9L11L+12+ IN1A D 5 8 20 .0 5 u FCH1 5 V0 .0 5 u F+ 1 5 VRL2K1 0 KUoUi 圖 AD582 的連接圖 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換電路 A/D 轉(zhuǎn)換器是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器時(shí)，要根據(jù)系統(tǒng)采集對(duì)象的性質(zhì)來選擇其類型。 %)時(shí)，為了減小饋送的影響和減緩保持電壓的下降，應(yīng)取 CH=1000PF。 %)而速度要求較高時(shí)，可選 CH=100PF，這樣的捕捉時(shí)間 tAC? 6us。所以 AD582 外接較小的電容可獲得較高的采樣速率。 ? ? ? ? K H ztttf APC ON VAC 12 1 966m a x ?????????? ??? (25) AD582 是反饋型采樣 /保持器，保持電容接在運(yùn)算放大器 A2的輸入端 (腳 8)與反相輸入端 (腳 6)之間。這意味著帶采樣 /保持器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)必須在速率至少為兩倍的信號(hào)頻率下采樣、轉(zhuǎn)換，并采集下一個(gè)點(diǎn)。因此，在數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)中加入采樣 /保持器是很有必要的。 由于 AD582 的孔徑時(shí)間 tAP=50ns、捕捉時(shí)間 tAC=6μ s， 12 位的 AD574 的轉(zhuǎn)換時(shí)間 tCONV=25μ s，則可以計(jì)算出系統(tǒng)可采集的最高信號(hào)頻率如式 24 所示。在高壓 COMS 的邏輯電平為 0V 和 +9V 時(shí)， IN 接入 +5V 后，則 0V輸入使芯片處于跟蹤模式， +9V 輸入時(shí)芯片工作在保持模式下。 （ 5）具有相互隔開的模擬地、數(shù)字地，從而提高了抗干擾能力。 （ 4）輸入信號(hào)電平可達(dá)到電源電壓177。該值是保持電容器充電電流與保持模式時(shí)電容漏電流之間的比值，是保證采樣 /保持器質(zhì)量的標(biāo)志。該時(shí)間與所選擇的保持電容有關(guān)，電容值越大，捕捉時(shí)間越長，它影響采樣頻率。 + IN1NC2N U LL3N U LL4U s5CH6NC7 O U TP U T 8IN 9+ U s 10L 11L+ 12NC 13NC 14 圖 AD582 管腳圖 由于 AD582 的以下特征，本設(shè)計(jì)所以選擇 AD582 采樣保持器。它由一個(gè)高性能的運(yùn)算放大器、低漏電阻的模擬開關(guān)和一個(gè)由結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管集成的放大器組成 [5]。本設(shè)計(jì)選用 AD582。取 dU/dt（ 25℃） =10μ V/μ s，則 +50℃時(shí)該值將增為 10 倍。對(duì)于 10V 滿量程輸入，誤差為 750μ V/10V % 非線性誤差 一般額定值 % 降落誤差 與保持電容質(zhì)量關(guān)系很大，降落率 dU/dt約為 V/μ s～ 100μ V/μ s。 25℃，所以增益誤差為 15 106 25 % 偏移溫漂 誤 差 偏移溫漂約為 30μ V/℃，溫度變化177。 一般工作溫度范圍為 0℃ ~+50℃ ，并已在 25℃ 時(shí)調(diào)整偏移誤差和增益誤差至零，則可對(duì)單片集成采樣 /保持器做出如表 所示的誤差和性能估算。單片集成 /保持器大都需要外接保持電容。在選擇時(shí)，一般優(yōu)先考慮單片集成產(chǎn)品，因?yàn)樗哂兄械刃阅芏鴥r(jià)格較低。 HDtu CIdd ?0 (23) 2. 采樣 /保持器的選擇與連接電路 采樣 /保持器的選擇，是以速度和精度作為最主要的因素。此外，減小ID 可減少這種變化。 （ 3）保持電壓衰減率 在保持狀態(tài)下，由于保持電容的漏電流會(huì)使保持電壓發(fā)生變化，式 23 中 ID為保持階段保持電容 CH的泄漏電流，它包括緩沖放大器的輸入電流、模擬開關(guān)斷開時(shí)的漏電流、電容內(nèi)部的漏電流等。 （ 2）捕捉時(shí)間 tAC 采樣 /保持電路的控制信號(hào) UC 由“保持”電平轉(zhuǎn)為“采樣”電平之后，其輸出電壓 Uo將從原保持值過渡到跟隨輸入信號(hào) UI值，這段過渡時(shí)間稱為捕捉時(shí)間 tAC。 圖 采樣 /保持器原理圖 UO UC CH 模擬輸入信號(hào) 驅(qū)動(dòng)信號(hào) UI S A 畢業(yè)論文 16 1. 采樣 /保持電路的主要參數(shù) （ 1）孔徑時(shí)間 tAp 在采樣 /保持電路中，由于模擬開關(guān) S有一定的動(dòng)作滯后，保持命令發(fā)出后到模擬開關(guān)完全斷開所需的時(shí)間稱為孔徑時(shí)間 tAp。一旦發(fā)出保持命令，采樣 /保持電路將保持采樣命令撤消時(shí)刻的采樣值，直到保持命令撤消并再次接到采樣命令為止。為使保持階段 CH上的電荷不被負(fù)載放掉，在保持電容 CH與負(fù)載之間需加一個(gè)高輸入阻抗緩沖放大器 A。當(dāng)控制信號(hào) UC為采樣電平時(shí)，開關(guān) S 導(dǎo)通，模擬信號(hào)通過開關(guān) S向保持電容 CH充電，這時(shí)輸出電壓 Uo跟蹤輸入電壓 UI的變化。 當(dāng)輸入信號(hào)