【正文】 電流輸出1，它是邏輯電平為1的各位輸出電流之和。在ILE為高電平下，通過和將數(shù)據(jù)寫入到8位輸入寄存器；通過和將數(shù)據(jù)寫入到8位DAC寄存器，同時(shí)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換?？刂茝母咦兊?，將輸入寄存器的數(shù)據(jù)存入DAC寄存器，同時(shí)開始D/A轉(zhuǎn)換。雙緩沖方式：不讓和一直為高，控制兩級寄存器。DAC0832形成以下3種工作方式：直通方式：和一直為高，數(shù)據(jù)可以直接進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器。由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖可知DAC0832可以方便地與微處理機(jī)接口。DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。3） DAC0832與8051單片機(jī)的接口電路如下：圖2－12 DAC 0832 與8051接口電路Fig2－12 DAC 0832 and 8051 connections electric circuits上圖為兩個(gè)輸入寄存器同時(shí)受控的連接方法，和一起接8051的，因此兩個(gè)寄存器的地址相同?；鶞?zhǔn)電壓的范圍為177。2） D/A轉(zhuǎn)換電路DAC0832是一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器。其接口電路如圖211所示。由于ALE和START連在一起，因此ADC0809在鎖存通道地址的同時(shí)也啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。通道基本地址為0000H～0007H。該題目中單片機(jī)時(shí)鐘頻率采用6MHz,則ALE輸出的頻率是1MHz，二分頻后為500Hz,符合ADC0809對頻率的要求。由于ADC0809無片內(nèi)時(shí)鐘，時(shí)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。參考電壓用來與輸入的模擬信號進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。Vcc：+5 V電源。EOC=0，正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；EOC=1，轉(zhuǎn)換結(jié)束。通常使用頻率為500kHz的時(shí)鐘信號。 CLK：時(shí)鐘信號。其用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。其為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。START上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清0；START下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在A/D轉(zhuǎn)換期間，START應(yīng)保持低電平。在對應(yīng)ALE上跳沿，A、B、C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。圖210 中為ADDA、ADDB和ADDC。另外，在A/D轉(zhuǎn)換過程中，模擬量輸入的值不應(yīng)變化太快；因此，對變化速度快的模擬量，在輸入前應(yīng)增加采樣保持電路A、B、C：地址線。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖29：地址鎖存譯碼ALEADDCADDBADDA八路模擬信號選擇器IN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN0樹形開關(guān)256RT型譯碼器逐次比較寄存器控制與時(shí)序8位ADCSTART 啟動(dòng)時(shí)鐘 CLOCKEOC三態(tài)輸出鎖存器2－82－72－62－52－42－32－22－1MSBLSB輸出允許OEVREF(+)VREF(－)圖29 ADC0809的變換內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig 29 ADC0809 transformation internal structure外部特性 ADC0809芯片為28引腳雙列直插式封裝，：圖210 ADC0809引腳圖 Pins chart of ADC0809IN7～I(xiàn)N0：模擬量輸入通道。由寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。s，相當(dāng)于6MHz的MCS51單片機(jī)共64個(gè)機(jī)器周期。中斷方式：把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號（EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。查詢方式：A/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如ADC0809的EOC端。此次設(shè)計(jì)將采用大規(guī)模集成電路ADC0809實(shí)現(xiàn)A / D轉(zhuǎn)換后,與單片機(jī)進(jìn)行連接；再用DAC0832實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)噴灑水設(shè)備達(dá)到溫度控制的目的。A∕D轉(zhuǎn)換接口是模擬通道中的主要環(huán)節(jié)。使用者可借助于手冊提供的器件性能指標(biāo)及典型應(yīng)用電路，即可正確使用這些器件。在數(shù)字電子技術(shù)的很多應(yīng)用場合往往需要把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，稱為模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換器（A / D轉(zhuǎn)換器，簡稱ADC）；或把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，稱為數(shù) / 模轉(zhuǎn)換器（D / A轉(zhuǎn)換器，簡稱DAC）。信號變送電路是系統(tǒng)溫度檢測電路和CPU之間的通信通道，其功能完成數(shù)據(jù)的傳送和轉(zhuǎn)換的作用，是溫度控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分，通常的設(shè)計(jì)都選用ADC0809和DAC0830轉(zhuǎn)換芯片，ADC0809芯片將來自溫度檢測電路的模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，將數(shù)字信號再送往CPU中，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；DAC0832芯片是將來自CPU的數(shù)字信號命令轉(zhuǎn)換成模擬信號來控制設(shè)備。在微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用中，輸入裝置通過I/O接口電路把程序、數(shù)據(jù)或現(xiàn)場采集到的各種信息輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果和控制信息要通過I/O接口電路傳送到輸出裝置，以便顯示、打印，最后實(shí)現(xiàn)各種控制。對于那些可直接接受數(shù)字量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可由單片機(jī)直接輸出數(shù)字量。模擬量輸出要考慮D/A轉(zhuǎn)換器的選擇(轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速度、結(jié)構(gòu)、功耗等),輸出信號的形式(電流還是電壓) 、隔離方式、擴(kuò)展接口等輸出通道是單片機(jī)控制系統(tǒng)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)（或控制設(shè)備）連接的紐帶和橋梁。輸出通道設(shè)計(jì)包括開關(guān)量和模擬量輸出通道的設(shè)計(jì)。放大器采用OPA404，OPA404是高性能介質(zhì)隔離場效應(yīng)輸入運(yùn)算單片機(jī)運(yùn)算放大器。AD590本身產(chǎn)生的是電流信號，通過運(yùn)算放大器OP07對電流作加法運(yùn)算，在運(yùn)放輸出端得到合適的電壓信號，作為A∕D轉(zhuǎn)換器的輸入，電阻RR和電位器RPRP2的選擇原則是使運(yùn)放輸出電壓被測有一個(gè)合適的對應(yīng)關(guān)系。其穩(wěn)定性高、線性度好、測溫誤差有正負(fù)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的模擬量輸入信號為工業(yè)加熱爐的溫度信號，而其工藝過程的溫度在800℃左右，因此，根據(jù)上面介紹的電橋平衡原理，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用集成溫度傳感器AD590，其測溫范圍為+300℃～＋1000℃。一種是按照傳感器的用途區(qū)分，如位移傳感器、力傳感器、荷重傳感器、速度傳感器、振動(dòng)傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和密度傳感器等。因此，傳感器是測量、控制系統(tǒng)中的一種關(guān)鍵裝置。如果傳感器不能靈敏地接受被測量，或者不能把被測量精確地轉(zhuǎn)換成電信號，其他儀表和裝置的精確度再高也無意義。傳感器主要用于測量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。 ），橋的負(fù)載電阻無限大時(shí)[2]，輸出電壓可近似用下式表示： (22)如果將傳感器電阻接入一臂，見圖28（b），并且測量前令=， ，則： (23)在測量過程中，電阻、都不變化，即，因此 (24)(a) 橋式測量電路 (b) 傳感器測量電路(a) Measure circuit like a bridge (b) Measure circuit of hot sensitive resistance sensor圖28 測量電路 Measure circuit 傳感器是將感受的物理量、化學(xué)量等信息，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于測量和傳輸?shù)男盘栄b置。圖28(a)所示的橋式電路，其輸出電壓可用與之差表示： == (21)為使測量前輸出=0，即使電橋平衡，應(yīng)滿足=條件。改變RR3的大小，可以使UAC＝UCB，這時(shí)G中無電流通過。1）傳感器的選用及其原理圖28(a)是一種特殊結(jié)構(gòu)的電路─直流單臂電橋，RRR3和R4叫電橋的臂，檢流計(jì)G接于AB之間稱為“橋”。模擬輸入通道包括兩大部分，其一是變送器，其二是模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。但溫度是模擬量，計(jì)算機(jī)無法直接識別，因此就必須把溫度這個(gè)模擬量變成數(shù)字量之后再輸入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。4） 讀/寫控制部件這部分電路可以接受單片機(jī)送來的讀寫命令和選口地址，并根據(jù)它們向片內(nèi)各功能部件發(fā)出控制命令。它們各有1個(gè)控制單元，可接收來自讀/寫控制部件的命令和CPU通過數(shù)據(jù)總線（D7～D0）送來的控制字，并根據(jù)它們來定義各個(gè)端口的操作方式。圖29 8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖Fig 29 8255A internal structure of the1） 并行輸入輸出端口A、B、C8255A包括3個(gè)8位輸入輸出，每個(gè)端口都有1個(gè)數(shù)據(jù)輸入寄存器和1個(gè)數(shù)據(jù)輸出寄存器，輸入時(shí)端口有三態(tài)緩沖器的功能，輸出時(shí)端口有數(shù)據(jù)縮存器的功能。圖2－8 8255芯片圖 Fig 28 8255 chips charts8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖29所示。RESET：復(fù)位信號，高電平有效。=0，且=0時(shí)，CPU將數(shù)據(jù)寫入8255。=0，且=0時(shí)，CPU從8255讀取數(shù)。當(dāng)=0時(shí)，8255被選擇；=1時(shí)，8255無法與CPU做數(shù)據(jù)傳輸。：芯片選擇。PB7～PB0：B端口數(shù)據(jù)信號引腳。8255A的外部接線8255A有40個(gè)引腳的雙列直插芯片，單5V電源，其外部引腳如圖28所示。4） 8255內(nèi)部主要由控制寄存器、狀態(tài)寄存器和數(shù)據(jù)寄存器組成。如無條件傳送，應(yīng)答方式傳送和中斷方式傳送。并且PC口還具有按位置位/復(fù)位功能。圖27 8K片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路 the enlarge circuitry of piece outside data storage4） 8051與8255A芯片連接方式如下：8255A是并行接口芯片，它可為CPU與外設(shè)之間提供并行輸入輸出的通道，可以通過軟件來設(shè)置該芯片的工作方式。圖26為6264引腳圖，如下所示：圖26 6264引腳圖 The pins chart of 6264圖27所示是用一片6264擴(kuò)展8K8位片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的電路。在8051的擴(kuò)展系統(tǒng)中，片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器一般有隨機(jī)存取存儲(chǔ)器組成，最大可擴(kuò)展64KB。因此,存儲(chǔ)器的擴(kuò)展已不是必需的了。G是選通脈沖輸入端，選通脈沖有效時(shí)，數(shù)據(jù)輸入D0~D7被鎖存。圖中，是鎖存器三態(tài)門輸出使能端。這種鎖存器也可作為數(shù)據(jù)鎖存器，鎖存CPU輸出的數(shù)據(jù)。80C51系列單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展主要由程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、I/O口的擴(kuò)展、終端系統(tǒng)擴(kuò)展及其他特殊功能接口的擴(kuò)展等。因此，系統(tǒng)擴(kuò)展是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中不可缺少的。因此，用戶在應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須合理地進(jìn)行外部RAM和I/O端口的地址分配，并保證其統(tǒng)一性。同樣，對程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作也是靠不同的控制信號、或來區(qū)別的。所以，對片內(nèi)、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作使用了不同的指令。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的功能基本相同，但前者不能用于堆棧操作。4） 特殊功能寄存器FSR內(nèi)部RAM的高128個(gè)字節(jié)（80H～FFH）為特殊功能寄存器FSR區(qū)，其中51子系列有21個(gè)，除這21個(gè)特殊功能寄存器地址之外的其他單元是空閑沒用的，不能被訪問，在使用時(shí)應(yīng)加以注意。程序中通常把各種程序狀態(tài)標(biāo)志、位控變量設(shè)在位尋址區(qū)。3） 位存儲(chǔ)器20H～2FH的16個(gè)單元為位尋址區(qū)，每個(gè)單元8位，共128位，其位尋址范圍為00H～7FH。8051的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分成2塊：00H~7FH和80H~FFH。2) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。表22 程序存儲(chǔ)器特殊功能地址列表 formality storage function address list地址事件名稱0000H系統(tǒng)復(fù)位0003H外部中斷0000BH定時(shí)器0溢出中斷0013H外部中斷1001BH定時(shí)器1溢出中斷0023H串行口中斷00H，因此系統(tǒng)必須從0000H單元開始取指令執(zhí)行程序。讀取程序存儲(chǔ)器中的常數(shù)表格用MOVC指令。 程序存儲(chǔ)器用于存放編寫好的程序或常數(shù)。對8051來說，片內(nèi)有256B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及4KB的程序存儲(chǔ)器。片外和片內(nèi)存儲(chǔ)器中，又有ROM和RAM之分。圖23（a）單片機(jī)時(shí)鐘內(nèi)部振蕩電路Fig 23 (a) SCM internal clock oscillator circuitMCS51單片機(jī)的存儲(chǔ)器有有片內(nèi)和片外之分。這種方式適用于使單片機(jī)的時(shí)鐘與外部信號保持同步。震蕩頻率的選擇范圍為1MHz～12MHz。如外接陶瓷諧振器，CC2的典型值為47 pF。采用內(nèi)部方式時(shí)，在XTAL1和XTAL2引腳上接石英晶體和微調(diào)電容可以構(gòu)成振蕩器，如圖23（a）所示。振蕩器MCS51單片機(jī)片內(nèi)設(shè)有一個(gè)高增益的反向放大器，通過XTAL1和XTAL2外接作為反饋元件的晶體振蕩器后便成為自激振蕩器。它是任何一臺計(jì)算機(jī)的CPU不可缺少的組成部件，其寄存器的數(shù)目因機(jī)器的型號不同而異。定時(shí)控制器定時(shí)控制部件起著控制器作用，由定時(shí)控制邏輯、指令寄存器IR、指令譯碼器ID和振蕩器OSC等電路組成。雖然TMP1和TMP2對用戶并不開放，但也可用來為加法器和布爾處理器暫存兩個(gè)8位二進(jìn)制操作數(shù)。運(yùn)算器8051的算術(shù)邏輯部件ALU是一個(gè)性能極強(qiáng)的運(yùn)算器，它既可以進(jìn)行加、減、乘、除四則運(yùn)算，也可以進(jìn)行與、或、非、異或等邏輯運(yùn)算，有數(shù)據(jù)傳送、移位、判斷和程序轉(zhuǎn)移等功能，同時(shí)還有獨(dú)特的位處理功能，如置位、清0、取反、轉(zhuǎn)移、檢測等。8051內(nèi)部的CPU是一個(gè)字長為8位的中央處理單元，也就是說它對數(shù)據(jù)的處理是按字節(jié)為單位進(jìn)行的。在讀外部ROM時(shí)低電平有效，以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。c）（29腳）：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號輸出端，或稱為片外取指信號輸出端。當(dāng)單片機(jī)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，該引腳輸出信號用于鎖存P0端口送出的低8位地址。當(dāng)輸入的信號連續(xù)2個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作，當(dāng)復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器PC=0000H，即復(fù)位后將從程序存儲(chǔ)器的0000H單元讀取第一條指令碼。4) 控制或其他電源復(fù)用引腳