【正文】 2 溢出時， 強制做自動重載操作。當 EXEN2 1 時， T2EX 出現負脈沖，會引起捕捉操作；當定時器 2 溢出或 EXEN2 1 時， T2EX 出現負跳變，都會出現自動重載操作。 TR2 1，定時器 2 開始工作。若 EXEN2＝ 0，定時器 2 將視 T2EX 端的信號無效。 EXEN2：定時 器 2 外部允許標志位。 TCLK：串行口發(fā)送數據時鐘標志位。 RCLK：串行口接收數據時鐘標志位。 EXF2 必須如見清“ 0”。 EXEN2 1 時， T2EX 上的負跳變而出現捕捉或重載時， EXF2 會被硬件置位。 RCLK 1 或 TCLK 1 時， TF2不用置位。 各符號位功能： TF2：定時器 2 溢出標志位。 T2CON 地址為 0C8H，復位值： 0000 0000B，位可尋址。 中斷寄存器：各 中斷允許位在 IE 寄存器中，六個中斷源的兩個優(yōu)先級也可在 IE 中設置。由于這些寄存器在將來可能被賦予新的功能，復位后，這些位都為“ 0”。讀這些地址，一般將得到一個隨機數據；寫入的數據將會無效。 特殊功能寄存器并不是所有的地址都被定義了。 XTAL1：振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端。為了執(zhí)行內部程序指令， EA 應該接 VCC。 EA/VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。 PSEN：外部程序存儲器選通信號。否則， ALE 將被微弱拉高。如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置“ 1”， ALE 操作將無效。在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。 ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。特殊寄 存器 AUXR 地址 8EH 上的 DISRTO 位可以使此功能無效。晶振工作時， RST 腳持續(xù) 2 個機器周期高電平將使單片機復位。 ： RD 外部數據存儲器讀選通 。 ： T1（定時器 1 外部輸入）。 ： INT0 外部中斷 0 。 ： TXD（串行輸出）。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口： P3 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。在使用 8 位地址（如 MOVXRI）訪問外部數據存儲器時，P2 口輸出 P2 鎖存器的內容。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數據存儲器（例如 執(zhí)行 MOVX DPTR）時， P2 口送出高八位地址。對 P2 端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 ： SCK（在系統(tǒng)編程用）。 ： MOSI（在系統(tǒng)編程用）。 P1 口部分引腳的第二功能： ： T2（定時器 /計數器 T2 的外部計數輸 入），時鐘輸出。此外， 和 分別作定時器 /計數器 2 的外部計數輸入（ ）和時器 /計數器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如下所示。對 P1 端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。程序校驗時，需要外接上拉電阻。在這種模式下， P0具有內部上拉電阻。對 P0 端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。 P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。 AT89S52 各端口學習： VCC： +5V 電源。本設計可以選擇多種單片機，這里采用應用廣泛的 51 系列單片機進行控制。 單片機控制模塊 單片機控制模塊功能分析 單片機是本設計的核心處理器，它控制 ADC0809 進行 AD 轉換，接收轉換結果，并進行運算處理，最后將處理后的數據送給顯示模塊并控制數碼管顯示測量值。 根據以上方案，設計本模塊的電路，需要用到的主要芯片有 ADC0809CCN、集成反相器 SN74F04N、分頻芯片 MC14024BDR2 等。在此設計中采用中斷方式。輸出低電平，表示數據正在轉換；輸出高電平，表示數據已經轉換完成。 ADC0809 轉換結束標志端 EOC 的處理。于本設計有兩路輸入（電壓檢測和電流檢測），只需要占用兩路輸入通道，故其通道號的選擇只需要一個地址線就可以做到，如： 000 選擇通道 IN0， 001 選擇通道 IN1。當單片機采用12MHz 晶振時，其 ALE 引腳以六分之一晶振頻率輸出方波信號，將該信號四分頻后送入 ADC0809 的 CLK 引腳。 （ 5）當 EOC 變?yōu)楦唠娖綍r，這時給 OE 高電平，轉換的數據就輸出給單片機了。 （ 3）送要轉換的通道的地址到 A、 B、 C 端口上。 ADC0809 應用說明： （ 1） ADC0809 內部帶有輸出鎖存器，可與 51 系列單片機直接相連。此時，數據已保存到 8 位三態(tài)輸出鎖存器中。 VREF（＋） /VREF（－）：參考電壓輸入。 CLK：為時鐘輸入信號線。 OE＝ 1，輸出轉換得到的數據； OE＝ 0，輸出數據線呈高阻狀態(tài)。當 EOC 為高電平時，表明轉換結束；否則，表明正在進行 A/D 轉換。當 ST 為上跳沿時，所有內部寄存器清零；為下跳沿時，開始進行 A/D 轉換；在轉換期間， ST 應保持低電平。通道選擇表如表 所示。當 ALE 線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A、 B、 C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經譯碼后被選中的通道的模擬量進入轉換器進行轉換。 地址輸入和控制線 4 條，數字量輸出及控制線 11 條。其典型值為 +5V Vref + +5V,Vref 5V 。 Vcc： +5V 電源。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數據。 D0 為最低位 ， D7 為最高。 D7～ D0：數據輸出線。 EOC 0，正在進行轉換； EOC 1，轉換結束。通常使用頻率為 500KHz 的時鐘信號。 CLK：時鐘信號。通道端口選擇線， A 為低地址， C 為高地址，引腳圖中為ADDA， ADDB 和 ADDC。本信號有時 簡寫為 ST。 START：轉換啟動信號。 ALE：地址鎖存允許信號。三態(tài)輸出鎖存器用于鎖存 A/D轉換完的數字量，當 OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉換完的數據。 圖 ADC0809 邏輯結構圖 由上圖可知， ADC0809 由一個 8 路模擬開關、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D 轉換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。 （ 4）低功耗，約 15mW。 （ 2）轉換時間為 100μ s。本模塊采用 ADC0809 作為核心處理芯片，為了能保證它可靠地工作，需要對它的各控制端的控制方法進行學習。 模 /數轉換模塊 模 /數轉換模塊功能分析 信號處理模塊輸出的電壓是模擬量，不能用于單片機處理，更不能直接用來驅動數碼管顯示，故需要采用 A/D 轉換器將模擬信號轉換為數字信號。電路設計如圖 所示： 圖 電壓處理電路 設計圖 電流模塊的電路圖與電壓圖一致，只是一級放大反饋電阻的大小不一樣，對于電壓模塊其電阻值為 1 兆歐；對于電流模塊，其阻值為 500 千歐。采樣來的交流小信號還需要處理成直流信號，故要進行整流和平波，基本和電壓采樣電路一致。采樣來的小信號還需要進一步的處理，包括整流和平波，這在前面已經提到。 信號處理模塊 信號處理模塊電路功能分析 該模塊主要是將電壓電流采樣模塊采樣到的交流電壓信號，進行整流和平波處理，使其變成能被下一級模 /數轉換芯片可處理的 05V 直流信號。電壓互感器 TV10131 的外觀圖和串電阻法采樣圖如圖 和圖 所示（ 3）： 圖 電壓互感器外觀圖 圖 電壓互感器采樣圖 電流采樣 由于被測量的流過用電器的交流電通常比較大，所以應該把它按比例的衰減成一個安全的同特性、不失真的交流小信 號，這里采用“兵字”公司的 TA141901型電流互感器來實現。 這里選用“兵字”公司的電壓互感器 TV10131 來實現。 顯示模塊：采用 LED 數碼管顯示。 模 /數轉換模塊：采用逐次逼近型 A/D 轉換器（ ADC0809）。 經過仔細分析與論證，系統(tǒng)各模塊的最終方案確定如下： 電壓電流采集模塊：采用電壓電流互感器采樣。 特點：工作電壓低，功耗低，單色性好，響應速度快，體積小，抗振性能和抗沖擊性能好，編程容易，價格較便宜。當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。共陰極數碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰 極接到一起形成公共陰極 COM 的數碼管。共陽極碼管在應用時應將公共極 COM 接到 +5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。數碼管按段數分為七段數碼管和八段數碼管，八段數碼管比七段數碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數點顯示）；按能顯示多少個“ 8”可分為 1 位、 2 位、 4 位等等數碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數碼管和共陰極數碼管。 特點：顯示內容豐富，采用數字接口，體積小、重量輕、功率消耗小，但編程復雜，價格較高。而在上下基板間的電壓為一交流電壓時，液晶分子的螺旋結構在電 磁 場的作用下，變成了同向排列結構，對光線的方向沒有作任何旋轉，而上下偏振片的偏振角度相互垂直，這樣入射光線就無法通過另一端的偏振片射出，光線無法進入觀察者的眼中，看到的效果就為黑色。液晶分子的排列為螺旋結構，對光線具有旋光性，上下偏振片的偏振角度相互垂直。 整個 LCD Panel 由上下玻璃基板和偏振片組成，在上下玻璃之間，按照螺旋結構將液晶分子有規(guī)律的進行涂層。 顯示模塊 方案一：采用 LCD 顯示 LCD Liquid Crystal Display 是利用液晶分子的物理結構和光學特性進行顯示的一種技術。 單片機控制模塊 單片機是整個系統(tǒng)的核心，是本設計指定的控制器。 由于 ADC0809 是 8 位逐次逼近型 A/D 轉換器，帶有 8 位模擬量輸入通道，有通道地址譯碼鎖存器，使用方便。 轉換過程如下： 開始時，寄存器各位清零，轉換時，先將最高位置 1，把數據送入 A/D 轉換器轉換，轉換結果與輸入的模擬量比較，如果轉換的模擬量比輸入的模擬量小，則 1 保留，如果轉換的模擬量比輸入的模擬量大，則 1 不保留，然后從第二位依次重 復上述過程直至最低位，最后寄存器中的內容就是輸入模擬量對應的二進制數字量。 方案三：采用逐次比較型 A/D 轉換器（ ADC0809） 逐次比較型 A/D（如 ADC0808/ADC0809）由一個比較器、 A/D 轉換器、存儲器及控制電路組成。這類 A/D 速度比逐次比較型高，電路規(guī)模比并行型小。 串行比較型 A/D 結構上介于并行型和逐次比較型之間，最典型的是由 2 個n/2 位的并行型 A/D 轉換器配合 DA 轉換器組成，用兩次比較實行轉換，所以稱為 Half flash 半快速 型。并行比較型 A/D 采用多個比較器，僅作一次比較而實行轉換，又稱 Flash 快速 型。但高精度的雙積分 A/D 芯片價格較貴，設計系統(tǒng)的成本相對較高。初期的單片A/D 轉換器大多采用積分型。 模 /數轉換模塊 方案一：采用雙積分 A/D 轉換技術 積分型 A/D 工作原理是將輸入電壓轉換成時間 脈沖寬度信號 或頻率 脈沖頻 率 ，然后由定時器 /計數器獲得數字值。其次，整流出來的電壓電流信號通常含有比較大的紋波，因此需要用電容和電阻設計平波電路?；ジ衅鞲?開高電壓系統(tǒng)，保證人身和設備的安全。 方案二：電壓電流互感器采樣 互感器 instrument transformer 是按比例變換電壓或電流的設備。按系統(tǒng)功能實現要求 ，控制模塊采用單片機。這個過程中需要完成硬件、軟件系統(tǒng)設計，并使最終的數字電壓電流表具備如下功能： （ 1）電壓值、電流值同步顯示 （ 2）電壓測量范圍 0～ 300V，誤差 2V （ 3）電流測量范圍 0～ 5A，誤差 系統(tǒng)框圖構建 根據以上分析，可以構建出本設計的系統(tǒng)框圖。設計主要研究了四個方面的內容：交流信號采樣與處理、模 /數轉換、單片機應用與編程、數碼管驅動與顯示。在制作的硬件平臺上編寫相關程序實現交流電壓電流的數據采集和顯示。這種顯示器 的亮度，成本低，但象素尺寸較大，功耗高，驅動電路復雜。 等離子體（ PDP）光柱顯示器，其優(yōu)點是自身發(fā)光，亮度高，顯示清晰，觀察距離遠，分辨較高，缺點是驅動電壓高，耗電較大。 3 多重顯示儀表 為徹底解決數字儀表不便于觀察連續(xù)變化量的技術