【正文】 5 2 _ 71 41 s b 2 _ 81 7 E O C7 A D D _ B2 4 A D D _ C2 3 A L E2 2E N A B L E9 A D D _ A2 5 S T A R T6 C L O C K1 0I N _ 02 6I N _ 12 7I N _ 22 8I N _ 31I N _ 42I N _ 53I N _ 64I N _ 75R E F ( )1 6R E F ( + )1 21 Q22 Q53 Q64 Q95 Q1 26 Q1 57 Q1 68 Q1 9 8 D1 8 7 D1 7 6 D1 4 5 D1 3 4 D8 3 D7 2 D4 1 D3 C1 1 O C1A 7A 6A 5A 4A 3A 2A 1A 0A 7A 6A 5A 4A 3A 2A 1A 0A 7A 6A 5A 4A 3A 2A 1A 0Q 2Q 1R4S6 D C K 35V C C12U 6 AU 4 A4 0 1 3U 5 B7 4 F 0 2U 5 A7 4 F 0 27 4 F 0 4A T 8 9 S 5 1A D C 0 8 0 9圖 38 ADC0809與 AT89S51單片機(jī)接口電路 地址碼 輸入通道 A B C IN0 0 0 0 IN1 0 0 1 IN2 0 1 0 IN3 0 1 1 IN4 1 0 0 IN5 1 0 1 IN6 1 1 0 IN7 1 1 1 語音報警電路的設(shè)計(jì) 語音錄放電路的設(shè)計(jì) SD1420 是美國 ISD 公司出品的新型單片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路，較之以往所有的語音電路，具有專利技術(shù)的 模擬處理存儲方式，使錄放音質(zhì)極佳，沒有常見的的背景噪音，且電路斷電后語音內(nèi)容仍不丟失。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，用單片機(jī)的讀信號 RD 和 引腳經(jīng)或非門后，產(chǎn)生正脈沖作為 OE信號，用一打開三態(tài)輸出鎖存器。 表 33 地址通道對應(yīng)關(guān)系 控制信號：將 作為片選信號，在啟動 A/D 轉(zhuǎn)換時，由單片機(jī)的寫信號和 控制 ADC 的地址鎖存和啟動轉(zhuǎn)換。其對應(yīng)關(guān)系如下表所示。該題目中單片機(jī)時鐘頻率采用 6MHz, 二分頻后為 500Hz,符合ADC0809 對頻率的要求。由于 ADC0809 無片內(nèi)時鐘，時鐘信號可由單片機(jī)的 ALE 信號經(jīng) D觸發(fā)器二分頻后獲得。 OE為低電平時， D0～ D7 為高阻狀態(tài)， OE為高電平時，允許轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。在 START 上升沿時，所有的內(nèi)部寄存器清零，在下降沿時，開始進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換，此期間 START 應(yīng)保持低電平。 ADC0809 使用＋ 5V 單一電源供電。 ADC0809 的參考電壓為＋ 5V。 ADC0809 的典型時鐘頻率為 640kHz，轉(zhuǎn)換時間約為 100μs 。 OE：輸出允許端。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端。從 START 端輸入一個正脈沖，其下降沿啟動 ADC0809開始轉(zhuǎn)換。該信號在上升沿處把 ABC 的狀態(tài)鎖存到內(nèi)部的多路開關(guān)的地址鎖存器中，從而選通 8路模擬信號中的某一路。當(dāng) CBA=000 時， IN0 輸入；當(dāng) CBA=111 時， IN7輸入。三態(tài)輸出， D7 是最高位， D0 是最低位。 1234567891 01 11 21 32 82 72 62 52 42 32 22 12 01 91 81 71 61 51 4 I N 3 I N 4 I N 5 I N 6 I N 7 S T A R T E O C D 3 O E C L K V c c R E F ( + ) G N D D 1 I N 2 I N 1 I N 0 A B C A L E D 7 D 6 D 5 D 4 D 0 D 2 R E F ( )ADC0809 圖 37 ADC0809引腳圖 IN0～ IN7： 8個通道的模擬量輸入端，可輸入 0～ 5V待轉(zhuǎn)換的模擬電壓。1LSB （最低有效位） （ 11）轉(zhuǎn)換時間 128 微秒 （ 12）轉(zhuǎn)換精度： % ADC0809 沒有內(nèi)部時鐘，必須由外部提供，其范圍為 10～ 1280kHz。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 26所示 。以上為 A/D 轉(zhuǎn)換的一般步驟，在本電路中由 ADC0809 芯片完成 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及主要性能 ADC0809 八位逐次逼近式 A／ D 轉(zhuǎn)換器是一種單片 CMOS 器件，包括 8 位模擬轉(zhuǎn)換器、 8 通道轉(zhuǎn)換開關(guān)和與微處理器兼容的控制邏輯。 （ 2）量化與編碼 模擬信 號經(jīng)采樣 保持電路后，得到了連續(xù)模擬信號的樣值脈沖，他們是連續(xù)模擬信號在給定時刻上的瞬時值，并不是數(shù)字信號。 采樣 保持為了能不失真的恢復(fù)原模擬信號，采樣頻率應(yīng)不小于輸入模擬信號的頻譜中最高頻率的兩倍，這就是采樣定理，即 Fs2Fimax （ 1）由于 A/D 轉(zhuǎn)換需要一定的時間，所以在每次采樣結(jié)束后，應(yīng)保持采樣電壓在一段時間內(nèi)不變，直到下一次采樣的開始。 ADC0809 內(nèi)部功能與引腳介紹 把連 續(xù)變化量變成離散量的過程稱為量化，也可理解為信號的采樣。對于該 8個通道的輸入信號， 8位 A/D轉(zhuǎn)換器，其精度為 % 8 ?? (41) 輸入為 0～ 5V 時，分辨率為 VvN Fs 512 8 ???? (42) Fsv — A/D 轉(zhuǎn)換器的滿量程值 N — ADC 的二進(jìn)制位 數(shù) 量化誤差為 VvQ N Fs )12( 52)12( 8 ??????? (43) ADC0809 是 TI 公司生產(chǎn)的 8 位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括一個 8 位的逼近型的 ADC 部分，并提供一個 8 通道的模擬多路開關(guān)和聯(lián)合尋址邏輯，為模擬通道的設(shè)計(jì)提供了很大的方便。 位數(shù)的選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)決定著信號采集的精度和分辨率。通常， 8 位逐次比較式 ADC 的轉(zhuǎn)換時間為100us 左右。傳感器的兩個反向串聯(lián)的熱釋電元件輪流感受到運(yùn)動物體，所以人體的紅外輻射以紅外脈沖的形式不斷改變熱釋電元件的溫度，使之輸出一串脈沖信號，若人體在傳感器前不動則不會有輸出，信號放大電路如圖 34所示： L M 3 2 4L M 3 2 4++P I S 2 0 9 SDSG1M1 U F1M0.01UF0 . 0 1 U F0 . 0 1 U F4 7 K1 0 K10K2 M4 1 M47UF1 0 U F10KV o u t 圖 34 熱釋紅外 傳感器放大電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) A/D轉(zhuǎn)換器的選型 轉(zhuǎn)換速度是指完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換所需時間的倒數(shù)，是一個很重要的指標(biāo)。菲涅爾透鏡是一種由塑料制成的特殊設(shè)計(jì)的光學(xué)透鏡，它可以將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外傳感器上，從而提高傳感器的靈敏度，擴(kuò)大監(jiān)視范圍。此濾波片只允許某些波長范圍 的紅外光通過，而阻止燈光、陽光和其它紅外光通過。制造熱釋電紅外傳感器的高熱材料是一種廣譜材料，它的探測波長范圍為 ～ 20μ m。熱釋電紅外傳感器 PIS209S 就是靠探測人體發(fā)射的 10μ m左右的紅外線而進(jìn)行工作的。 （ 2）技術(shù)指標(biāo)： 表 31 MY1000技術(shù)性指標(biāo) 范圍 參數(shù) 檢測范圍 0 至 1000ppm 相對誤差 177。電極反應(yīng)如下 。 （ 1）檢測原理： 本傳感器元件采用的是定電位電解原理，組 成主要由三個電極組成，電極材料是貴金屬催化劑，主要是鉑黑，其中各電極的作用如下：工作電極（ W）：一氧化碳?xì)怏w的氧化，對電極（ C）：氧氣的還原，對電極（ R）：為工作電極提供恒定電位。該產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，功耗低，測量精度高，穩(wěn)定性好，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 特點(diǎn)： 濕度傳感器 HIH3610主要性能： （ 1）熱固性聚合物電容濕度傳感器，帶集成信號處理電路 （ 2） 3針可焊塑封 （ 3）寬量程： 0～ 100％ RH 非凝結(jié)，寬工作溫度范圍 – 40～ 85℃ （ 4）高精度： 177。 濕度傳感器 Honeywell公司的 HIH3610 濕度傳感器是為大批量 OEM 設(shè)計(jì)，具有濕度儀表級測量性能，低成本， SIP封裝。計(jì)算原理如下： 每秒種產(chǎn)生光電脈沖的個數(shù)： n 齒輪的圓周半徑 ： R (m) 齒輪的總個數(shù)： N 風(fēng)杯軸承的傳動系數(shù)： η 風(fēng)杯的線速度 : V1(m/s) 風(fēng)速： V （ m/s） 風(fēng)速的計(jì)算公式為： ?VV? (31) 風(fēng)杯的轉(zhuǎn)動線速度： N nRV 36021 ?? (32) 可通過轉(zhuǎn)換處理將數(shù)據(jù)以其他形式輸出，傳遞給其他智能設(shè)備。風(fēng)向測量采用進(jìn)口紅外光電管 ,格雷碼盤等器件。 在本設(shè)計(jì)中采用 風(fēng) 杯 式 — YH12X風(fēng)速傳感器 ，產(chǎn)品見圖 32。 風(fēng)速傳感器 風(fēng)速傳感器是 將空氣的流動速度變量轉(zhuǎn)換成有一 定對應(yīng)關(guān)系的輸出信號的裝置。電路圖如圖 21所示。它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫 外線波長。它是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 主要性能參數(shù)： （ 1）與 MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 （ 2） 4K字節(jié)在系統(tǒng)編程（ ISP） Flash閃速存儲器 （ 3） 1000次擦寫周期 （ 4） 的工作電壓范圍 （ 5）全靜態(tài)工作模式： 0HZ33MHZ （ 6）三級程序加密鎖 （ 7） 128*8字節(jié)內(nèi)部 RAM32個可編程 I/O 口線 （ 8） 2個 16 位定時 /計(jì)數(shù)器 （ 9） 6個中斷源 （ 10）全雙工串行 UART通道 （ 11）低功耗空閑和掉電模式 （ 12）中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng) （ 13）看門狗（ WDT）及雙數(shù)據(jù)指針 （ 14）掉電標(biāo)示和快速編程特性 （ 15）靈活的在系統(tǒng)編程（ ISP字節(jié)或頁寫模式） 器的選擇 檢測傳感模塊 組成 根據(jù)該設(shè)計(jì)的功能要求 數(shù)據(jù)檢測傳感 系統(tǒng) 由四個部分組成 ： 1)光度 傳感電路 ； 2)風(fēng)速傳感電路； 3） 濕度傳感電路 ； 4)有害氣體傳感電路 ； 5)紅外防盜傳感 器 。其 片內(nèi)含 4K bytes 的可系統(tǒng)編程的 Flash只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL公司的高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。專家認(rèn)為，雖然世界上的 MCU 品種繁多，功能各異，開發(fā)裝置也互不兼容，但是客觀發(fā)展表明， 80C51系列 可能最終形成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)MCU芯片。這樣， 80C51 就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為 80C51系列。 ? AT89S51單片機(jī)簡 隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機(jī)的集成度將更高、體積將更小、 功能 更 強(qiáng) 。低電壓供電的單片機(jī)電源下限已可達(dá) 1至 2V。目前，單片機(jī)內(nèi) ROM 最大可達(dá) 64KB， RAM最大為 2KB （ 6） 低電壓化 幾乎所有的單片機(jī)都有 WAIT、 STOP等省電運(yùn)行方式。但在需要復(fù)雜控制的場合，該存儲容量是不夠的，必須進(jìn)行外接擴(kuò)充。 （ 4） 低功耗化 單片機(jī)的功耗已從 Ma 級，甚至 1uA 以下；使用電壓在 3至 6V 之間，完全適應(yīng)電池工作。由于這類單片機(jī)有極高的指令速度，就可以用軟件模擬其 I/O 功能，由此引入了虛擬外設(shè)的新概念 ?，F(xiàn)指令速度最高者已達(dá) 100MIPS（ Million Instruction Per Seconds，即兆指令每秒），并加強(qiáng)了位處理功能、中斷和定時控制功能。 （ 2）高性能化 主要是指進(jìn)一步改進(jìn) CPU 的性能，加快指令運(yùn)算的速度和提高系統(tǒng)控制的可靠性。目前生產(chǎn)的 CHMOS 電路已達(dá)到 LSTTL的速度，傳輸延遲時間小于 2ns，它的綜合優(yōu)勢已在于 TT