【正文】 尋址，它不會接收到應(yīng)答信號，因為該地址處沒有器件將 SDA 線拉低。 在主機完成與從機的通信后，它會發(fā)出一個停止條件。在發(fā)出停止條件后，總線再次空閑。主機也可發(fā)出另一個開始條件，在總線處于激活狀態(tài)時，若發(fā)出一個開始條件則要求一個重復(fù)的開始條件。 ② ADS1110 的 I2C地址 ADS1110 的 I2C 地址是 1001aaa，其中 aaa 是出廠時的默認(rèn)設(shè)置。 ADS1110有 8 種不同的類型，每種類型都有一個不同的 I2C 地址。例如， ADS1110A0 的地址為 1001000，而 ADS1110A3 的地址則為 1001011. ③對 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，要對 ADS1110 尋址，并從器件中讀出三個字節(jié)。前面的兩個字節(jié)是輸出寄存器的內(nèi)容，第三個字節(jié)是配置寄存器的內(nèi)容，并不總是需要從 ADS1110 中讀取三個字節(jié)，如果只需要 輸出寄存器的內(nèi)容則只需讀兩個字節(jié)。從 ADS1110 中讀取 多于三個字節(jié)的值是無效的，從第四個字節(jié)開始的所有字節(jié)將為 FFH。 ④ 對 ADS1110 的寫操作 用戶可寫新的內(nèi)容至配置寄存器，但不能更改輸出寄存器的內(nèi)容。為了做到這一點，要對 ADS1110 尋址以進(jìn)行寫操作，并對 ADS1110 寫入一個字節(jié)。這個字節(jié)被寫入配置寄存器中，對 ADS1110 寫入多個字節(jié)到 ADS1110 無效， ADS1110 將忽略第一個字節(jié)以后的任何輸入字節(jié)，并且它只對第一個字節(jié)做出應(yīng)答。 ADS1110 與單片機的硬件連接 16 16 圖 31 與單片機連接電路圖 圖 31與單片機連接電路圖所示為與單片機連接電路。因為本身沒有集成接口電路，因此需要用其接口來模擬實現(xiàn)接口電路，這里選用和兩個引腳來模擬總線的兩個引腳： 作為數(shù)據(jù)腳，它的作用是由主機和從機來驅(qū)動它以傳送數(shù)據(jù) 。 作為時鐘引腳，由主機來驅(qū)動它，以產(chǎn)生傳送數(shù)據(jù)所需要的時鐘信號，時鐘信號通過對單片機編程產(chǎn)生。 數(shù)據(jù)線和時鐘線都需要上拉電阻，因為總線驅(qū)動器是漏極開路驅(qū)動器，這些電阻的大小取決于總線的工作速度和總線電容阻值。較高的電阻功耗較低，但會延長總線的轉(zhuǎn)換時間，限制總線速度阻值較低的電阻，允許總線 高速運轉(zhuǎn)，但功耗較高。長總線的電容高，需要較小的上拉電阻來補償，電阻不應(yīng)太小，如果電阻太小，總線驅(qū)動器可能不能將總線拉 低。上拉電阻的典型值一般為 1k~10k ，本課題采用 10k 上拉電阻 。 溫度信號采集電路的設(shè)計 溫度信號處理電路 鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數(shù)關(guān)系而制成的溫度傳感器，由于其測量準(zhǔn)確度高、測量范圍大、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好等，被廣泛用于中溫“范圍的溫度測量中。圖溫度信號處理電路用鉑電阻組成的電橋電路被廣泛的應(yīng)用在各種測溫電路中，但在這種檢測電路中，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量來了一定的誤差，所以往往難以達(dá)到較高的指標(biāo)要求。必須使用硬件補償或軟件查表等方法來對系統(tǒng)的非線性進(jìn)行補償。軟件查表補償方法可以簡化系統(tǒng)硬件電路的復(fù)雜度，方便器件的選取等優(yōu)點。但是查表法來實現(xiàn)非線性補償大大的增加了系統(tǒng)軟件設(shè)計的復(fù)雜度，同時對系統(tǒng)精度的提高幫助有限。本系統(tǒng)采用非平衡電橋結(jié)合模擬校正電路來實現(xiàn)對溫度信號的處理，硬件電路簡單可靠，同時又大大地提高了鉑電阻測溫的精度，并且考慮到轉(zhuǎn)換器存在一定的死區(qū)，用一個加法器將系統(tǒng)的輸出信號提高一個固定的電平。溫 度采集電路如圖所示測溫電路采用典型的鉑電阻電橋電路，線制連接。線制可以把導(dǎo)線電阻對測量結(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 測溫電路采用典型的鉑電阻電橋電路， 3 線制連接。 3 線制可以把導(dǎo)線電阻對測量結(jié)果的影響降到最低，連接如圖 32所示。 鉑電阻的溫度特性如下 : 當(dāng)溫度為 78℃ ~0℃時 : ? ? ]100102 7 3 7 3 8 0 0 8 0 [100 31221263 tttttRt ??????????? ???? (32) 當(dāng)溫度為 0~600℃時 : )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)測溫度，所以只考慮鉑電阻在 0至 600 度范圍內(nèi)的溫度特性。設(shè)電橋兩端的輸出電壓分別為 V+和 V，導(dǎo)線電阻為 r，則 : rRtR rRtVVcc 2117 2 ?????? (34) rRR rRVV cc 2100116 2100 ?? ???? 18 18 (35) 當(dāng) R116=R117=10kR100=100 時， 放大器的輸入電壓為 : rRR RRtVVVV ccin 2100116 100_ ??????? ? (36) 由公式 (36)可以知道系統(tǒng) 3 線制連接可以基本消除導(dǎo)線電阻對測溫電路的影響。 將式 (34)代入式 (36)得，其中 : rRR VK CC 2100116 ???? (37) CCVrRRK 2100116 52 ????? (38) 二次項對整個系統(tǒng)的影響很小，但是為了降低其影響，放大電路加入了一個正反 饋 R119，其值為 150K。正反饋電阻的加入起到了線性化的作用，降低了二次項對整個系統(tǒng)的影響溫度在 0至 100 度之間，放大器的輸出 K與溫度的關(guān)系可以基本認(rèn)定為線性的。調(diào)整電位器 RP103 就可以調(diào)節(jié)整個放大器的放大倍數(shù)，本系統(tǒng)設(shè)定放大倍數(shù)為 50。放大器輸出在經(jīng)過一個加法器電路輸出 : 2 22 reft VVV ?? (39) Vref2的值可以通過調(diào)整電位器 RP104 來進(jìn)行調(diào)整，其目的是消除 A/D在零點采樣不精確所帶來的誤差。通 過加法器電路以后，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。溫度處理信號調(diào)試時，首先用 100? 的電阻替換Rt，通過調(diào)節(jié) RP104 使溫度信號的輸出值為 400mV，然后用 ? (100℃時鉑電阻的阻值 )的電阻替換 Rt，通過調(diào)節(jié)電位器 RP103 使溫度信號的輸出值為1700mV。溫度信號的輸出值 400mV 到 1700mv 可以近似線形的代表 0 到 100 度的溫度值。 此測溫電路共需要兩組精密電源為其供電， TL431 就是能同時提供兩組穩(wěn)定電壓輸出的穩(wěn)壓管， 12V 電源流經(jīng)限流電阻 R126 后在 TL431 的 1 腳產(chǎn)生 的 19 19 穩(wěn)壓輸出，再流經(jīng)限流電阻 R114 和 R115 后在 2腳產(chǎn)生一個 的穩(wěn)壓輸出。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 腳輸出一個穩(wěn)定的 穩(wěn)定電壓，在 8腳輸出一個 的穩(wěn)定電壓。 溫度處理信號與單片機的連接電路 由于 ADS1110 支持 I2C 總線協(xié)議，可以同時連接個從設(shè)備。所以溫度信號經(jīng)過處理后直接送入 ADS1110 中 , ADS1110 的輸出信號連入系統(tǒng)的虛擬 I2C總線上 和 。溫度信號采集電路與單片機的接口與壓力信號的接口基本相同，如圖所示 : 圖 33 溫度信號與單片機的連接電路 人機界面的設(shè)計 人機界面主要是鍵盤輸入模塊和液晶顯示模塊，是嵌入式設(shè)計的常用外設(shè)模塊。 鍵盤輸入模塊的設(shè)計 由于需要的按鍵數(shù)目較多，系統(tǒng)設(shè)計成行列式鍵盤，鍵值以掃描的形式輸入單片機四。掃描式鍵盤需占用單片機較多的輸入輸出口線，使用可編程芯片來擴展。用外 8155H 擴展的鍵 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電阻接，當(dāng)鍵盤上沒有鍵閉合時，所有的行線和列線都斷開，行線 PC0PC2 呈高電平。當(dāng)鍵盤上某一個鍵閉合時，該鍵所對應(yīng)的行線與列線短路。例如， 6 號鍵按閉合時，行線 PC0 和列線 PA6短路，此時 PA6 的電平由 PC0 的電平所決定，如果把行線規(guī)定為微機的輸出口，列線接到微機的輸入口，則在微機的控制下，使行線線 PC0 為低電平 (0)，其余兩根行線 PCI、 PC2 都為高電平。然后微機通過輸入口讀列線的狀態(tài)，如果 PA0~PA7 都為高電平，則 PC0 這一 行上沒有鍵閉合，如果讀出的列線狀態(tài)不全為高電平，則8155 21 21 為低電平的列線和 PC0 相交的鍵處于閉合狀態(tài) 。如果 PC0 這一行上沒有鍵閉合，接著使線 PC1 為低電平，其余行線為高電平。用同樣的方法檢查 PC1這一行上有無鍵閉合，以此類推，然后使行線 PC2 為低電平，其余的行線為高電平，檢查PC2 這一行上是否有鍵閉合。這種逐行逐列地檢查鍵盤狀態(tài)的過程稱為對鍵盤的一次掃描。 CPU 對鍵盤的掃描可以采取程序控制的隨機方式， CPU 在空閑時掃描鍵盤，也可以采取定時控制方式，每隔一定的時間， CPU 對鍵盤掃描一次， CPU可以隨時響應(yīng)鍵盤輸入請求 。也可以采用中斷方式，當(dāng)鍵盤上有鍵閉合時，向CPU 請求中斷， CPU 響應(yīng)鍵盤輸入中斷請求，對鍵盤掃描，以識別那一個鍵處以閉合狀態(tài)，并對鍵輸入信息做出相應(yīng)處理。 CPU 對鍵盤上閉合鍵鍵號的確定，可以根據(jù)行線和列線的狀態(tài)計算求得，也可以根據(jù)行線和列線狀態(tài)查表求得。當(dāng)鍵盤有按鍵閉合時，閉合和斷開的過程中會有抖動現(xiàn)象的產(chǎn)生。抖動時間長短和開關(guān)的機械特性有關(guān)，一般為 5~10ms，中間狀態(tài)為穩(wěn)定地閉合期，其時間由按鍵動作所確定，一般為十分之幾秒到幾秒，為了保證 CPU對鍵盤的閉合做一次處理并且僅一次處理，在軟件中必須設(shè)置去抖 動，在鍵的穩(wěn)定閉合或斷開時讀鍵盤的狀態(tài)，并判斷出鍵由閉合到釋放時，再作鍵輸入處理 . 液晶接口電路的設(shè)計 液晶模塊與單片機的接口電路如圖所示 : 22 22 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U1A T 8 9C 51P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07Y 10 11 2MC 10 2 3 0PC 10 13 0pR10210