【正文】 下降沿啟動(dòng)， A/D 轉(zhuǎn)換 ， 之后 EOC輸出信號(hào)變低 ， 指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。 另外 ， ADC0808的實(shí)物圖如下所示。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí) ， 此端輸入一個(gè)高電平 ， 才能打開輸出三態(tài)門 ， 輸出數(shù)字量 ； CLK： 時(shí)鐘脈沖輸入端。 ADC0808芯片的外部結(jié)構(gòu) ADC0808 芯片有 28 條引腳 ， 采用雙列直插式封裝 ， 外部引腳圖如下圖所示。多路開關(guān)可選通 8 個(gè)模擬通道 ， 允許 8 路模擬量分時(shí)輸入 ，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在該設(shè)計(jì)中 ， 我們只需要用一路通道就可以了 ， 所以將 ADC0808 的 2 2 25 引腳接地 ， 直接選通 ADC0808 的 0 通道作為放 大信號(hào)的輸入 ， 放大信號(hào)接入 0808 的IN0口進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換 ， 從它的 8個(gè)口輸出給單片機(jī)再進(jìn)行信號(hào)處理。其內(nèi)部具有一個(gè) 8通道多路開關(guān) ， 它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào) ， 只選通 8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全 “l(fā)” 態(tài)。上電時(shí)， Vcc 的上升時(shí)間約為 10ms，而振蕩器的起振時(shí)間取決于振蕩頻率，如 晶振 頻率為 10MHz，起振時(shí)間為 1ms；晶振頻 率為 1MHz，起振時(shí)間則為10ms。上電復(fù)位的工作過(guò)程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電 容加給 RST 端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電平信號(hào)隨著 Vcc 對(duì)電容的充電過(guò)程而逐漸回落，即 RST 端的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。 AT89C52 的上電復(fù)位電路 （圖 35（ b）） ，只要在 RST 復(fù)位輸入引腳上接一電容至 Vcc端，下接一個(gè) 電阻 到地即可。手動(dòng)按鈕復(fù)位的電路如所示。一般采用的辦法是在 RST 端和正 電源 Vcc 之間接一個(gè)按鈕。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。 89 系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從 RST 引腳輸入到 芯片 內(nèi)的施密特 觸發(fā)器 中的。 為確保微機(jī)系統(tǒng)中 電路 穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。 晶振的作用在于產(chǎn)生原始的始終頻率，一般的晶振電路都是在一個(gè)反相放大器的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，一般的晶振的負(fù)載電容為 15p或 ，如果負(fù)載電容是 15p，則 c c2各取 30pf 可得到其串聯(lián)等效電容值15pf，并且使用瓷片電容為佳。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。 22 圖 33 89C52電路原理圖 AT89C52系統(tǒng)晶振電路 石英 晶體 振蕩器是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應(yīng)用于彩電、 計(jì)算機(jī) 、遙控器等各類 振蕩電路 中，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生 時(shí)鐘信號(hào) 和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。當(dāng)該引腳訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí) ，應(yīng)輸入低電平 。當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器 讀 取指令或常數(shù)時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期輸出2 個(gè)脈沖，即兩次有效 。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 位置位，可禁止 ALE 操作。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn) 外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部 程序存儲(chǔ)器 或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（ 地址鎖存 允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。內(nèi)部方式時(shí) ，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時(shí)鐘頻率就為 6MHz。復(fù)位后 I/O 口 P0— P3均置 1，管腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR全部清零 。 P3引腳功能復(fù)用見下表： 表 32 P3引腳功能復(fù)用 20 引腳 功能 串行通訊輸入（ RXD） 串行通訊輸出（ TXD） 外部中斷 0（ INT0） 外部中斷 1（ INT1） 定時(shí)器 0 輸入（ T0） 定時(shí)器 1 輸入（ T1） 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 讀 選通RD RST：在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有 24 個(gè)振蕩周期（兩個(gè)機(jī)器周期）以上的高電平出現(xiàn)在此管腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù) 位 。 Part 3： P3 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口，輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL。 端口置 1 時(shí)， 通過(guò) 內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用 。 Part 1： P1 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口，輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL。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)期間激活內(nèi)部上拉電阻。 AT89C52 功能如下表所示： 表 31 AT89C52功能 AT89C52功能 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫（ 1000 次） ISP Flash ROM 32個(gè)雙向 I/O口 3個(gè) 16 位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率 024MHz 全雙工 UART 串行中斷口線 256x8bit內(nèi)部 RAM 18 2 個(gè)外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3 級(jí)加密位 靈活的 ISP 字節(jié)和分頁(yè)編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫（ 1000 次） ISP Flash ROM PDIP封裝的引腳圖如下圖所示： 圖 32 AT89C52的 PDIP封裝的 引腳圖 引腳功能說(shuō)明： VCC/GND：電源引腳 /接地引腳； 19 Part 0： P0 是一個(gè) 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口 ， 即地址 /數(shù)據(jù)總線 復(fù)用口。而且運(yùn)轉(zhuǎn)高速 ， 低功耗 ， 下載方便 ， 價(jià)格便宜。 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及系統(tǒng)所需要實(shí)現(xiàn)的功能，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)可 16 以分成以下幾個(gè)部分：數(shù)據(jù)采集模塊 ?A/D 轉(zhuǎn)換模塊 ?單片機(jī)控制模塊 ?LCD 顯示模塊及 GPRS 通信模塊。 考慮到使用數(shù)碼管比較麻 煩，而且不方便，相比之下， LCD液晶顯示比較適合該設(shè)計(jì)。它在特定的溫度范圍內(nèi) ， 既具有液體的流動(dòng)性 ， 又具有晶體的某些光學(xué)特性 ， 其透明度和顏色隨電場(chǎng) ?磁場(chǎng) ?光照度等外界條件變化而變化。 方案二 采用可以設(shè)置顯示數(shù)字、中文等的 LCD，它具有低功耗 ?可視面大 ?畫面友好及抗干擾能力強(qiáng)等功能，其顯示技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。此方案顯示直觀，而且編程簡(jiǎn)單，但若 要顯示其他信息則需要 大量的數(shù)碼管 ， 而且不能顯示中文。該論文的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示部分起初有兩個(gè)方案，從各個(gè)方面比較這兩個(gè)方案，最后選定一個(gè)方案。在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)線公話以及無(wú)線 POS 終端等領(lǐng)域都能看到 MC52i 模塊在發(fā)揮作用 ， MC52i 軟件 與硬件兼容 TC35i?MC39i，使用 TC35i 或 MC39i 的用戶不用作任何更改就可以使用，以降低產(chǎn)品成 本。 該設(shè)計(jì)采用的 GPRS模塊 西門子 MC52i無(wú)線模塊是一款兩頻段GSM/GPRS 無(wú)線模塊 。其間 GPRS 模塊與網(wǎng)關(guān)的通信要符合點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議（ Point to Point Protocol， PPP），其中身份驗(yàn)證時(shí)用戶名 ?密碼都為空。 中國(guó)移動(dòng)在 GPRS 與 Inter 網(wǎng)中間建立了許多相當(dāng)于 ISP的網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（ GGSN），以連接 GPRS 網(wǎng)與外部的 Inter 網(wǎng)。如果返回 OK， 則 GPRS 連接成功 ； 如果返回 ERROR， 則 14 意味著 GPRS 失敗。 ③ 設(shè)置移動(dòng)終端的類別 ， 通過(guò) AT+CGCLASS=“B” 設(shè)置移動(dòng)終端的類別為 B 類 ， 即同時(shí)監(jiān)控多種業(yè)務(wù) ； 但只能運(yùn)行一種業(yè)務(wù) ，即在同一時(shí)間只能使用 GPRS上網(wǎng) ， 或者使用 GSM的語(yǔ)音通信。主要的設(shè)置工作有 ： ① 設(shè)置通信波特率 ， 可以使用 AT+IPR=9600 命令 ， 把波特率設(shè)為 9600b/s 或其它合適的波特率 ， 默認(rèn)的通信速度為 9600b/s。 DTR信號(hào)用來(lái)通知 GPRS模塊傳送工作已經(jīng)結(jié)束。 為了簡(jiǎn)化微控制器的控制，硬件設(shè)計(jì)時(shí)不要使用全部的硬件握手信號(hào)，而只使用數(shù)據(jù)載波檢測(cè)（ Data Carrier Detect， DCD）和終端準(zhǔn)備（ Data Terminal Ready， DTR）信號(hào)。 13 GPRS 特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，具有永遠(yuǎn)在線 ， 按量計(jì)費(fèi)、快捷登錄等特點(diǎn)。 GPRS 部分 GPRS 只需要在 GSM 原有基礎(chǔ)上增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對(duì)現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造來(lái)實(shí)現(xiàn)分組交換 ， 打破了 GSM 網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式。與研制周期有關(guān)的另一個(gè)重要因素是開發(fā)工具 ，性能優(yōu)良的開發(fā)工具能加快系統(tǒng)地研制進(jìn)程 。事實(shí)證明， 只要掌握和運(yùn)用單片機(jī)正確選型的原則 ， 就可以選擇出最能適用于應(yīng)用系統(tǒng)的單片機(jī) ， 保證 12 單片 機(jī) 應(yīng)用系統(tǒng)有最高的可靠性 ， 最優(yōu)的性價(jià)比 ， 最長(zhǎng)的使用壽命和最好的升級(jí)換代可能 。 對(duì)于一個(gè)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō) ， 它的技術(shù)要求和系統(tǒng)功能都應(yīng)當(dāng)十分明確 。 考慮到 ADC0808 采樣 速度快，配合流量傳感器應(yīng)用方便，價(jià)格低廉，可以降低設(shè)計(jì) 成本 ，所以該設(shè)計(jì)選用 ADC 作為最理想的A/D轉(zhuǎn)換。采樣頻率高、精度高、功耗低，直接接 I/O口，軟件設(shè)計(jì)方便，是理想的高速 ?高精度 ?省電型 A/D轉(zhuǎn)換器件。 方案二 逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器 ， 如 ： ADC0808?AD574 等。輸入電壓越大 ， 相應(yīng) 反向積分時(shí)間越長(zhǎng) 。 A/D轉(zhuǎn)換器選擇方案 方案一 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器 ， 如： ICL7135?ICL7109 等 。該現(xiàn)象是由于在正常使用時(shí) ， A/D 轉(zhuǎn)換器芯片 的 電流 會(huì) 驟增，時(shí)間一長(zhǎng) 必然 燒壞芯片 ； （ 6） A/D 轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng) 、 結(jié)束轉(zhuǎn)換 。 A/D 轉(zhuǎn)換器決定分辨率的高低 。逐次逼近型是中速 A/D 轉(zhuǎn)換器，用于個(gè)通道過(guò)程控制和聲頻數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 。不同類型的 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率 有很大差別。 A/D 和D/A轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)圖如下圖所示 圖 23 A/D和 D/A轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)圖 A/D轉(zhuǎn)換器選用的原則 （ 1） A/D 轉(zhuǎn)換器的有關(guān)量程引腳 。這樣就需要一種能在 模擬信號(hào) 與數(shù)字信號(hào)之間起橋梁作用的電路 模數(shù)和 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 。 A/D轉(zhuǎn)換部分 A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)簡(jiǎn)介 隨著 數(shù)字技術(shù) ，特別是 信息技術(shù) 的飛速發(fā)展與普及，在現(xiàn)代 9 控制 、 通信及檢測(cè)等領(lǐng)域，為了提高系統(tǒng)的性能指標(biāo)，對(duì) 信號(hào) 的處理廣泛采用了數(shù)字 計(jì)算機(jī)技術(shù) 。該設(shè)計(jì)最后采用的是中的 YFS201 型傳感器 ，該傳感器主要由塑料閥體、水流轉(zhuǎn)子組件和霍爾傳感器組成。 現(xiàn)代科技的快速發(fā)展使人類社會(huì)進(jìn)入了信息時(shí)代 ，在信息時(shí)代人們的社會(huì)活動(dòng)將主要依靠對(duì)信息資源的開發(fā)和獲取 ?傳輸和處理，而傳感器處于 自動(dòng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)之首，是感知獲取與檢測(cè)信息的窗口；傳感器處于研究對(duì)象與測(cè)控系統(tǒng)的接口位置，一切科學(xué)研究和生產(chǎn)過(guò)程要獲取的信息，都要通過(guò)它轉(zhuǎn)換為易傳輸與處理的電信號(hào) 。在 互聯(lián)網(wǎng) 行業(yè)快速發(fā)展的今天，數(shù)據(jù)采集已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)及分布式領(lǐng)域，數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)生了重要的變化。 鑒于該次設(shè)計(jì)要測(cè)水流的流量，功能要求要能實(shí)時(shí)監(jiān)控，所以選用能實(shí)時(shí)監(jiān)控的 GPRS方案。 對(duì)于電路交換模式的 GSM 系統(tǒng)而言，在整個(gè)連接期內(nèi)，用戶無(wú)論是否傳送數(shù)據(jù)都將獨(dú)自占有相應(yīng)無(wú)線信道；對(duì)于分組交換模式的 GPRS，用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用信道資源。 GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（ General Packet Radio Service）的簡(jiǎn)稱。為了保證監(jiān)測(cè)站與中心管理機(jī)的數(shù)據(jù)交換，一定要使接收機(jī)與網(wǎng)絡(luò)處于可靠的通信狀態(tài)。此外短消息中心服務(wù)器為每一個(gè)用戶開設(shè)的緩存區(qū)一般較為有限，約 15~25 條，當(dāng)接收緩存區(qū)存滿而接收用戶還不能正常通信時(shí)，將不再接收新的短消息，即發(fā)生短消息擁塞，造成短消息丟失。 GSM只能使用 SMS(短信 )形式傳送數(shù)據(jù)，不能做到“實(shí)時(shí)在線”、“按量計(jì)費(fèi)”。 2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案比較與論證 按照 該 設(shè)計(jì)的基 本 要求 與任務(wù) ，系統(tǒng) 共包括 五大模塊 ，分別是： 數(shù)據(jù)采集模塊 ?A/D 轉(zhuǎn)換模塊 ?單片機(jī)控制模塊 ?數(shù)據(jù) 顯示模塊及 GPRS通信 模塊 。使得整機(jī)故障率和功耗大大降低 ， 使用壽命更長(zhǎng)。表具的電子部分平時(shí)不工作 ， 讀表瞬間由采集器或手持終端通過(guò)布線供電。不僅不受機(jī)械振 動(dòng)影響 ， 同時(shí)也不受電磁干擾的影響 ，所以在復(fù)雜的使用環(huán)境下能穩(wěn)定 ?準(zhǔn)確 ?可靠地實(shí)現(xiàn)計(jì)量。 （ 3） 直讀表具內(nèi)的電子模塊與表具內(nèi)的計(jì)讀器等裝置沒(méi)有機(jī)械接觸 ， 不影響計(jì)量精度。解決了目前以累計(jì)脈沖方式工作的系統(tǒng)易受干擾而導(dǎo)致