【正文】 1110 的 I2C 地址是 1001aaa，其中 aaa 是出廠時(shí)的默認(rèn)設(shè)置。例如， ADS1110A0 的地址為 1001000，而 ADS1110A3 的地址則為 1001011. ③對(duì) ADS1110 的讀操作 用戶可從 ADS1110 中讀出輸出寄存器和配置寄存器的內(nèi)容，為做到這一點(diǎn)，要對(duì) ADS1110 尋址，并從器件中讀出三個(gè)字節(jié)。從 ADS1110 中讀取 多于三個(gè)字節(jié)的值是無(wú)效的，從第四個(gè)字節(jié)開(kāi)始的所有字節(jié)將為 FFH。為了做到這一點(diǎn)，要對(duì) ADS1110 尋址以進(jìn)行寫(xiě)操作，并對(duì) ADS1110 寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)。 ADS1110 與單片機(jī)的硬件連接 16 16 圖 31 與單片機(jī)連接電路圖 圖 31與單片機(jī)連接電路圖所示為與單片機(jī)連接電路。 作為時(shí)鐘引腳，由主機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)它，以產(chǎn)生傳送數(shù)據(jù)所需要的時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)對(duì)單片機(jī)編程產(chǎn)生。較高的電阻功耗較低，但會(huì)延長(zhǎng)總線的轉(zhuǎn)換時(shí)間，限制總線速度阻值較低的電阻，允許總線 高速運(yùn)轉(zhuǎn)，但功耗較高。上拉電阻的典型值一般為 1k~10k ，本課題采用 10k 上拉電阻 。圖溫度信號(hào)處理電路用鉑電阻組成的電橋電路被廣泛的應(yīng)用在各種測(cè)溫電路中，但在這種檢測(cè)電路中，平衡電橋中以 及鉑電阻的阻值和溫度之間的非線性特性給最后的溫度測(cè)量來(lái)了一定的誤差，所以往往難以達(dá)到較高的指標(biāo)要求。軟件查表補(bǔ)償方法可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)硬件電路的復(fù)雜度，方便器件的選取等優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)采用非平衡電橋結(jié)合模擬校正電路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信號(hào)的處理，硬件電路簡(jiǎn)單可靠，同時(shí)又大大地提高了鉑電阻測(cè)溫的精度，并且考慮到轉(zhuǎn)換器存在一定的死區(qū)，用一個(gè)加法器將系統(tǒng)的輸出信號(hào)提高一個(gè)固定的電平。線制可以把導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響降到最低，連接如圖 32所示： 17 17 圖 32 溫度采集電路 測(cè)溫電路采用典型的鉑電阻電橋電路， 3 線制連接。 鉑電阻的溫度特性如下 : 當(dāng)溫度為 78℃ ~0℃時(shí) : ? ? ]100102 7 3 7 3 8 0 0 8 0 [100 31221263 tttttRt ??????????? ???? (32) 當(dāng)溫度為 0~600℃時(shí) : )105 8 0 0 8 0 (1 0 0 263 tRt ?? ?????? (33) 本系統(tǒng)主要應(yīng)用溫度在 0至 100 度的范圍內(nèi)測(cè)溫度，所以只考慮鉑電阻在 0至 600 度范圍內(nèi)的溫度特性。 將式 (34)代入式 (36)得，其中 : rRR VK CC 2100116 ???? (37) CCVrRRK 2100116 52 ????? (38) 二次項(xiàng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響很小，但是為了降低其影響，放大電路加入了一個(gè)正反 饋 R119，其值為 150K。調(diào)整電位器 RP103 就可以調(diào)節(jié)整個(gè)放大器的放大倍數(shù)，本系統(tǒng)設(shè)定放大倍數(shù)為 50。通 過(guò)加法器電路以后，即使溫度為 0℃ 也能保證 A/D的輸入電壓為一較高的固定值。溫度信號(hào)的輸出值 400mV 到 1700mv 可以近似線形的代表 0 到 100 度的溫度值。為了提高系統(tǒng)的負(fù)載能力，將這兩組電源的輸出分別接到 LM324 組成的射隨電路，在 LM324 的 1 腳輸出一個(gè)穩(wěn)定的 穩(wěn)定電壓，在 8腳輸出一個(gè) 的穩(wěn)定電壓。所以溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后直接送入 ADS1110 中 , ADS1110 的輸出信號(hào)連入系統(tǒng)的虛擬 I2C總線上 和 。 鍵盤輸入模塊的設(shè)計(jì) 由于需要的按鍵數(shù)目較多，系統(tǒng)設(shè)計(jì)成行列式鍵盤，鍵值以掃描的形式輸入單片機(jī)四。用外 8155H 擴(kuò)展的鍵 盤結(jié)構(gòu)如圖所示 : +5v Vin+ GND SCL Vin SDA Vdd VT AGND +5V R1 10K R2 ADS1110 20 20 D034D133D232D331D430D529D628D727P A 04P A 13P A 22P A 31P A 440P A 539P A 638P A 737P B 018P B 119P B 220P B 321P B 422P B 523P B 624P B 725P C 014P C 115P C 216P C 317P C 413P C 512P C 611P C 710RD5WR36A09A18R E S E T35CS6U78 25 5P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07S1K E Y 2S5K E Y 2S9K E Y 2S 13K E Y 2S2K E Y 2S6K E Y 2S 10K E Y 2S 14K E Y 2S3K E Y 2S7K E Y 2S 11K E Y 2S 15K E Y 2S4K E Y 2S8K E Y 2S 12K E Y 2S 16K E Y 2R 50 11 0KR 50 21 0KR 50 31 0KR 50 41 0KV C C 圖 34 鍵盤電路 鍵盤電路，圖中的行線和列線均通過(guò)電阻接，當(dāng)鍵盤上沒(méi)有鍵閉合時(shí)，所有的行線和列線都斷開(kāi)，行線 PC0PC2 呈高電平。例如， 6 號(hào)鍵按閉合時(shí)，行線 PC0 和列線 PA6短路，此時(shí) PA6 的電平由 PC0 的電平所決定，如果把行線規(guī)定為微機(jī)的輸出口，列線接到微機(jī)的輸入口，則在微機(jī)的控制下，使行線線 PC0 為低電平 (0)，其余兩根行線 PCI、 PC2 都為高電平。如果 PC0 這一行上沒(méi)有鍵閉合，接著使線 PC1 為低電平，其余行線為高電平。這種逐行逐列地檢查鍵盤狀態(tài)的過(guò)程稱為對(duì)鍵盤的一次掃描。也可以采用中斷方式，當(dāng)鍵盤上有鍵閉合時(shí)，向CPU 請(qǐng)求中斷， CPU 響應(yīng)鍵盤輸入中斷請(qǐng)求，對(duì)鍵盤掃描，以識(shí)別那一個(gè)鍵處以閉合狀態(tài)，并對(duì)鍵輸入信息做出相應(yīng)處理。當(dāng)鍵盤有按鍵閉合時(shí)，閉合和斷開(kāi)的過(guò)程中會(huì)有抖動(dòng)現(xiàn)象的產(chǎn)生。單片機(jī)數(shù)據(jù)口 P0口直接與液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)口連接，單片機(jī)的 RD， WR作為液晶顯示模塊的讀，寫(xiě)控制信號(hào)，液晶顯示模塊 RST，掛在正負(fù) 5 上。液晶模塊就相當(dāng)于單片的外部存儲(chǔ)器一樣，單片機(jī)可以方便的控 制數(shù)據(jù)與指令的輸入輸出。數(shù)據(jù)入口地址為 8000H，此時(shí) CE為低電平選通， C/D 也為低電平，為數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)地址。所以對(duì)液晶的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)與指令代碼的操作必須先封鎖 81C55。本系統(tǒng)采用現(xiàn)有的液晶背光芯片 ELP60，該芯片可以驅(qū)動(dòng)液晶屏，足以滿足本系統(tǒng)的需要。有個(gè)引腳，外部雙向輸入輸出端口，同時(shí)內(nèi)含外中斷口，位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，全雙工串行通信口，讀寫(xiě)口線，可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，顯示技術(shù)也隨之不斷前進(jìn) 。 表 32液晶接口特性 管腳號(hào) 符號(hào) 功能 1 NC 背光輸入腳 2 NC 背光輸入腳 3 FG 框架 4 VSS 地 5 VDD 電源電壓 6 VEE 液晶電壓 7 WR 寫(xiě)數(shù)據(jù) 8 RD 讀數(shù)據(jù) 9 CE 片選信號(hào) 10 C/D 寫(xiě)命令 /寫(xiě)數(shù)據(jù) 11 RST 讀命令 /讀數(shù)據(jù) 12~19 D0~D7 數(shù)據(jù)線 24 24 20 FS 字選線 模塊應(yīng)用特點(diǎn)： （ 1）本模塊可直接適配于 8080MPU 的接口信號(hào)。 （ 3）允許 MPU 隨時(shí)訪問(wèn)顯示緩沖區(qū)，甚至可以進(jìn)行位操作。 （ 5）對(duì)模塊的操作都要進(jìn)行狀態(tài)字的判別。復(fù)位后可用開(kāi)。每次上電后，有必要進(jìn) 行一次軟復(fù)位。 （ 8）顯示窗口寬度行已由硬件設(shè)置為 128 行。 （ 10）顯示緩沖區(qū)可分為文本顯示區(qū)、圖形顯示區(qū)和 CGRAM 區(qū)。在文本顯示區(qū)一個(gè)單元對(duì)應(yīng)屏上的一個(gè)字符位點(diǎn)陣在圖形顯示區(qū)一個(gè)單元?jiǎng)t對(duì)應(yīng)屏上的點(diǎn)陣顯示位。 （ 12）本模塊的控制指令有的需要參數(shù)，參數(shù)的輸入在指令代碼輸入之前。 通訊模塊的設(shè)計(jì) 串口通訊協(xié)議 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織在開(kāi)放系統(tǒng)互連標(biāo)準(zhǔn)中定義了各層次的網(wǎng)絡(luò)參考模型，它們分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。 串口通信數(shù)據(jù)量少，不需要很復(fù)雜的語(yǔ)法和語(yǔ)意表達(dá)，在端對(duì)端的情況下，路由選擇的問(wèn)題比較簡(jiǎn)單，因此僅僅選擇實(shí)現(xiàn)了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。發(fā)送時(shí)，因?yàn)槲锢韺硬魂P(guān)心數(shù)據(jù)的語(yǔ)法和語(yǔ)義，因此不需要連接層的拼裝功能應(yīng)用層把數(shù)據(jù)直接發(fā)送給物理層。另外，與不同硬件相關(guān)的驅(qū)動(dòng)程序各自獨(dú)立，可單獨(dú)修改而互不影響。 RS232 標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)與等 BELL 公司一起開(kāi)發(fā)與 1969 年公布的通信協(xié)議。 RS232 幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： (1)RS232 應(yīng)用范圍廣泛。史新的計(jì)算機(jī)現(xiàn)在支持其他諸如 USB 這樣的串行接日，但是 RS232 可以做很多 USB 無(wú)法進(jìn)行的工作 。連接距離可以達(dá) 50100 英尺 (1530 米 )。 (3)對(duì)于雙向連接，只需 3 條導(dǎo)線。 串行通信的連接層 (即數(shù)據(jù)鏈路 層 )是一種低級(jí)的通信協(xié)議，該協(xié)議利用發(fā)送和接收特殊的控制字符以確保信息可靠地發(fā)送和接收，串行通信協(xié)議分異步協(xié)議 26 26 和同步協(xié)議。同步通信協(xié)議是指將許多字符組成一個(gè)信息組，這樣字符可以一個(gè)接一個(gè)地傳輸，但是在每組信息 (通常稱為幀 )的開(kāi)始要加上同步字符，在沒(méi)有信息要傳輸時(shí)，要填上空字符，因?yàn)橥絺鬏敳辉试S有間隙。當(dāng)然，對(duì)同一個(gè)傳輸過(guò)程，所有字符對(duì)應(yīng)同樣的數(shù)位，比如說(shuō) n 位。同步傳輸時(shí)，一個(gè)信息幀中包含許多字符，每個(gè)信息幀用同步字符作為開(kāi)始，一般將同步字符和空字符用同一個(gè)代碼。接收端當(dāng)然是應(yīng)該能識(shí)別同步字符的，當(dāng)檢測(cè)到有一串?dāng)?shù)位和同步字符相匹配時(shí)，就認(rèn)為開(kāi)始一個(gè)信息幀，于是，把此后的數(shù)位作為實(shí)際傳輸信息來(lái)處理。同步通信較復(fù)雜，雙方時(shí)鐘的允許誤差較小。 （ 3）通信效率異步通信低，同步通信高。起止式異步協(xié)議的特點(diǎn)是一個(gè)字符接一個(gè)字符傳輸，并且傳送一個(gè)字符總是以起始位開(kāi)始，字符之間沒(méi)有固定的時(shí)間間隔要求， 間間隔要求，因?yàn)檫@種格式是靠起始位和停止位來(lái)實(shí)現(xiàn)字符的界定或同步的，故稱為起始式協(xié)議。 起 /止位的作用 : 起始位實(shí)際上是作為聯(lián)絡(luò)信號(hào)附加進(jìn)來(lái)的，當(dāng)它變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，告訴收方傳送開(kāi)始。而停止位標(biāo)志一個(gè)字符的結(jié)束， 它的出現(xiàn)，表示一個(gè)字符傳送完畢。傳送開(kāi)始前，發(fā)收雙方把所采用的起止式格式 (包括字符的數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度，停止位位數(shù)，有無(wú)校驗(yàn)位以及是奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)等 )和數(shù)據(jù)傳輸速率作統(tǒng)一規(guī)定。當(dāng)收到系列的“ 1” (停止位或空閑位 )之后，檢測(cè)到一個(gè)下跳沿， 27 27 說(shuō)明起始位出現(xiàn)，起始位經(jīng)確認(rèn)后，就開(kāi)始接收所規(guī)定的數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位以及停止位。一個(gè)字符接收完畢，接收設(shè)備有繼續(xù)測(cè)試傳輸線，監(jiān)視 “0”電平的到來(lái)和下一個(gè)字符的開(kāi)始，直到全部數(shù)據(jù)傳送完畢。若接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備兩者的時(shí)鐘頻率略有偏差，這也不會(huì)因偏差的累積而導(dǎo)致錯(cuò)位，加之字符之間的空閑位也為這種偏差提供一種緩沖，所以異步串行通信的可靠性高。 通訊模塊與單片機(jī)的接口電路 MAX232 與單片機(jī)的典型接口電路如圖 36 所示，其中電容 C40 C40 C40C404 與 232 芯片共同構(gòu)成一組倍壓電路為芯片提供 232 驅(qū)動(dòng)電壓。通過(guò)此連接系統(tǒng)可以完成與外界的通訊。系統(tǒng)輸出與電磁閥的接口電路。系統(tǒng)上電時(shí)處于閉合狀態(tài)，當(dāng)接收到控制信號(hào)時(shí)， PB0 為高電平，三級(jí)管導(dǎo)通， 24V 電壓加到電磁閥上，電磁閥處于開(kāi)通狀態(tài)。但是由于電磁閥屬于感性負(fù)載會(huì)在關(guān)閉的瞬間在 2腳處產(chǎn)生一個(gè)很高的沖擊電壓，容易擊穿三級(jí)管，所以加入一個(gè)反向續(xù)流二極管。 系統(tǒng)需要輸出控制得電磁閥一共有 三個(gè)，其他連個(gè)的連接電路與工作原理與上面電 路類同，不再詳細(xì)敘述。開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)壓精度高，但是只能穩(wěn)定一路電壓。固單純的選開(kāi)關(guān)電源既不經(jīng)濟(jì)也無(wú)法滿足系統(tǒng)的要求。 系統(tǒng)電源模塊的原理圖如圖所示，系統(tǒng)共需要直流穩(wěn)壓電源為系統(tǒng)供電。 電網(wǎng)電壓經(jīng)過(guò)變壓器與橋式整流電路后變成直流電。經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓塊后產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓。由于和一所提供的負(fù)載電流很低所以可以直接將其連接到穩(wěn)壓塊和一穩(wěn)壓塊的后端，節(jié)省了變壓器副端的輸出。按照原理框圖劃分為若 干子功能塊，在壓力信號(hào)采集電路中詳細(xì)的介紹了壓力變送器的選取原則和位的使用，單片機(jī)用兩個(gè)輸入輸出口線來(lái)虛擬總線中的、通過(guò)控制總線的高低電平來(lái)完成數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)，A/D 轉(zhuǎn)換器的輸出以串行方式讀入單片機(jī)，克服了單片機(jī)口線不足的缺點(diǎn)在溫度信號(hào)采集電路中詳細(xì)介紹了鉑電阻測(cè)溫電路的特點(diǎn)，三線制測(cè)量可以有效消除導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)溫電路的影響，加法器電路可以提高溫度信號(hào)的輸出電壓，解決了習(xí)轉(zhuǎn)換器輸入電壓在零點(diǎn)不精確的問(wèn)題顯示電路中，圖形點(diǎn)陣式液晶的選取是本系統(tǒng)的特色，系統(tǒng)的測(cè)量界面可以以漢字形