【正文】 COLCK：時(shí)鐘輸入端。EOC： 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端，高電平有效。START：為啟動控制輸入端。 ALE： 地址鎖存允許。ADC0809引腳功能說明如下：IN0——IN7：8路輸入通道的模擬量輸入端。雙列直插28引腳封裝。此時(shí)，D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入即為對應(yīng)模擬輸入信號的數(shù)字量，將此數(shù)字輸入就完成了A/D轉(zhuǎn)換過程。若模擬輸入信號U1n小于推測信號U1，則比較器輸出為零，并使該位清零；若模擬輸入信號U1n大于推測信號U1，比較器輸出為1，并使該位保持位1。其主要原理為：將一待轉(zhuǎn)換的模擬輸入信號U1n與一個(gè)推測信號Ur相比較，根據(jù)推測信號大于還是小于輸入信號來決定增大還是減少該推測信號相等時(shí)，向D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字就是對應(yīng)模擬輸入量的數(shù)字量。一般來說，A/D轉(zhuǎn)換芯片輸入的模擬電壓都有規(guī)定的要求，如0~+5V，0~+10V，0~+2V等，因此要考慮到傳感器輸出信號與之匹配。要選擇好的A/D轉(zhuǎn)換器芯片，選擇A/D轉(zhuǎn)換芯片的原則從轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速度、模擬信號輸入通道數(shù)以及成本、供貨來源等全面考慮。 A/D轉(zhuǎn)換器電路原理和電路接口圖 A/D轉(zhuǎn)換一般都設(shè)置在前向通道中，它將外界輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)總線能接受的數(shù)字量。[8]在本論文中通過溫度集成器AD590對外部55~+150℃范圍內(nèi)的溫度進(jìn)行采樣，在AD590的兩端分別接地和接電源，得到一定的壓差，因此會得到相應(yīng)的工作電壓，其輸出電流會隨溫度變化而變化。圖213溫度檢測電路當(dāng)傳感器AD590所處溫區(qū)發(fā)生1℃的溫度變化時(shí)，流過其所在回路的電流即產(chǎn)生1μA的變化，則其輸出電壓的變化為： ΔV0=1μA/℃*100KΩ=100mV/℃AD590的輸出電流值說明如下：其輸出電流是以絕對溫度零度(273℃)為基準(zhǔn),每增加1℃,它會增加1μA輸出電流,因此在室溫25℃時(shí),其輸出電流Io=(273+25)=298μA。電壓經(jīng)過四個(gè)二極管兩兩導(dǎo)通整流濾波后，再經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換芯片7805就可以將原來交流220V的電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓為+5V，即可以得到報(bào)警電路和溫度檢測電路所需要的電壓值。由于AD590是一種電流型的溫度傳感器，因此具有較強(qiáng)的抗干擾能力，適用于計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離溫度測量和控制，遠(yuǎn)距離信號傳遞時(shí)，可采用一般的雙絞線來完成，其電阻比較大，因此不需要精密電源對其供電，長導(dǎo)線上的壓降一般不影響測量精度；不需要溫度補(bǔ)償和專門的線性電路。K，即溫度每變化1℃，其輸出電流變化1μA；它以熱力學(xué)溫標(biāo)零點(diǎn)作為零輸出點(diǎn)，因此在25℃時(shí)。圖211 AD590引腳圖其主要技術(shù)參數(shù)有：1. 測溫范圍為55~+150℃。并對其中部分電路編制子程序，以及相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)。 MCS51單片機(jī)控制的總體介紹硬件設(shè)計(jì)的總電路連接框圖如下圖：圖11 硬件設(shè)計(jì)的總電路連接框圖單片機(jī)控制熱水壺的硬件構(gòu)成包括8051芯片、8255芯片、地址鎖存器等組成的單片機(jī)控制電路、溫度檢測電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、光電隔離電路、鍵盤及顯示電路和溫度加熱電路。3. 當(dāng)加熱到設(shè)置溫度時(shí)，單片機(jī)會控制停止加熱，并通過蜂鳴器給出聲音提示。2. 這個(gè)按鍵還具有啟動電熱水壺開始工作的作用。它的工作情況和常規(guī)的熱水壺相比，有下面幾個(gè)方面的特點(diǎn)：1. 有三個(gè)按鍵，可用來設(shè)置希望加熱到的溫度即報(bào)警的溫度。3. 當(dāng)水加熱沸騰后不能自動停止工作。這種設(shè)計(jì)有下面幾個(gè)方面的不足：1. 如水壺中沒水，電源誤接通時(shí)也會一直加熱，容易引起事故。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行表明，該方案安全、可靠，完全能夠滿足實(shí)際需要。工程上常用的隔離方法有光電隔離器、變壓器、繼電器和集成組件等，而光電隔離器有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。溫度檢測電路由熱電偶、運(yùn)算放大器，溫度傳感器AD590等組成，直接輸出電流（1μA/K）經(jīng)運(yùn)算放大器LM358進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)化后，可得到電壓輸出，輸出電壓為100mV/℃，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換通道送到微處理器中。目前，單片機(jī)在家電，工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，為了適應(yīng)不同產(chǎn)品對單片機(jī)的不同要求，半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出了各種規(guī)格的單片機(jī)。這為控制方面的應(yīng)用和邏輯運(yùn)算提供了很大方便。MCS51指令系統(tǒng)增強(qiáng)了加，減，乘，除，比較，堆棧操作，因而運(yùn)算功能大大加強(qiáng)。MCS51設(shè)有兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，且可程序設(shè)定多種工作方式。片內(nèi)數(shù)據(jù)存貯器擴(kuò)大了一倍，外部數(shù)據(jù)存貯器的空間達(dá)到64K字節(jié)。前 言Intel公司在MCS48系列單片微機(jī)的基礎(chǔ)上，采用HMOS技術(shù)，研制出了8位高檔的MCS51系列產(chǎn)品微機(jī)。該微機(jī)型在性能上有了很大的改進(jìn)和提高：片內(nèi)程序存貯器容量擴(kuò)大了一倍，外部程序存貯器的尋址空間擴(kuò)大到64K字節(jié)。并行I/O口線增加到32，且可進(jìn)行位處理。設(shè)有一個(gè)全雙工串行I/O口，可程序設(shè)定4種工作方式，設(shè)有4個(gè)8位的通用工作寄存器區(qū)，可適應(yīng)多級中斷和子程序嵌套的情況，這樣可避免寄存器內(nèi)容進(jìn)行棧保護(hù)操作，提高了中斷響應(yīng)速度，加速了子程序的調(diào)用，設(shè)有兩個(gè)內(nèi)部中斷源和兩個(gè)外部中斷源，一個(gè)串行口中斷源，可程序設(shè)定中斷優(yōu)先級，堆棧位置可允許設(shè)定，深度可在允許范圍內(nèi)選用。所設(shè)置的靈活的跳轉(zhuǎn)指令，不僅能充分滿足了實(shí)際應(yīng)用的需要，而且可盡量減少程序存貯空間的占用，MCS51內(nèi)部設(shè)有可直接進(jìn)行位尋址的存貯器、位處理指令、位處理累加和運(yùn)算器等，因而為一種功能極強(qiáng)的位處理機(jī)。從以上可見，MCS51系列單片微機(jī)具有很強(qiáng)的功能，使用范圍廣，既可構(gòu)成功能很強(qiáng)的復(fù)雜系統(tǒng)，也可組成較簡單的應(yīng)用系統(tǒng)。本文介紹了一種以MCS51系列單片機(jī)為控制芯片，對電熱水壺工作進(jìn)行控制的方法。A/D轉(zhuǎn)換一般都設(shè)置在前向通道中，它將外界輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)總線能接受的數(shù)字量。由于該器件是通過電——光——電這種轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)對輸出設(shè)備進(jìn)行控制的，彼此之間沒有電氣連接，因而起到隔離作用，隔離電壓與光電隔離器的結(jié)構(gòu)有關(guān)。1 熱水壺控制系統(tǒng)總體概述 熱水壺的工作情況對于常規(guī)的電熱水壺，只要接通電源，就開始加熱，直到水沸騰后通過蒸汽來產(chǎn)生聲音報(bào)警。2. 當(dāng)只需要加熱到沸點(diǎn)以下某一溫度時(shí)，不能及時(shí)給出聲音報(bào)警信號。針對以上不足，在本設(shè)計(jì)方案中，用MC51單片機(jī)作為控制芯片，管理整個(gè)電熱水壺的工作情況，構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，而且增加了三個(gè)按鍵和六位數(shù)碼管顯示。上電復(fù)位后，設(shè)置溫度初值為20度，每按一下按鍵，溫度設(shè)置值就會增加1度，整個(gè)溫度設(shè)置值在20—100度之間循環(huán)。當(dāng)每次電源接通后，只有按鍵按下過之后，電熱水壺才開始加熱，這樣，可以防止電源誤接通時(shí)電熱水壺一直加熱，引發(fā)事故。4. 三位數(shù)碼管在設(shè)置溫度操作時(shí)顯示當(dāng)前設(shè)置的溫度，另三位數(shù)碼管其余時(shí)間實(shí)時(shí)顯示電熱水壺中水的實(shí)際溫度。整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵電路是單片機(jī)控制電路，是整個(gè)控制的核心，完成信號的輸入和輸出的轉(zhuǎn)換，即可將溫度檢測電路采樣的輸入的信號通過A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809進(jìn)行處理加工后輸出到顯示器進(jìn)行顯示，并可以通過鍵盤對溫度進(jìn)行控制，如此同時(shí)當(dāng)水加熱超過指定的溫度以后，蜂鳴器工作報(bào)警。2 電熱水壺控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 溫度檢測電路和A/D轉(zhuǎn)換器的電路 AD590溫度傳感器的概念A(yù)D590是一種二端式的集成溫度傳感器。2. 工作電壓為+4~+30V，由于AD590是一種恒流源形式的溫度傳感器，只需在其二端加上一定工作電壓則其輸出電流隨溫度變化而變化，其線性電流輸出為1μA/。3. 精度：經(jīng)過激光平衡調(diào)整，AD590的校準(zhǔn)精度可達(dá)+℃，全溫區(qū)范圍線性度可達(dá)+℃（AD590M）當(dāng)其在10℃溫區(qū)范圍內(nèi)校正后測量，精度可達(dá)+℃，在全溫區(qū)范圍內(nèi)（55~+145℃）使用，精度也可高達(dá)+、1℃。 溫度檢測電路圖212 電源轉(zhuǎn)換電路在介紹溫度檢測電路之前，首先要說明一下電源轉(zhuǎn)換電路。溫度檢測電路由溫度傳感器AD590等組成，直接輸出電流1μA/K，輸出電壓為100mV/℃，經(jīng)運(yùn)算放大器LM358進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)化后，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換通道送到微處理器中，RRR2用于相互配合調(diào)節(jié)溫度測量的滿刻度值。Vo的值為Io乘上10K,以室溫25℃而言,(10K298μA)。量測Vo時(shí),不可分出任何電流,否則量測值會不準(zhǔn)。AD590的輸出電流I=(273+T)μA(T為攝氏溫度),因此量測的電壓V為(273+T)μA 10K= (+T/100)V。電流1μA/K其輸出電壓為100mV/℃，經(jīng)運(yùn)算放大器LM358進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)化后，再送入A/D轉(zhuǎn)換電路中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過微處理器處理即可送到LED顯示器顯示溫度。在前向通道必須配置A/D轉(zhuǎn)換電路時(shí)，首先考慮的是能否選用帶有A/D的單片機(jī)，本論文中無法選擇單片機(jī)片內(nèi)有A/D部件，則必須在前向通道中配置A/D接口。選擇不同的A/D轉(zhuǎn)換芯片，與單片機(jī)的接口電路要求不同，必須依芯片對控制電路的要求設(shè)置，接口電路必須滿足這些要求。本論文中采用逐次逼近法A/D轉(zhuǎn)換器電路原理。其“推測”值的算法如下：使二位進(jìn)制計(jì)數(shù)器中（輸出鎖存器）的每一位從最高位起依次置1，每接一位時(shí)，都要進(jìn)行測試。無論哪種情況，均應(yīng)繼續(xù)比較下一位，直到最末位為止。1．A/D轉(zhuǎn)換器的引腳說明：ADC0809是CMOS集成電路8位單片A/D轉(zhuǎn)換器。片內(nèi)有8路模擬開關(guān)、模擬開關(guān)的地址鎖存與譯碼電路、比較器 、256R電阻T型網(wǎng)絡(luò)、樹狀電子開關(guān)、逐次逼近寄存器SAR、三態(tài)輸出鎖存，緩沖器、控制與時(shí)序電路等。A、B、C口：8路模擬開關(guān)的三位地址輸入端，用來選擇8路模擬輸入的一路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。ALE有效將三位地址A、B、C鎖存到地址鎖存器中。它與ALE可以接