【正文】 多路監(jiān)測(cè)儀 14 (5) OE： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出允許控制端，當(dāng) OE 端為高電平時(shí)，允許將 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果從 D0～ D7 端輸出。最高允許值為 640kHz。 A為低位， C 為高位。 圖 6 ADC0809結(jié)構(gòu)圖 (1) IN0IN7:IN0— IN7 為 8 路模擬電壓輸入線，用于輸入被轉(zhuǎn)換的模擬電壓 (2) ADDA， ADDB， ADDC: 三位地址輸入端。當(dāng) MCS51 型單片機(jī)無(wú)讀寫(xiě)外， RAM 操作時(shí)， ALE 信號(hào)固定為 CPU 時(shí)鐘頻率的1/6，若單片機(jī)外接的晶振為 6MHZ，則 1/6 為 1MHZ， A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 64us。允許范圍為 10~1280KHZ，典型值為 640KHZ，此時(shí)， A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 10us。其結(jié)構(gòu)圖如圖 6所示。 ADC0809 介紹 ADC0809 是 8 位 CMOS 逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。 隨著集成技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已研制和生產(chǎn)出許多單片的和混合集成型的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器，它們具有愈來(lái)愈先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo) 。 為確保 系統(tǒng)處理結(jié)果的精確度 ， A/D轉(zhuǎn)換器和 D/A轉(zhuǎn)換器必須具有足夠的轉(zhuǎn)換精度；如果要實(shí)現(xiàn)快速變化信號(hào)的實(shí)時(shí)控制與檢測(cè)， A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換器還要求具有較高的轉(zhuǎn)換速度。要實(shí)現(xiàn)多路溫度的采集，只需在 ADC0809 的輸入端連接多路溫度采集電路即可。 圖 4 溫度采集電路圖 其中， R1 用來(lái)調(diào)節(jié)運(yùn)放的輸入電壓，經(jīng)運(yùn)放發(fā)大后達(dá)到 ADC0809 的轉(zhuǎn)換電壓。 AD590 的封裝形式和基本應(yīng)用電路如圖 3： 多路監(jiān)測(cè)儀 11 a)封裝形式 b)基本應(yīng)用電路 圖 3 AD590 的封裝及基本應(yīng)用電路 在本設(shè)計(jì)中，使用 AD590 對(duì)溫度進(jìn)行采集，即通道 AD590 把攝氏溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，經(jīng)電阻分壓，最總轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，送到 ADC0809。 176。 C～ +150176。 (5) 精度高。 AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。 (3) AD590的電源電壓范圍為 4V～ 30V。 C～ +150176。 AD590 主要特性 (1) 流過(guò)器件的電流（ mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開(kāi)爾文）度數(shù)，即： Ir/T= mA/K 式中： Ir流過(guò)器件（ AD590）的電流，單位為 mA； T熱力學(xué)溫度，單位為 K。作為一種高阻電流源，最高可達(dá) 20MΩ，所以它不必考慮選擇開(kāi)關(guān)或 CMOS 多路轉(zhuǎn)換器所引入的附加電阻造成的誤差。注意 R的阻值不能取得太大，以保證 AD590 兩端 電壓不低于 3V。C。C） ～ 423μ A(+150186。其中P3 端口還用于一些復(fù)用功能。 在 Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳也用于施加 12V 的編程允許電源 Vpp（如果選用 12V編程）。 多路監(jiān)測(cè)儀 10 ○ 3 /EA/Vpp：外部訪問(wèn)允許端。 在對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ /PROG）。 ○ 2 GND：接地端。 8字節(jié)內(nèi)部 RAM ? 32條可編程 I/O 線 ? 2個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ? 6個(gè)中斷源 ? 可編程串行通道 ? 片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器 引腳功能說(shuō)明 圖 2是 AT89C51 的引腳結(jié)構(gòu)圖，下面分別簡(jiǎn)單的介紹這些引腳的功能。因此AT89C51/LV51 是一種功能強(qiáng)、靈活性高，且價(jià)格合理的單片機(jī)，可方便地應(yīng)用在各種 多路監(jiān)測(cè)儀 9 控制領(lǐng)域。它采用了 CMOS 工藝和 ATMEL 公司的高密度非易失性存儲(chǔ)器（ NURAM）技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與 MSC51兼容。 3 硬件部分設(shè)計(jì) AT89C51 介 紹 AT89C51 是一種低功耗 /低電壓、高性能的 8位單片機(jī)。 程序中溫度的計(jì)算原理：首先用溫度范圍除以 0到 256（即每個(gè)十六進(jìn)制數(shù)的溫度增長(zhǎng)率），然后乘以模擬轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，即得到升高的溫度，再和最低溫度相加，就可以得到實(shí)際的溫度值。 其中溫度范圍的計(jì)算原理：首先把 A/D 轉(zhuǎn)換中電位器順時(shí)針旋到底，即模擬信號(hào)的輸入不衰減，選取兩個(gè)溫度狀態(tài) T1T2，分別測(cè)量出其模擬輸出電壓 V1V2；根據(jù) ADC0809的輸入范圍在 0到 5伏，即可計(jì)算出溫度極限。 由于本設(shè)計(jì)的對(duì)單片機(jī)可靠性要求不高，本著簡(jiǎn)單實(shí)用出發(fā)，復(fù)位電路設(shè)計(jì)為上電復(fù)位 。 本設(shè)計(jì)是模擬溫度的顯示，溫度經(jīng)過(guò) AD590 轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，經(jīng)放大器放大后通過(guò)電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，進(jìn)入 ADC0809 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 ,送入單片機(jī)后輸出到靜態(tài)顯示部分，顯示其溫度值。第四部分是軟件部分的設(shè)計(jì)，其中涵蓋了，主程序 流程圖、 A/D 轉(zhuǎn)換程序流程圖、顯示程序流程圖、報(bào)警程序流程圖等及相關(guān)流程圖的文字說(shuō)明。從整體方案上給出介紹，即先介紹系統(tǒng)整體方案，給出系統(tǒng)方框圖，按模塊化劃分，逐個(gè)模塊介紹，然后總體說(shuō)明。XTAL2 ：振蕩器反相放大器的輸出端。XTAL1 ： 振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上＋ 12V 的編程允許電源 Vpp,當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 端狀態(tài)。 端必須保持低電平（接地）。 /VPP：外部訪問(wèn)允許。 178。在次期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期 多路監(jiān)測(cè)儀 7 兩次 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無(wú)效。 如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0位復(fù)位，可禁止ALE 操作。 (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) 對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程器件，改引腳還用于輸入編程脈沖（ 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （外中斷 1） T0（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0） T1（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1） 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 表 32 P3 口第二功能 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） 錯(cuò)誤 !未找到引用源。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。ALE/ 錯(cuò)誤 !未找到引用源。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 178。此時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)引腳號(hào) 功能特性P 1 . 0 T2 （定時(shí) / 計(jì)數(shù)器 2 外部計(jì)數(shù)脈沖輸入），時(shí)鐘輸出P 1 . 1 T 2 E X （定時(shí) / 計(jì)數(shù) 2 捕獲 / 重裝載觸發(fā)和方向控制） 多路監(jiān)測(cè)儀 6 動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。 178。在訪問(wèn) 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVRI 指令）時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。對(duì)端口 P2寫(xiě) “1” ，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，同時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。表 21 為 和 的第二功能 表 31 和 的第二功能 178。 與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和輸入 ()，參見(jiàn)表 21。對(duì)端口寫(xiě) “1” ，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。 178。 在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)器件激 活內(nèi)部上拉電阻。P0 口： P0口是一組 8位漏極開(kāi)路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。Vcc ：電源電壓 178。其將通用的微處理器和 Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一 起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)本 .AT89C52有 PDIP、 PQFP/TQFP及 PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求?？臻e方式停止 CPU的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 主要性能參數(shù)： ? 與 MCS51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 ? 8K字節(jié)可重擦寫(xiě) FLASH 閃存存儲(chǔ)器 ? 1000 次寫(xiě) /擦循環(huán) ? 時(shí)鐘頻率： 0Hz— 24MHz ? 三級(jí)加密存儲(chǔ)器 ? 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM ? 32個(gè)可編程 I/O 口線 ? 3個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 圖 引腳圖 ? 6個(gè)中斷源 ? 可編程串行 UART 通道 ? 低功耗的空閑和掉電模式 ? 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 AT89C52有 40個(gè)引腳， 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2個(gè)外中斷口， 3個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2個(gè)全雙工串行通信口， 2個(gè)讀寫(xiě)口線， 片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路 ， AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程?；诒鞠到y(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的需要，綜合考慮后，我們選擇單片機(jī) ATME 公司的 AT89C52為控制核心；主要基于考慮 AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes 的可反 復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM） 、 6 個(gè)中斷源； 時(shí)鐘頻率 024MHz； 器件采用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，并 兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，功能強(qiáng)大 。 ⑴ 本系統(tǒng)采用單片機(jī)為控制核心。另外在單片機(jī)的應(yīng)用中，可靠性是首要因素，為了擴(kuò)大單片機(jī)的應(yīng)用范圍和領(lǐng) 域，提高單片機(jī)自身的可靠性是一種有效方法。隨著微電子工藝水平的提高，近十年來(lái)單片微型計(jì)算機(jī)有了飛速的發(fā)展。但近年來(lái)也開(kāi)始出現(xiàn)了在片內(nèi)固化有 BASIC 解釋程序的單片機(jī)。一般說(shuō)來(lái)，單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微處理器。 (4) 控制功能強(qiáng)。片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。芯片本身是按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，其抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般通用 CPU；程序指令及常數(shù)、表格固化在 ROM 中不易破壞；許多信號(hào)通道均在一個(gè)芯片內(nèi)，故可靠性高。 單片機(jī)具有以下特點(diǎn)： (1) 受集成度限制，片內(nèi)存儲(chǔ)容量較小，一般 8 位單片機(jī)的 ROM 小于 8/16K 字節(jié)， RAM小于 256 字節(jié)，但可在外部擴(kuò)展，通常 ROM、 RAM 可分別擴(kuò)展至 64K 字節(jié)。所謂的單片機(jī)是指將微型計(jì)算機(jī) 3個(gè)單元的多個(gè)分體中的主要功能用 1 個(gè)集成電路芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，該芯片具有一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的 基本功能。在這種情況下，單片機(jī)應(yīng)運(yùn)而生了（也稱(chēng)作微型計(jì)算機(jī)）。 單片機(jī)的概念和特點(diǎn) 現(xiàn)代社會(huì)中，盡管 PC 機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，但是，在工控領(lǐng)域，在日益追求小而精、輕而薄的自動(dòng)化控制器、自動(dòng)化儀器儀表、家電產(chǎn)品等方面 ,PC 機(jī)仍有所不相適宜的地方。 本設(shè)計(jì)主要涉及到微控制器和溫度傳感器的應(yīng)用。單片機(jī)是完全按嵌入式系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)的單芯片形態(tài)的嵌入式系統(tǒng)，它廣泛應(yīng)用在中、小型工控領(lǐng)域，是電子系統(tǒng)智能化的最重要的工具。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析 隨著世界進(jìn)入信息化時(shí)代，自動(dòng)化、信息化成為世界各國(guó)發(fā)展重要方向之一?；趩纹瑱C(jī)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)具有以前溫度檢測(cè)所無(wú)法具有的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橄到y(tǒng)為程序控制，所以實(shí)現(xiàn)形式非常靈活，而且可以實(shí) 現(xiàn)很多新功能，而且對(duì)于日益復(fù)雜化的工業(yè)生產(chǎn)，對(duì)于多點(diǎn)溫度檢測(cè)的需求也很大程度上提高了。在民用領(lǐng)域，超市的食品架內(nèi)溫度，人們生活空間環(huán)境的溫度，空調(diào)的控制溫度，人體繁榮體溫檢測(cè)，冰箱、冰柜的溫度測(cè)量等等。如發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組隨著電壓增高和容量增大，解決定子鐵心和繞組溫升的問(wèn) 題就日益突出。溫度測(cè)量的領(lǐng)域十分廣泛，其實(shí)，不僅在工業(yè)領(lǐng)域，而且在民用領(lǐng)域、軍用領(lǐng)域，溫度的測(cè)量隨處可見(jiàn)。無(wú)論在石油、化工、煤炭、水利等行業(yè)，還是電力、機(jī)械、航空、國(guó)防等部門(mén)，都離不開(kāi)對(duì)這些參數(shù)的監(jiān)測(cè)。 多路監(jiān)測(cè)儀 目 錄 1 引言 ................................................................... 1