【正文】 應(yīng)用場(chǎng) 合中采用外部偏置元件的必要性。兩個(gè)信號(hào)輸入端中， Vi （ ）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的位相反； Vi+（ +）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相同。 運(yùn)放電路及 A/D 轉(zhuǎn)換電路 從一氧化碳傳感器輸出信號(hào)為差分信號(hào)，該模擬信號(hào)需要經(jīng)過(guò)運(yùn)放后送入 A/D 轉(zhuǎn)換器。 圖 中 AIN0—AIN10 為模擬輸入端；／ CS 為片選端； DIN 為串行數(shù)據(jù)輸入端； DOUT 為 A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端； EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束端； CLK為 I／ O 時(shí)鐘； REF+為正基準(zhǔn)電壓端； REF 一為負(fù)基準(zhǔn)電壓端； VCC 為電源； GND 為地。 GND：正電源地。 V ：負(fù)基準(zhǔn) 電壓端，一般接地。 CS：片選端，由高到低有效，由外部輸入。 I／ O CLOCK：控制輸入輸出的時(shí)鐘，由外部輸入。 DATA OUT： A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的輸出端。 圖 a) I/O 周期 I/O 周期由外部提供的 I/O CLOCK 定義 ,延續(xù) 12 或 16 個(gè)時(shí)鐘周期 ,決定于選定的輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。在 I/O CLOCK的前 8 個(gè)脈沖的上升沿 ,以 MSB 前導(dǎo)方式從 DATA INPUT 端輸入 8 位數(shù)據(jù)流到輸入寄存器。 I/O 周期的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)與輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 (位數(shù) )同時(shí)由輸入數(shù)據(jù)的 D D2位選擇為 12或 16。 在 DATA OUT 端串行輸出 12 或 16 位數(shù)據(jù)。若轉(zhuǎn)換由 CS 控制 ,則第一個(gè)輸出數(shù)據(jù)發(fā)生在 CS 的下降沿。 b) 轉(zhuǎn)換周期 在 I/O 周期的最后一個(gè) I/O CLOCK 下降沿之后 ,EOC 變低 ,采樣值保持不變 ,轉(zhuǎn)換周期開始 ,片內(nèi)轉(zhuǎn)換器對(duì)采樣值進(jìn)行逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換 ,其工作由與 I/O CLOCK 同步的內(nèi)部時(shí)鐘控制。 I/O 周期和轉(zhuǎn)換周期交替進(jìn)行 ,從而可減小外部的數(shù)字噪聲對(duì)轉(zhuǎn)換精度的影響。一個(gè)片選脈沖要插到每次轉(zhuǎn)換的開始處 ,或是在轉(zhuǎn)換時(shí)序的開始處變化一次后保持為低 ,直到時(shí)序結(jié)束。但 RCM5700 自帶有看門狗，看門狗電路作為程序 運(yùn)行監(jiān)控器，每隔一定時(shí)間，由控制器向看門狗發(fā)出一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使其復(fù)位端保持無(wú)效。 通信接口電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中通信接口電路采用了 RS232 實(shí)現(xiàn)， RS232C 是由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（ EIA）正式公布的，在異步串行通信中應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線?，F(xiàn)在，計(jì)算機(jī)上的串行通信端口（ RS232）是標(biāo)準(zhǔn)配置端口，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)上一般都有 1～ 2 個(gè)標(biāo)準(zhǔn) RS232C 串口，即通道 COM1 和 COM2。 表 RCM5700配置情況 其中電平轉(zhuǎn)換芯片采用了 MAXIM 公司 的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 實(shí)現(xiàn)。 圖 MAX232典型電路連接 電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)中電源除了 +5V 以外，還包括了 +，其電源轉(zhuǎn)換電路采用了芯片 實(shí)現(xiàn) +5V 到 + 的轉(zhuǎn)換，其電路連接如圖 所示。 1）安裝 Dynamic C。 3）植入軟件程序，檢測(cè)無(wú)誤后，將驅(qū)動(dòng)各功能運(yùn)作。 按照逐級(jí)檢查的方式，對(duì)各個(gè)連接電路部分進(jìn)行仔細(xì)測(cè)試檢查，保證整體系統(tǒng)的連通性正確。 系統(tǒng)各硬件的檢測(cè)及控制性調(diào)試 系統(tǒng)各硬件的檢測(cè)及控制性主要包括了各主要模塊的功能性驗(yàn)證，即一氧化碳?xì)怏w傳感器電路、鍵盤電 路、 LED 顯示等電路各自可以正常工作。 1）放大電路與 A/D 轉(zhuǎn)換電路的調(diào)試 A/D 轉(zhuǎn)換電路的主要工作是對(duì)采集到的模擬輸入信號(hào)進(jìn)行正確的采樣和轉(zhuǎn)換，所得到的數(shù)字信號(hào)量應(yīng)該與原模擬信號(hào)量一致。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明 A/D 采樣精度滿足系統(tǒng)功能要求。5%LEL。 系統(tǒng)主控硬件的通信性能調(diào)試 系統(tǒng)主控硬件電路的通信性能調(diào)試主要是對(duì) RS232 電路進(jìn)行調(diào)試和測(cè)試，保證通信可以正常運(yùn)行。主要包括了溫濕度傳感器電路、二氧化 碳?xì)怏w傳感器電路、鍵盤輸入、液晶顯示等功能的正常。二氧化碳?xì)怏w檢測(cè)綜合測(cè)試 該綜合測(cè)試主要在系統(tǒng)調(diào)試正常的情況下，驗(yàn)證一氧化碳?xì)怏w綜合測(cè)試情況。 系統(tǒng)誤差分析 放大電路的誤差 r1 的計(jì)算。V；失調(diào)電壓漂移為 1181。而其輸入失調(diào)電壓造成的誤差在調(diào)試時(shí)會(huì)被電橋的調(diào)節(jié)補(bǔ)償，放大倍數(shù)的誤差也會(huì)在放大電路的調(diào)試中被補(bǔ)償。 r13=5010670/100=103 r1= 213212211 rrr ?? ≈103 A/D 轉(zhuǎn)換的誤差 r2主要來(lái)自參考電源和 A/D 轉(zhuǎn)換的量化誤差，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)的參考電壓是系統(tǒng)的電源電壓，波動(dòng)比較大，所以本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)事增加了一路由 構(gòu)成的基準(zhǔn)電壓， A/D 轉(zhuǎn)換參考電壓源的誤差主要來(lái)自基準(zhǔn)電壓，其誤差大小為 r21=3010670/=104 本系統(tǒng)采用的是 12 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以計(jì)算出 r22=1/212=104 r2= 222221 rr ? ≈104 系統(tǒng)誤差 r= 2221 rr ? ≈103 由于 r1%，所以此系統(tǒng)的測(cè)量精度在理論上算滿足要求 。通過(guò)查閱大量資料，本文提出了幾種可行性方案，對(duì)硬件電路的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了分析對(duì)比，并最終選擇了基于 MiniCore RCM5700 模塊的實(shí)現(xiàn)方案。其可靠性和穩(wěn)定性都達(dá)到了很好的效果。 在現(xiàn)代電子科技的高速發(fā)展過(guò)程中，微型化、集成化、高密度化以及設(shè) 備的高精度化已經(jīng)成為一種長(zhǎng)期的趨勢(shì)，這就要求我們力求使用更精確的設(shè)備。 參考文獻(xiàn) [1]余錫存 曹國(guó)華《單片機(jī)原理及接口設(shè)計(jì)》第二版 西安電子科技大學(xué)出版社 [2]侯建華 基于 TLC2543L 的 A／ D 轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計(jì) [J] 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 [3]顏克華 蘇開才 串行 A/D 轉(zhuǎn)換器 TLC2543 與 80C196 的接口及編程 電子質(zhì)量 [4]丁國(guó)駿 陳敏 《圖解電子電路》科學(xué)出版社 [5]高吉祥 《數(shù)字系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 電子工業(yè)版社 [6]謝自美 《電子線路綜合設(shè)計(jì)》 華中科技大學(xué)出版社