【正文】 態(tài)要注意以下幾點： 。為了保證應(yīng)用系統(tǒng)可靠地復(fù)位，在設(shè)計復(fù)位電路時，通常使 RST 引腳保持 10ms 以上的高電平。另外，單片機的復(fù)位狀態(tài)與應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)位狀態(tài)又是密切相關(guān)的，因此，必須熟悉單片機的復(fù)位狀態(tài)。 圖 2— 9 報警電路 復(fù)位電路 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)工作時，除了進入系統(tǒng)正常的初始化之外，當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵以重新啟動。在這方面的設(shè)計中我們采用了如圖 2— 9 所示的報警電路。 同一時刻， ADC0809 只接收一路模擬量輸入，不同時刻對 8 路模擬量進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。 引腳結(jié)構(gòu) ： （ 1） IN7~IN0： 8 條模擬量輸入通道 （ 2）地址輸入和控制線： 4 條 （ 3）數(shù)字量輸出及控制線： 11 條 （ 4）電源線及其他： 5 條 輸入為 8 個可選通的模擬量 IN0IN7。當(dāng) OE 輸入高電平時， 輸出三態(tài)門打開， 轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。下降沿啟動 A／ D 轉(zhuǎn)換， 之后 EOC 輸出信號變低， 指示轉(zhuǎn)換正在進行。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。轉(zhuǎn)換時間為 100μ s， 單個＋ 5V 電源供電， 模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V， 不需零點和滿刻度校準(zhǔn) 。 8 路 8 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器， 即分辨率 8 位。 ADC0809 可處理 8 路模擬量輸入， 且有三態(tài)輸出能力， 既可與各種微處理器相連， 也可單獨工作。 在本次的畢業(yè)設(shè)計中我們的顯示與鍵盤的設(shè)計如圖 2— 7其中顯示器 8 個 。 二、鍵盤接口電路 對于 8751 或 8051 型單片機來說，如果不再外擴程序存儲器的話，則可以利用 P0～ P3 口中的口構(gòu)成多打 4*8 的鍵盤，其中 1 個作為輸出口， 1 個作為輸入口，既可以采用掃描法，也可以采用線反轉(zhuǎn)法。 把發(fā)光二極管的陰極連接在一起構(gòu)成公共陰極。陰極端輸入 電平的段發(fā)光二極管導(dǎo)通點亮，輸入高電平的則不亮。 把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極。反相電流驅(qū)動器經(jīng)常使用 7406；同相電流驅(qū)動器則采用 7407 或 74LS244?？紤]到 LED 顯示器的段電流為 8mA 左右，不能用 8155 的 A口直接驅(qū)動， 因此要加 1 級電流驅(qū)動。因此對于多位 LED 數(shù)碼顯示器的接口電路來說，需要有兩個輸出口，其中一個用于輸出顯示段碼；另一個用于輸出位控信號，“位控”實際上就是對 LED 顯示器的公共端進行控制，位控信號的數(shù)目與顯示器的位數(shù)相同。這樣雖然在任一時刻只有 1 位顯示器被點亮，但是由于人眼具有視覺殘留效應(yīng)，看起來與全部顯示器持續(xù)點亮的效果基本一樣（在亮度上要有差別）。 、 LED 電路的設(shè)計 一、 LED 數(shù)碼顯示器的接口電路 實際使用的 LED 數(shù)碼顯示器位數(shù)較多 ,為了簡化線路、降低成本，大多采用以軟件為主的接口方法。 B組控制電路控制 B口及 C口的低４位。每組控制電路從讀、寫控制邏輯接收各種命令，從內(nèi)部數(shù)據(jù)總線接收控制字（指令），并發(fā)出適當(dāng)?shù)拿畹较鄳?yīng)的端口。 RD：讀選通信號端，低電平有效 WR：寫選通信號端，低電平有效 RESET：復(fù)位信號端，高電平有效。 (2)讀 /寫控制邏輯 讀 /寫控制邏輯的功能用于管理所有的數(shù)據(jù)、控制字或狀態(tài)字的傳送。 C口可分作兩個 4位口使用?？删幊虨?8位輸入 /輸出寄存器，但不能雙向輸入 /輸出。可編程為 8位輸入 /輸出或雙向寄存器。 AT89S52與 8155 的連接如圖和鍵盤顯示連接圖如圖 26 所示 。高 8 位地址由及 IO/的地址控制線決定，因此在圖中的連接狀態(tài)下，可以確定各個端口的地址： RAM 的地址范圍： FC00H~FCFFH 命令 /狀態(tài)口： FD00H； PA 口： FD01H； PB 口： FD02H； PC 口 ： FD03H； 定時器低 8 位： FD04H； 定時器高 8 位： FD05H 8155 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中是 16 位地址數(shù)據(jù)，其高 8 位由片選線提供，而低8 位地址為片內(nèi)地址。 P0 口輸出的低 8 位地址不必再另加鎖存器，可直接與 8155 的 AD0AD7 相連，既可作低 8 位地址總線，又可作數(shù)據(jù)總線。 MCS51 和 8155 相連不僅可為外部設(shè)備提供兩個 8 位 I/O 端口（ A 口和 B 口）和一個 6 位（ C 口），而且也可為 CPU 提供一個 256 字節(jié) RAM 存儲器和一個 14 位的定時器 /計數(shù)器，所以 8155廣泛用于 MCS51 系統(tǒng)中。此處采用 74LS244 純粹是為了增加驅(qū)動能力而不加任何控制。在控制端 G 有效時（ G 為低電平），由 DIR 端控制驅(qū)動方向； DIR 為“ 1”時方向從左到右（輸出允許）， DIR 為“ 0”時方向從右到左（輸入允許）。 總線驅(qū)動器 74LS244 總線驅(qū)動器 74LS244 經(jīng)常用作三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器， 74LS244 為單向三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器，而 74LS244 為雙向三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器。其中輸入端１Ｄ～８Ｄ接至單片機的Ｐ０口，輸出端１Ｑ～８Ｑ提供的是地址的低８位，Ｇ端接至單片機的地址鎖存器信號ＡＬＥ。當(dāng) OE＝ 1時 ,三態(tài)門關(guān)閉 ,輸出呈高阻。 OE為輸出允許端 。 1Q～ 8Q 為 8 個輸出端。由于是 16 位地址線，因此，可使外部存儲器的尋址范圍達到 64KB。但是， 一般串行接口器件速度慢，在需要高速應(yīng)用的場合，還是并行擴展法占主導(dǎo)地位。 單片機系統(tǒng)擴展的方法有并行擴展法和串行擴展法兩種。 5． 單片機外總線結(jié)構(gòu) 微型計算機大多數(shù) CPU 外部都有單獨的地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線，而 MCS— 51 單片機由于受到芯片管腳的限制，數(shù)據(jù)線和地址線（低 8 位）是復(fù)用的，而且是 I/O 口兼用。該引腳有效（低電平）時，只選用片外程序存儲器，否則單片機上電或復(fù)位后選用片內(nèi)程序存儲器。在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器期間，該信號將不出現(xiàn)。 PSEN（ 29 腳）：片外程序存儲器選通信號輸出端，低電平有效。 ALE 在每個機器周期內(nèi)輸出兩個脈沖。 當(dāng) Vcc 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時，該引腳上可接備用電源Vpd（ +5V）為內(nèi)部 RAM 供電，以保證 RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。該引腳為單片機的上電復(fù)位或掉電保護端。如表 26示。作為第一功能使用時同 P1 口，每一位均可獨立作為 I/O口。 P2 口：可作為一般 I/O 口用，但應(yīng)用系統(tǒng)采用外部系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)時，它分時作為高 8 位地址線。 P0 口：可作為一般的 I/O 口用，但應(yīng)用系統(tǒng)采用外部總線結(jié)構(gòu)時，它分時作低 8位地址 和 8位雙向數(shù)據(jù)總線用。 在訪問片外擴展存儲器時，低 8位地址和數(shù)據(jù)由 P0口分時傳送，高 8位地址由 P2 口傳送。每個口都包含一個鎖存器，即專用寄存器 P0P3，一個輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。 如果單片機是 EPROM，在編程其間， 將用于輸入編程脈沖。 當(dāng)訪問外部程序器時， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。在使用外部振蕩源時，此端用于輸入外部振蕩信號。在使用外部振蕩源時，此端必須接地。 Vss（ 20 腳）：接 +5V 電源地端。 這 40 腳大致可分為：電源（ VCC、 VSS、 VDD、 VPD），時鐘（ XTAL XTAL2），I/O（ P0— P3），地址總線（ P0、 P2），數(shù)據(jù)總線（ BUS）和控制總線（ ALE、 RST、PROG 、 PSEN 、 EA） 6大部分。 MCS51 系列單片機引腳 MCS— 51 系列單片機芯片均為 40 個引腳， HMOS 工藝制造的芯片采用雙列直插方式封裝，其引腳示意及功能分類。它們都是雙向端口，每個端口各有 8條 I/O 線，均可輸入 /輸出。 ② 存儲器 8051 片內(nèi)有 ROM（程序存儲器，只能讀）和 RAM（數(shù)據(jù)存儲器，可讀可寫）兩類，它們有各自獨立的存儲地址空間，與一般微機的存儲器配置方式很不相同。 B： 8位寄存器，在乘、除運算時， B寄存 器用來存放一個操作數(shù)，也用來存放運算后的一部分結(jié)果；若不做乘、除運算時，則可作為通用寄存器使用。 PSW：程序狀態(tài)字寄存器， 8 位，用于指示指令執(zhí)行后的狀態(tài)信息，相當(dāng)于一般微處理器的標(biāo)志寄存器。除此之外， ACC 在8051 內(nèi)部經(jīng)常作為數(shù)據(jù)傳送的中轉(zhuǎn)站。能做加減、乘、除、加 減 BCD 數(shù)十進制調(diào)整及比較等算術(shù)運算和與、或、異或、求補及循環(huán)移位等邏輯操作。 a) 運算器：包括一個可進行 8 位算術(shù)運算和邏輯運算的單元 ALU， 8 位的暫存器 暫存器 2， 8 位的累加器 ACC，寄存器 B 和程序狀態(tài)寄存器 PSW 等。各部分的功能簡述如下。一般微處 理器（如 Z80）只包括運算器和控制器兩部分。 SP 是堆棧指針寄存器， PC 是程序計數(shù)器， PSW 是程序狀態(tài)字寄存器， DPTR 是數(shù)據(jù)指針寄存器。 AT89S52 是 MCS－ 51 系列單片機的一種型號，在 MCS－ 51系列單片機中還有 805 803 80C31 等。單片機是微型計算機的一個重要分支，特別適合用于智能控制系統(tǒng)。 單片機主要應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，用來實現(xiàn)對信號的檢測、數(shù)據(jù)的采集以及對應(yīng)用對象的控制。該增益只要調(diào)整 RG 就能達到，所以元件參數(shù)選為： RG=15KΩ。 假設(shè)該電路實現(xiàn) 0～ 800℃所對應(yīng)電勢的放大，根據(jù)表 2－ 2所示的 K型熱電偶的溫差電勢，在 0℃時，溫差電勢 0V， 800℃時對應(yīng)的溫差電勢為 。 Ω 圖 2— 5 K 型熱電偶的放大電路和元件 圖 2－ 5 是 K型熱電偶的放大 電路和元件。設(shè)計這樣的放大器是不太困難的，但是在設(shè)計電路時，還必須小心的選用有關(guān)元器件。圖 2— 4 中給出了信號處理電路中與傳感器不同的耦合 方式下的接地方法。 AD521 AD521 的管腳功能與基本接法如圖 2— 4所示 圖 2— 4 AD521 的管腳功能與基本接法 (a) 管腳功能 (b) 基本接法 管腳 OFFSET(4， 6)用來調(diào)節(jié)放大器零點，調(diào)節(jié)方法是將該端子接到 10?k 電電氣與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 6 位器的兩固定端，滑動端接負(fù)電源端。采用單片機測量放大器芯片顯然具有性能優(yōu)異、體積小、電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點。國內(nèi) 749 廠生產(chǎn)的有 ZF60 ZF60 ZF60 ZF606 等。 實用測量放大器 目前，國內(nèi)外已有不少廠家生產(chǎn)了許多型號的單片機測量放大器芯片。 23 測量放大器的原理圖 測量放大器的放大倍數(shù)用下面公式計算 ?????? ????GGI RRRRRRUUG 39。 測量放大器除了對低電平信號進行線性放大外，還擔(dān)負(fù)著阻抗匹配和抗共模干擾的任務(wù)，他具有高共模抑止比、高速度、高精度、寬頻帶、高穩(wěn)定性、高輸入阻抗、低輸出阻抗、低噪聲等特點。通過比較和討論，在這本的設(shè)計中我們采用了測量放大器，下面介紹一下測量放大器。熱電動勢是熱電偶工作端（熱端）相對自由端（冷端）而產(chǎn)生的，因此用熱電偶測量溫度，選擇或設(shè)計相應(yīng)的測量電路必須要考慮三件事 ：采用什么樣的放大電路？ 一、熱電偶放大電路 為便于輸入通道 AI 中 A/D 轉(zhuǎn)換所需電平，要對模擬傳感器輸出的弱信號加以放大，并把信號中的干擾噪聲抑制在最低限度，因而須用低噪聲、低漂移、高增益、高輸入阻抗以及具有很高共模抑制比的直流放大器。 溫度 的 測量電路 由于熱電偶所輸出的熱電動勢一般很小。測溫范圍一般由熱電偶的線徑?jīng)Q定，線徑越粗所能測量的溫度越高。 熱電偶的測溫范圍很寬 ,一般為－ 50～＋ 1600℃ ，最低可達－ 200℃，最高達2800℃（短時間內(nèi)）：在良好的測量電路配合下，它可以實現(xiàn)搞精度測量，因此在工業(yè)生產(chǎn)過程得 到很廣泛的應(yīng)用。 A 和 B 得兩個接點 1 和 2 之間穿在溫度差時，回路中便產(chǎn)生電動勢，形成一定大小得電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，也叫溫差效應(yīng)。 熱電偶傳感器是工業(yè)溫度測量中應(yīng)用最廣泛得一種傳感器，具有精確度高、測量范圍廣、構(gòu)造簡單、使用方便等優(yōu)點。微機通過控制多路開關(guān)選擇某一路電壓送到模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器進行模 /數(shù)轉(zhuǎn)換，得到表示溫度的電壓數(shù)字量，再用軟件進行標(biāo)度變換與誤差補償，得到測溫點的實際溫度值。其一般結(jié)構(gòu)如圖 2— 1 所示 。 溫度的檢測 溫度檢測是溫度控制系統(tǒng)的一個重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到系統(tǒng)性能。 溫度（ C）Tt1 t2 t3升溫斜率降溫斜率恒溫 圖 12 熱處理溫度曲線 電氣與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 3 第二章 系統(tǒng)原理及 電路設(shè)計 本次畢業(yè)設(shè)計其工作原理為：熱處理器 上有 8個溫度傳感器和 14 個控制閥，溫度傳感器與控制閥是一一對應(yīng)的對關(guān)，一個測溫點對應(yīng)一個控制閥。 （ 2）恒溫段（亦稱保溫段）。這一工藝過程要求加熱爐在規(guī)定時間內(nèi)等速從某個溫度值變化到另一溫度值。 溫度控制的 要求 在工業(yè)生產(chǎn)中，對溫度控制系統(tǒng)的要求，主要是保證爐溫按規(guī)定的溫度工藝曲線變超調(diào)小或