【正文】 1. 測(cè)溫范圍為55~+150℃。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)。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(cè)量和控制，遠(yuǎn)距離信號(hào)傳遞時(shí)，可采用一般的雙絞線來(lái)完成，其電阻比較大，因此不需要精密電源對(duì)其供電，長(zhǎng)導(dǎo)線上的壓降一般不影響測(cè)量精度；不需要溫度補(bǔ)償和專門的線性電路。電壓經(jīng)過(guò)四個(gè)二極管兩兩導(dǎo)通整流濾波后，再經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換芯片7805就可以將原來(lái)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(cè)電路所需要的電壓值。圖213溫度檢測(cè)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(guò)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(shuō)明如下：其輸出電流是以絕對(duì)溫度零度(273℃)為基準(zhǔn),每增加1℃,它會(huì)增加1μA輸出電流,因此在室溫25℃時(shí),其輸出電流Io=(273+25)=298μA。[8]在本論文中通過(guò)溫度集成器AD590對(duì)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(huì)得到相應(yīng)的工作電壓，其輸出電流會(huì)隨溫度變化而變化。 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(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)總線能接受的數(shù)字量。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(hào)輸入通道數(shù)以及成本、供貨來(lái)源等全面考慮。一般來(lái)說(shuō)，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(hào)與之匹配。其主要原理為：將一待轉(zhuǎn)換的模擬輸入信號(hào)U1n與一個(gè)推測(cè)信號(hào)Ur相比較，根據(jù)推測(cè)信號(hào)大于還是小于輸入信號(hào)來(lái)決定增大還是減少該推測(cè)信號(hào)相等時(shí)，向D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字就是對(duì)應(yīng)模擬輸入量的數(shù)字量。若模擬輸入信號(hào)U1n小于推測(cè)信號(hào)U1，則比較器輸出為零，并使該位清零；若模擬輸入信號(hào)U1n大于推測(cè)信號(hào)U1，比較器輸出為1，并使該位保持位1。此時(shí)，D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入即為對(duì)應(yīng)模擬輸入信號(hào)的數(shù)字量，將此數(shù)字輸入就完成了A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程。雙列直插28引腳封裝。ADC0809引腳功能說(shuō)明如下：IN0——IN7：8路輸入通道的模擬量輸入端。 ALE： 地址鎖存允許。START：為啟動(dòng)控制輸入端。EOC： 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端，高電平有效。COLCK：時(shí)鐘輸入端。D0——D7：8位數(shù)字輸出段。GND：接地端。用地址線低8位A0、AA2（~）接0809的A、B、C三端用來(lái)對(duì)8路模擬通道進(jìn)行選擇。0809啟動(dòng)條件為START= ，因此啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)用寫指令（使WR=1），=0，其端口地址為DFFFH。在由于A/D0809具有鎖存的TTL三態(tài)輸出，它的八條數(shù)據(jù)線和8051的八條數(shù)據(jù)線相連，采用線性選址法，其口地址為DFFFH。A，B，C地址線上的信息由ALE上升沿打入地址鎖存器74LS373。128/256字節(jié)的數(shù)據(jù)存貯器。二十多個(gè)特殊功能寄存器。1個(gè)全雙工串行I/O口。5/6個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)。圖221 8051的引腳圖圖222 單片機(jī)的片外總線結(jié)構(gòu)圖由圖222可以看到，單片機(jī)的引腳除了電源、復(fù)位、時(shí)鐘接入、用戶I/O口外，其余管腳都是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展而設(shè)置的。2．?dāng)?shù)據(jù)總線（DB）：數(shù)據(jù)總線寬度為8位，由P0口提供。 振蕩電路和時(shí)鐘電路振蕩電路和單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘電路一起構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘方式，根據(jù)硬件不同，連接方式分為內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。本論文中重點(diǎn)講到的是外部時(shí)鐘方式。因此，只需將外部振蕩器的信號(hào)接至引腳XTAL2，而把內(nèi)部反相放大器的輸入端XTAL1引腳接地。另外，由于XTAL2端的邏輯電平不是TTL的，故還需要接一個(gè)上拉電阻。在本論文里主要用到的是上電復(fù)位和開(kāi)關(guān)復(fù)位的組合。這時(shí)可在復(fù)位引腳上接一個(gè)去耦電容。（2）在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，為了保證復(fù)位電路可靠地工作，常將RC電路接施密特電路后再接入單片機(jī)復(fù)位端，特別適合于應(yīng)用系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)干擾大，電壓波動(dòng)大的工作環(huán)境。兩個(gè)為片內(nèi)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出時(shí)產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求（用TF0、TF1做標(biāo)志）；另外一個(gè)為片內(nèi)串行口產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求（TI或RI）。MCS51的中斷具有兩級(jí)優(yōu)先級(jí)，每一個(gè)中斷源都可以通過(guò)對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP中的相應(yīng)位置或清0，編程為兩級(jí)中斷中的任一級(jí)——高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)，置1為高優(yōu)先級(jí)，清0為低優(yōu)先級(jí)。高優(yōu)先級(jí)中斷不能被任何中斷所中斷。另一個(gè)則指出正在服務(wù)于 低優(yōu)先級(jí)中斷，并阻止除高優(yōu)先級(jí)中斷以外的其他中斷的響應(yīng)。因此，在每一個(gè)中斷級(jí)中又有第二類查詢次序的中斷優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)。 74LS373地址鎖存器芯片介紹由于MCS51單片機(jī)的P0口是分時(shí)復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)總線,因此在進(jìn)行程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，必須利用地址鎖存器將地址信號(hào)從地址/數(shù)據(jù)總線中分離開(kāi)來(lái)。但用的最多的是74LS373。當(dāng)用74LS373作為地址鎖存器時(shí),它們的鎖存控制端G和STB可直接與單片機(jī)的鎖存控制信號(hào)端ALE相連,在ALE下降沿進(jìn)行地址鎖存。還有地址鎖存器和多路轉(zhuǎn)換的地址/數(shù)據(jù)總線，可直接與MCS51單片微機(jī)相連接。圖231 8255的引腳圖AD0—AD7：三態(tài)地址/數(shù)據(jù)總線。IO/M：RAM/IO口選擇信號(hào)輸入端。RD：讀選通信號(hào)輸入端。WR：寫選通信號(hào)輸入段。RESET：復(fù)位信號(hào)輸入段。PA0—PA7：A口的I/O線、I/O方向由命令字編程設(shè)定。PC0—PC7：C口的I/O線，或A口和B口的狀態(tài)控制信號(hào)線。Vcc：+5V電源線。8255片內(nèi)256*8位靜態(tài)RAM，在速度上與MCS51完全匹配。 8255與8051的外部接口電路圖232 8255與8051的外部接口電路由上圖可以看出8051通過(guò)地址鎖存器與8255相連， 8255的片選信號(hào)CS及口地址選擇線A0、。8255的復(fù)位端與8051的復(fù)位端相連，都接到8051的復(fù)位電路上。8255的編程如下：各端口地址是：A口地址：FF7CH B口地址：FF7DH C口地址：FF7EH 控制口地址：FF7FH8255的工作方式可由CPU寫入一個(gè)控制字到8255控制字寄存器來(lái)選擇。 單片機(jī)的抗干擾電路 光電隔離抗干擾的簡(jiǎn)介單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)信號(hào)，往往是通過(guò)芯片給出的低壓電流如TTL電平信號(hào)，這種電平信號(hào)一般不能直接驅(qū)動(dòng)外設(shè)，而需經(jīng)接口轉(zhuǎn)換等手段處理后才能用于驅(qū)動(dòng)設(shè)備開(kāi)啟或關(guān)閉，如不加隔離可能會(huì)串到測(cè)控系統(tǒng)中造成系統(tǒng)誤動(dòng)作或損壞：因此在接口處理中亦應(yīng)包括隔離技術(shù)。最常見(jiàn)的隔離器件是光電隔離器。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。 光電隔離器的原理電路GaAs紅外發(fā)光二極管 光敏三極管圖241光電隔離器的原理電路在圖示的電路中，它是GaAs紅外發(fā)光二極管和光敏三極管組成。光敏三極管接收光以后便導(dǎo)通。利用這種特性即可達(dá)到開(kāi)關(guān)控制的目的。 光電隔離的電路在一般微機(jī)控制系統(tǒng)中，由于大都采用TTL電平，不能直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，所以通常加一個(gè)驅(qū)動(dòng)區(qū)，如7406和7407等。需要注意的是光電隔離器的輸入輸出端兩個(gè)電源必須單獨(dú)供電，即用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光管的電源與驅(qū)動(dòng)光敏管的電源不應(yīng)是共地的電源，對(duì)于隔離后的輸出通道必須單獨(dú)供電，如上圖所示；否則，如果使用同一電源（或共地的兩個(gè)電源）外部干擾信號(hào)可能通過(guò)電源串到系統(tǒng)中來(lái)，當(dāng)然，這里講的單獨(dú)供電，可以是單獨(dú)使用不同的電源，也可用DCDC變換的方法往輸出端提供一個(gè)與光電輸入端隔離的電源。利用光電隔離器也可完成電平轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換后的輸出電平與其供電電壓值有關(guān)，而與光隔輸入端無(wú)關(guān)。一個(gè)電壓信號(hào)通過(guò)機(jī)械的斷開(kāi)、閉合過(guò)程。因而，在閉合和斷開(kāi)的瞬間均伴隨著一連串的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般為5~10ms，這是一個(gè)很重要的時(shí)間參數(shù)，在很多場(chǎng)合都要用到。按鍵的閉合與否，反應(yīng)在電壓的上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，所以通過(guò)電平的高低狀態(tài)的檢測(cè)，便可確認(rèn)按鍵按下沒(méi)有。 按鍵接口電路的消抖措施消除按鍵抖動(dòng)影響通常有硬件、軟件兩種方法。雙穩(wěn)態(tài)消抖的原理：圖252雙穩(wěn)態(tài)消抖電路原理圖圖252中用兩個(gè)與非門構(gòu)成一個(gè)RS觸發(fā)器，當(dāng)按鍵為按下時(shí)，輸出為1，當(dāng)按鍵按下時(shí)，輸出為0。這一點(diǎn)很容易通過(guò)分析RS觸發(fā)器的工作過(guò)程得到驗(yàn)證。如果此時(shí)按下按鍵，即使按鍵在a位置因彈性而產(chǎn)生瞬間抖動(dòng)，形成一連串的抖動(dòng)波形，即與非門1輸入端出現(xiàn)了一連串的高和低電平，由于與非門2的輸入端在按鍵沒(méi)有到達(dá)b位置時(shí)始終是0，所以無(wú)論與非門1輸入端的信號(hào)電平怎么變化，與非門1輸出端OUT1的輸出恒為1。同樣，在松開(kāi)按鍵的過(guò)程中，只要一接通a，輸出為1，在接通a的過(guò)程中，即使產(chǎn)生了彈性抖動(dòng)，只要按鍵不與按鍵b發(fā)生接觸，RS觸發(fā)器的輸出將保持不變。 矩陣鍵盤的概述1．矩陣鍵盤的工作原理：按鍵設(shè)置在行、列線交點(diǎn)上，行、列線分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端。平時(shí)無(wú)按鍵動(dòng)作時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。、列線為多用鍵共用，各按鍵均影響該鍵所在行和列的電平。2．按鍵的識(shí)別方法矩陣鍵盤按鍵的識(shí)別方法分兩步進(jìn)行：第一步，識(shí)別鍵盤有無(wú)鍵被按下；第二步，如果有鍵被按下，識(shí)別出具體的按鍵。識(shí)別具體按鍵的方法是（亦稱為掃描法）：逐行置零電平，其余各列置為高電平，檢查各行線電平的變化，如果某行電平由高電平變?yōu)榱汶娖剑瑒t可確定此行此列交叉點(diǎn)處的按鍵被按下。CPU在忙于各項(xiàng)工作任務(wù)時(shí),如何兼顧鍵盤的輸入，取決于鍵盤的工作方式。通常，鍵盤工作方式有三種，即：編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。而在執(zhí)行鍵入命令或處理輸入數(shù)據(jù)過(guò)程中，CPU將不再響應(yīng)鍵入要求，直到CPU返回重新掃描鍵盤為止。8255A的A0、A1上，WR、RD分別與8051的WR、RD相連。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是7段LED。圖253 LED顯示器引腳圖共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管陰極共地。通常的7段LED顯示塊中有8個(gè)發(fā)光二極管，故也有人叫做8段顯示器。7段顯示塊與單片機(jī)接口非常容易。8位并行輸出口輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)即可獲得不同的數(shù)字或字符，通常將控制發(fā)光二極管的8位字節(jié)數(shù)據(jù)成為段選碼。2．LED顯示器的顯示方式在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用LED顯示塊構(gòu)成N位LED顯示器。根據(jù)顯示