DZ214單片機控制制冷機來達到控制溫度

DZ214單片機控制制冷機來達到控制溫度,dz214,單片機,控制,節(jié)制,制冷機,達到,到達,溫度 長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文1第一章 緒論1.1 選題背景本設(shè)計是利用單片機控制制冷機來達到控制溫度的目的.制冷機是我國目前各行業(yè)技術(shù)改造和進行設(shè)備引進所急需的配套設(shè)備，也是提高產(chǎn)品質(zhì)量，企業(yè)升級的重要設(shè)備。廣泛的應(yīng)用與汽車，機械，紡織，化工，儀器儀表，電子，醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)。在工業(yè)上，壓縮空氣作為一種僅次于電力的第二大動力源，以被廣大企業(yè)界所公認壓縮式制冷機：該種制冷機由電動機提供機械能，通過壓縮機對制冷系統(tǒng)作功。制冷系統(tǒng)利用低沸點的制冷劑，蒸發(fā)時，吸收汽化熱的原理制成的。其優(yōu)點是壽命長，使用方便，目前世界上 91～95％的制冷機屬于這一類。一般制冷機的絕大多數(shù)都是壓縮型。吸收型屬于少數(shù)。壓縮型的制冷機中的液體制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，變成制冷劑氣體。這氣體被活塞和氣缸組成的壓縮機壓縮后導(dǎo)入冷凝器中，在這里氣體再被冷凝器成為液體制冷劑。壓縮機中電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運動，氣缸中的制冷劑被往復(fù)運動所壓縮。也就是說壓縮機相當(dāng)于人體的心臟，起到了循環(huán)血液的作用如下圖就是一個封閉式壓縮機。 圖 1.1 封閉式壓縮機封閉型壓縮機的電動機是直接和壓縮部分相連接的。壓縮機全體成為一個整體裝起來，另外為了避免產(chǎn)生熱量，以致溫度上升，電動機用制冷機油和制冷氣體進行冷卻。國外溴化鋰制冷機的發(fā)展過程美國是溴化鋰制冷機的創(chuàng)始國，目前日本、前蘇聯(lián)等國的溴冷機也都有較大的發(fā)展。美國開利公司于 1945 年試制出第一臺制冷量為 523KW（45×10 4kcal/h）的單效溴冷機，開創(chuàng)了利用溴化鋰水溶液為工質(zhì)對做為吸收劑的吸收式制冷新領(lǐng)域。美國不僅創(chuàng)造了單效溴冷機，而且在世界上又率先研制出了雙效溴冷機?，F(xiàn)已研制出了直燃型、熱長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文2水型和太陽能型等新型溴冷機。同時還研制了冷溫水機組和吸收式熱泵等新機組。日本一家汽車公司于 1959 年研制出制冷量為 689KW（60×10 4kcal/h）的單效溴冷機，1962 年茬原制造所又研制出雙效溴冷機。日本溴冷機無論在生產(chǎn)數(shù)量、性能指標、應(yīng)用范圍和新技術(shù)、新產(chǎn)品研制等方面，均超過了美國，成為世界上溴冷機研究與生產(chǎn)領(lǐng)先的國家。特別是燃氣兩效溫水機組的產(chǎn)量很大，約占世界上溴冷機生產(chǎn)總臺數(shù)的2/3；目前已致力于第三種吸收式熱泵和溴化鋰熱電并供機組的研制工作。前蘇聯(lián)奔薩化工廠于 1965 年研制出 2908KW（250×10 4kcal/h）溴冷機。目前溴冷機的應(yīng)用范圍已從化纖廠擴展到其它紡織廠、橡膠廠釀酒廠、化工廠、冶金廠和核電站。中國溴化鋰制冷機的發(fā)展過程我國研制溴冷機起步于 60 年代初期，至今已有四十多年，其發(fā)展過程大體分為四個階段： 研制階段 60 年代初船舶總公司 704 所（原六機部 704 所）、一機部通用機械研究所與高等院校以及設(shè)備制造廠通力合作，試制了兩臺樣機。1966 年上海第一冷凍機廠試制出了制冷量 1160KW（100×10 4kcal/h）全鋼結(jié)構(gòu)的單效溴冷機，安裝于上海國棉十二廠。60 年代末期，許多單位都著手研制單效溴冷機，這一研制工作持續(xù)到了 70年代初期。單效機生產(chǎn)應(yīng)用階段 70 年代初先后有上海、青島、天津、北京和長沙等地的棉紡廠為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要，各自設(shè)計與制造了單效溴冷機。繼而更多地區(qū)也都自行設(shè)計制造單效溴冷機，尤以上海、天津兩地更為突出。以天津為例，70 年代初至 80 年代初，制造出 3480KW（300×10 4kcal/h）大型溴冷機七臺，總制冷能力達到24360KW（2100×10 4kcal/h）。單效溴冷機在這一時期雖然有了較大發(fā)展，但仍有許多問題尚待解決，如嚴重的腐蝕、冷量的衰減和機器的壽命等，限制了溴冷機的進一步發(fā)展。 雙效機生產(chǎn)應(yīng)用階段 80 年代初期開始研制雙效溴冷機，并于 1982 年由開封通用機械廠生產(chǎn)出 1744KW（150×10 4kcal/h）雙效溴冷機組。雙效機組的熱力系數(shù)可提高到 1.1 以上，而單效機組一般為 0.6～0.7，雙效機組的蒸汽單耗比單效機減少約1/2，冷卻水量減少約 1/3，是值得提倡的節(jié)能型制冷機組。86 年我廠研制出省內(nèi)首臺雙效溴冷機 1160KW（100×10 4kcal/h）并首家通過省級鑒定。 多種新型機研制應(yīng)用階段 80 年代末期國家計委提出，凡有蒸汽等熱源的地區(qū)要發(fā) 展 溴 冷 機 ； 1991 年 我 國 在 世 界 禁 用 氟 里 昂 （ CFC） 生 產(chǎn) 與 使 用 的 “蒙 特 利 爾 議 定 書 ”上 簽 了 字 ， 這 對 進 一 步 發(fā) 展 溴 冷 機 創(chuàng) 造 了 良 好 條 件 。 大 專 院 校 、 科 研 院 所 和 制 造 廠 家長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文3共 同 協(xié) 力 ， 一 方 面 在 加 緊 改 進 與 提 高 雙 效 溴 冷 機 的 加 工 技 術(shù) 和 性 能 水 平 ， 另 一 方 面 也竟 相 研 制 新 型 的 多 種 溴 冷 機 。 現(xiàn) 已 推 出 的 和 正 在 研 制 的 有 熱 水 型 、 直 燃 型 、 低 壓 型 、降 膜 式 溴 冷 機 和 吸 收 式 熱 泵 等 。 溴 化 鋰 溶 液 的 特 性在 溴 化 鋰 吸 收 式 制 冷 機 中 ， 水 作 為 制 冷 劑 用 來 產(chǎn) 生 冷 效 應(yīng) ， 溴 化 鋰 溶 液 作 為 吸 收 劑 ，用 來 吸 收 產(chǎn) 生 冷 效 應(yīng) 后 的 冷 劑 蒸 汽 。 因 此 ， 水 和 溴 化 鋰 溶 液 組 成 制 冷 機 中 的 工 質(zhì) 對 。 溴 化 鋰 水 溶 液 是 由 固 體 的 溴 化 鋰 溶 質(zhì) 溶 解 在 水 溶 劑 中 而 成 。 常 壓 下 ， 水 的 沸 點 是100℃ ， 而 溴 化 鋰 的 沸 點 為 1265℃ 。 供 制 冷 機 應(yīng) 用 的 溴 化 鋰 ， 一 般 以 水 溶 液 的 形 式 供應(yīng) 。 性 狀 為 無 色 透 明 液 體 ； 濃 度 不 低 于 50％ ； 水 溶 液 PH 值 8 以 上 。20℃ 時 溴 化 鋰 溶 解 至 飽 和 時 量 為 111.2 克 ， 即 溴 化 鋰 的 溶 解 度 為 111.2 克 。 溶 解 度 的大 小 與 溶 質(zhì) 和 溶 劑 的 特 性 的 關(guān) ， 還 于 溫 度 有 關(guān) ， 一 般 隨 溫 度 升 高 而 增 大 ， 當(dāng) 溫 度 降 低時 ， 溶 解 度 減 小 ， 溶 液 中 會 有 溴 化 鋰 的 晶 體 析 出 而 形 成 結(jié) 晶 現(xiàn) 象 。 這 一 點 在 溴 冷 機 中是 非 常 重 要 ， 運 行 中 必 須 注 意 結(jié) 晶 現(xiàn) 象 ， 否 則 常 會 由 此 影 響 制 冷 機 的 正 常 運 行 。溴 化 鋰 溶 液 對 普 通 金 屬 有 腐 蝕 作 用 。 尤 其 在 有 氧 氣 存 在 的 情 況 下 腐 蝕 更 為 嚴 重 。溴 化 鋰 制 冷 原 理溴 化 鋰 吸 收 式 制 冷 原 理 和 蒸 汽 壓 縮 制 冷 原 理 有 相 同 之 處 ， 都 是 利 用 液 態(tài) 制 冷 劑 在 低 溫 、低 壓 條 件 下 ， 蒸 發(fā) 、 汽 化 吸 收 載 冷 劑 的 熱 負 荷 ， 產(chǎn) 生 制 冷 效 應(yīng) 。 所 不 同 的 是 ， 溴 化 鋰吸 收 式 制 冷 是 在 利 用 “溴 化 鋰 -水 ”組 成 的 二 元 溶 液 為 工 質(zhì) 對 ， 完 成 制 冷 循 環(huán) 的 。 在 溴 化 鋰 吸 收 式 制 冷 機 內(nèi) 循 環(huán) 的 二 元 工 質(zhì) 中 ， 水 是 制 冷 劑 。 水 在 真 空 狀 態(tài) 下 蒸 發(fā) ， 具有 較 低 的 蒸 發(fā) 溫 度 （ 6℃ ） ， 從 而 吸 收 載 冷 劑 熱 負 荷 ， 使 之 溫 度 降 低 。 溴 化 鋰 水 溶 液 是吸 收 劑 ， 在 常 溫 和 低 溫 下 強 烈 地 吸 收 水 蒸 氣 ， 但 在 高 溫 下 又 能 將 其 吸 收 的 水 分 釋 放 出來 。 吸 收 與 釋 放 周 而 復(fù) 始 制 冷 循 環(huán) 不 斷 。 制 冷 過 程 中 的 熱 能 為 蒸 汽 ， 也 可 叫 動 力 。傳 統(tǒng) 的 測 控 方 法 ， 由 于 從 測 量 到 顯 示 采 用 模 擬 方 式 ， 數(shù) 據(jù) 采 集 速 度 慢 ， 不 具 備 實 時 性 ，抗 干 擾 能 力 差 。 精 度 測 量 完 全 依 賴 于 硬 件 特 性 ， 因 為 不 具 備 軟 件 線 性 化 處 理 功 能 ， 傳感 器 的 非 線 性 嚴 重 影 響 測 控 精 度 。 而 采 用 線 性 化 好 的 傳 感 器 又 增 加 了 測 控 系 統(tǒng) 成 本 ，因 此 ， 為 保 證 安 全 生 產(chǎn) ， 提 高 生 產(chǎn) 效 率 ， 必 須 對 傳 統(tǒng) 的 測 控 方 法 加 以 改 進 。自 單 片 機 問 世 以 來 ， 與 其 相 關(guān) 的 測 控 儀 器 也 應(yīng) 運 而 生 ， 尤 其 是 數(shù) 字 測 控 技 術(shù) 單 片 機 的結(jié) 合 。 單 片 機 技 術(shù) 的 發(fā) 展 更 是 以 高 效 率 。 高 精 度 ， 多 功 能 的 優(yōu) 勢 逐 漸 取 代 傳 統(tǒng) 工 業(yè) 生產(chǎn) 過 程 的 模 擬 測 試 手 段 。 與 傳 統(tǒng) 的 測 控 技 術(shù) 相 比 ， 智 能 化 測 控 系 統(tǒng) 具 有 以 下 幾 個 優(yōu) 點 ：（ 1） 具 有 高 精 度 ， 高 靈 敏 性 和 高 可 靠 性 等 優(yōu) 點 。（ 2） 具 有 直 觀 ， 操 作 方 便 等 功 能 。長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文4（ 3） 具 有 很 強 的 抗 干 擾 能 力 。（ 4） 可 高 速 采 集 數(shù) 據(jù) ， 具 有 實 時 性 。（ 5） 具 有 數(shù) 據(jù) 智 能 化 處 理 功 能 ， 一 般 具 有 自 動 校 零 和 自 動 處 理 功 能 。（ 6） 具 有 自 動 循 環(huán) 檢 測 和 自 動 診 斷 能 力 。1.2 壓縮機的分類和工作原理1.2.1 空氣壓縮機的分類空氣機分為：1、速度式；2、容積式；容積式又分為回轉(zhuǎn)式和往復(fù)式；回轉(zhuǎn)式：（1）轉(zhuǎn)子式；（2）螺桿式；（3）滑片式。往復(fù)式：（1）活塞式；（2）膜式?？諝鈮嚎s機按工作原理可分為速度式和容積式兩大類。速度式：是靠氣體在高速旋轉(zhuǎn)葉輪的作用，得到較大的動能，隨后在擴壓裝置中急劇降速，使氣體的動能轉(zhuǎn)變成勢能，從而提高氣體壓力。速度式主要有離心式和軸流式兩種基本型式。容積式：是通過直接壓縮氣體，使氣體容積縮小而達到提高氣體壓力的目的、容積式根據(jù)氣缸測活塞的特點又分為回轉(zhuǎn)式和往復(fù)式兩類。氧艙配制的空壓機多數(shù)采用容積式?；剞D(zhuǎn)式：活塞作旋轉(zhuǎn)運動，活塞又稱為轉(zhuǎn)干，轉(zhuǎn)子數(shù)量不等，氣缸形狀不一?；剞D(zhuǎn)式包括有轉(zhuǎn)子式、螺桿式、滑片式等。往復(fù)式：活塞做往復(fù)運動，氣缸呈圓筒形。往復(fù)式包括有活塞式和膜式兩種，其中活塞式是目前應(yīng)用最廣泛的一種類型。氧艙用空壓機絕大多數(shù)采用活塞式。活塞式空壓機的分類、型號表示方法、結(jié)構(gòu)特點及工作原理介紹如下：活塞式空壓機一般以排氣壓力、排氣量（容積流量）、結(jié)構(gòu)型式和結(jié)構(gòu)特點進行分類。1．按排氣壓力高低分為：低壓空壓機 排氣壓力≤1.0MPa中壓空壓機 1.0MPa＜排氣壓力≤10MP a高壓空壓機 10MPa＜排氣壓力≤100MPa2．接排氣量大小分為：小型空壓機 1m 3／min＜排氣量≤10m 3／min中型空壓機 10m 3／min＜排氣量≤100m 3／min大型空壓機 排氣量＞100m 3／min長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文5空壓機的排氣量指吸入狀態(tài)自由氣體流量。一般規(guī)定：軸功率＜15KW、排氣壓力≤1.4MP a為微型空壓機。3．按氣缸中心線與地面相對位置分為：立式空壓機——氣缸中心線與地面垂直布置。角度式空壓機——氣缸中心線與地面成一定角度（V 型、W 型、L 型等）。臥式空壓機——氣缸中心線與地面平行，氣缸布置在曲軸一側(cè)。對動平衡式空壓機——氣缸中心線與地面平行，氣缸對稱布置在曲軸兩側(cè)。4 按結(jié)構(gòu)特點分為：單作用——氣體僅在活塞一側(cè)被壓縮。雙作用——氣體在活塞兩側(cè)被壓縮。水冷式——指氣缸帶有冷卻水夾套，通水冷卻。風(fēng)冷式——氣缸外表面鑄有散熱片，空氣冷卻。固定式——空壓機組固定在地基上。移動式——空壓機組置于移動裝置上便于搬移。有油潤滑——指氣缸內(nèi)注油潤滑，運動機構(gòu)潤滑油循環(huán)潤滑。無油潤滑——指氣缸內(nèi)不注油潤滑，活塞和氣缸為干運轉(zhuǎn)，但傳動機構(gòu)由潤滑油循環(huán)潤滑。全無油潤滑——氣缸內(nèi)傳動機構(gòu)均無油潤滑。1.2.2 空壓機的組成及工作原理1．空壓機主要組成部分：機體部分：包括機身（曲軸箱）、曲軸、連桿、十字頭等部件，其作用是傳遞動力，連接基礎(chǔ)與氣缸部分，將電機軸的旋轉(zhuǎn)運動變成十字頭的往復(fù)直線運動。壓縮部分：包括氣缸、活塞、氣閥、填料等部件，其作用是形成壓縮容積和防止氣體泄漏。輔助部分：包括進氣濾清器、油水分離器、冷卻器、安全閥、氣量調(diào)節(jié)裝置、各種指示監(jiān)控儀表及氣、水、油管路系統(tǒng)，其作用是確?？諌簷C安全可靠運行。2．空壓機的工作原理 空壓機的工作過程可分成膨脹、吸入、壓縮和排出四個階段。膨脹：當(dāng)活塞向下移動時，氣缸的容積增大，壓力下降，原先存留在氣缸中的氣體（因余隙容積存在）不斷膨脹。長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文6吸入：當(dāng)氣缸內(nèi)壓力降到稍小于進氣管中的氣體壓力，進氣管中的氣體便項開吸氣閥片進入氣缸內(nèi)，隨著活塞的繼續(xù)下移，氣體不斷進入缸內(nèi)直至活塞下移到最低點（又稱內(nèi)止點）為止。壓縮：當(dāng)活塞從內(nèi)止點向上移動時，氣缸內(nèi)容積逐漸縮小，即開始將氣缸內(nèi)氣體進行壓縮。由于吸氣閥有止逆作用，放氣缸內(nèi)氣體不能倒流向進氣管中，排氣管中的氣體壓力在此時仍高于缸內(nèi)氣體壓力，所以氣缸內(nèi)氣體也無法項開排氣閥片，又由于排氣閥也有止逆作用，故排氣管中的氣體也不能進入氣缸內(nèi)，當(dāng)活塞繼續(xù)上移時，氣缸內(nèi)容積進一步縮小，使缸內(nèi)氣體壓力不斷升高。排出：隨著活塞繼續(xù)上移，當(dāng)氣缸內(nèi)氣體壓力升高至稍大于排氣管中的氣體壓力時，缸內(nèi)氣體便項開排氣閥片進入排氣管中，并不斷排出，直至活塞移到最上端（又稱外止點）為止，然后活塞又開始向下移動，重復(fù)上述動作。活塞在氣缸內(nèi)連續(xù)不斷地往復(fù)運動，便氣缸循環(huán)地吸入和排出氣體，活塞的每一次來回稱為一個工作循環(huán)；活塞從內(nèi)止點移至外止點的距離叫做活塞行程。 1.3 制冷機溫度控制要求本文主要設(shè)計了溫度控制環(huán)節(jié)，而溫度控制環(huán)節(jié)則要求設(shè)備完成后，通過現(xiàn)場的實際測量數(shù)據(jù)來給出一個更寬的范圍以滿足系統(tǒng)的要求。制冷機溫度控制器的技術(shù)要求：1 顯示屏：（1）四位顯示（2）24 小時時間和溫度顯示（3）故障代碼顯示2 功能鍵：（1） 啟動/停止：在工作狀態(tài)啟動或停止設(shè)備（2） 排水測試：可實現(xiàn)手動和自動排水（3） 狀態(tài)選擇：每按此鍵一次，進入一種工作狀態(tài)。每進入一種工作狀態(tài)，相應(yīng)的指示燈亮，如此循環(huán)進行。（4） 上下限溫度調(diào)整：在設(shè)定選擇狀態(tài)下，設(shè)定工作參數(shù)。3 工作狀態(tài)：（1） 連續(xù)：按下“啟動/停止”鍵后，設(shè)備即開始運行。此狀態(tài)不受時間，溫度控制。正常情況下，只有再次按下此鍵，設(shè)備才能停止。此時，制冷機閥，除霜電磁閥，長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文7風(fēng)扇與壓縮機同步。加熱器與壓縮機同步。（2） 時控：此工作狀態(tài)受設(shè)定時間控制，但于溫度設(shè)定無關(guān)。啟動設(shè)備后，按制冷時間運行。（3） 溫控：此運行狀態(tài)受溫度控制。如果此時氣體溫度未達到設(shè)定下限溫度，按下“啟動/停止”鍵后，設(shè)備開始運行。當(dāng)氣體溫度達到設(shè)定下限溫度后，自動停機。當(dāng)氣體溫度升至上限溫度后，設(shè)備自動啟動。此時的電磁閥，風(fēng)扇，加熱器的工作方式與連續(xù)運行狀態(tài)一致。4 設(shè)定：（1） 設(shè)定以 0.1 度為單位，上限溫度最高為 50 度，下限溫度最低為-30 度，只在溫控時有效。（2） 制冷時間設(shè)定以小時為單位，最大 24 小時，最小 0.1 小時，只在時控時有效。（3） 排水閥打開時間設(shè)定以秒為單位最大 180 秒，最小 0 秒。排水閥關(guān)閉時間以分鐘為單位，最大 24 時，最小 0.1 分。5 故障顯示“（1） 壓力超限時，顯示屏顯示 PE 閃爍（2） 過載保護時，顯示屏顯示 CE 閃爍（3） 溫度故障時，顯示屏顯示 TE 閃爍（4） 故障指示燈同時提示。長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文8第二章 方案論證圖 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖在現(xiàn)今單片機所集成的部件越來越多，也就是說，單片機的意義只是在于單片集成電路，而不在于其功能了。如果從功能上講它可以說是萬用機。因為是其內(nèi)部集成了各種應(yīng)用電路。AT89C51 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 40 個引腳，32 個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口，2 個 16 位可編程定時計數(shù)器,2 個全雙工串行通信口，4k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS-51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元。AT89C51可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本，所以此方案采用AT89C51 八位單片機實現(xiàn)。人們通常將能把非電量轉(zhuǎn)換為電量的器件稱為傳感器，傳感器實質(zhì)上是一種功能，作用是將來自外界的各種信號轉(zhuǎn)換成電信號。它是實現(xiàn)測試與自動控制系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。單片機 鍵 盤 顯 示 驅(qū) 動看 門 狗 電 路 時 鐘 芯 片過 壓 過 載 保護一 項 狀 態(tài) 設(shè)定 接 口芯 片 A/D轉(zhuǎn) 換六 項 狀 態(tài) 設(shè) 定十 二 個 指 示 燈 前 置 放 大 溫 度 傳 感 器長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文9如果沒有傳感器對原始參數(shù)進行精確可靠的測量，那么，無論是信號轉(zhuǎn)換或信息處理，或者最佳數(shù)據(jù)的顯示和控制都將無法實現(xiàn)。傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的主要內(nèi)容之一，信息技術(shù)包括計算機技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)。計算機和通信技術(shù)發(fā)展極快，相當(dāng)成熟，對此運用自如的工程技術(shù)人員也非常多，但精通而靈活使用傳感器技術(shù)的工作者卻很少，這是因為傳感器應(yīng)用技術(shù)都需要使用模擬技術(shù)，而模擬技術(shù)有很多問題難以解決。為了適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界眾多國家都把傳感器技術(shù)列為現(xiàn)代的關(guān)鍵技術(shù)之—。采用熱敏電阻，可滿足 40 攝氏度至 90 攝氏度測量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對于檢測 1 攝氏度的信號是不適用的。而且使用熱敏電阻，需要用到十分復(fù)雜的算法，一定程度上增加了軟件實現(xiàn)的難度。所以我門用到了溫度傳感器AD590 AD590 是美國模擬器件公司的電流輸出型溫度傳感器，供電電壓范圍為 3~30V，輸出電流 223μA（-50℃）~423μA（+150℃），靈敏度為 1μA/℃。當(dāng)在電路中串接采樣電阻 R 時，R 兩端的電壓可作為喻出電壓。注意 R 的阻值不能取得太大，以保證 AD590兩端電壓不低于 3V。AD590 輸出電流信號傳輸距離可達到 1km 以上。作為一種高阻電流源，最高可達 20MΩ，所以它不必考慮選擇開關(guān)或 CMOS 多路轉(zhuǎn)換器所引入的附加電阻造成的誤差。適用于多點溫度測量和遠距離溫度測量的控制。 Intel 8086/8088 系列的可編程外設(shè)接口電路簡稱 PPI，型號為 8255，具有 24 條輸入/輸出引腳，可編程的通用并行輸入/輸出借口電路。它是一片使用單一+5V 電源的40 腳雙列直插式大規(guī)模集成電路。8255A 的通用性強，使用靈活，通過它 CPU 可直接與外設(shè)相連接。8255A 具有三個相互獨立的輸入/輸出通道：通道 A，通道 B，通道 C，因本設(shè)計中，外部相連接器件多借口多所以將 AT89C51 與 8255A 相連接可為外設(shè)提供 3個 8 為 I/O 端口，容許采用同步，異步和中斷方式傳送 I/O 數(shù)據(jù)。鍵盤采用 3×3 陣列，一共九個鍵，還有一個復(fù)位鍵直接與 AT89C51 芯片的 RESET引腳相連，正好滿足十個鍵的要求。AT89C51 對 LED 的顯示，采用八段 LED 數(shù)碼顯示管，顯示接口采用 74LS164 八位移位寄存器，它的特點是串入并出，可以減少所用 89C51 的引腳，只需 89C51 的 P3.0與 P3.1 兩個引腳串行輸出就可以，以簡化結(jié)構(gòu)，節(jié)省部線空間，是本設(shè)計的最優(yōu)方案。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，單片微型計算機在工業(yè)自動化領(lǐng)域和智能化產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。如何提高單片機產(chǎn)品的抗干擾能力是產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計人員所面臨和必須解決的問題。關(guān)于抗干擾的具體方法在很多書籍和文章中都有較為詳盡的論述。美國DALLAS 公司生產(chǎn)的“看門狗(WATCHDOG)”集成電陸 DS1232 具有性能可靠、使用簡單、長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文10價格低廉的特點，應(yīng)用在單片機產(chǎn)品中能夠很好的提高硬件的抗干擾能力,在實際使用中收到了良好的效果。第三章 單片機3.1 AT89C51單片機簡介AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能的CMOS8位單片機，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（REROM）和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲計術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大AT89C51單片機可為你提供許多高性能比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域圖3.1 AT89C51引腳圖3.2 主要性能參數(shù)與MCS- 51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文114k字節(jié)可重擦寫Flash閃存存儲器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz—24Hz3級加密程序存儲器128×8字節(jié)內(nèi)部RAM 32個可編程I/O口線2個16位定時/記數(shù)器6個中斷源可編程串行UART通道低功耗空閑和掉電模式3.3 主要功能特性概述AT89C51提供以下標準功能： 4k字節(jié)Flash閃存存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM。32個I/O口線，2個16位定時/記數(shù)器，1個5向量2級中斷結(jié)構(gòu)。一個全雙工串行通信口，片內(nèi)震蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但容許RAM，定時/記數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位3.4 引腳功能說明VCC。電源電壓GND。地P0 口：P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對斷口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在 Flash 編程時，P0 口接受指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。P1 口：P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“1”通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可做輸出口。作輸出口使用時。因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文12外部信號拉低時會輸出一個電流 IFlash 編程和程序校驗期間，P1 接受低 8 位地址。P2 口：P2 口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 I在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR 指令）時，Ｐ２口送出高８位地址數(shù)據(jù)。在訪問８位地址　的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行ＭＯＶＸ　@ＲＩ指令）時，Ｐ２口線上的內(nèi)容（也既特殊功能寄存器（ＳＦＲ）區(qū)中Ｒ２寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。Ｆlash 編程或校驗時，Ｐ２亦接受高位地址和其他的控制信號。Ｐ３口：Ｐ３口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的８位雙向Ｉ／Ｏ口。Ｐ３口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）４個ＴＴＬ邏輯門電路。對Ｐ３口寫入“１”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時，被外部拉低的Ｐ３口將用上拉電阻輸出電流Ｉ Ｐ３口還接收一些用于Ｆlash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。ＲＳＴ：復(fù)位輸入。當(dāng)震蕩器工作時，ＲＳＴ引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。：當(dāng)訪問外 部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ＡＬＥ（地址鎖存應(yīng)許）PROGALE/輸出脈沖用于鎖存地址的的撕８位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ＡＬＥ仍以時鐘震蕩頻率的１／６輸出固定的正脈沖信號，因此它可以對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ＡＬＥ脈沖。對Ｆlash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ ）如有必要，可PROG通過對特殊功能寄存器（ＳＦＲ）區(qū)中的８ＥＨ單元的Ｄ０位置位，可禁止ＡＬＥ操作。該位置位后，只有一條ＭＯＶＸ和ＭＯＶＣ指令ＡＬＥ才會被激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ＡＬＥ無效：程序儲存應(yīng)許（ ）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)PSENPSENAT89C51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 有效，即輸PSEN出兩個脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩個有效的 信號不出現(xiàn)。EA/VPP：外部訪問容許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H-FFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編輯，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文13Flash 存儲器編輯時，該引腳加上+12V 的程序容許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件使用 12V 編程電壓 Vpp。XTAL1：震蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：震蕩器反相放大器的輸出端。3.5 時鐘震蕩器AT89C51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激震蕩器，震蕩電路參見圖 5。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C1，C2 在接放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路。對外接電容 C1，C2 雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響震蕩頻率的高低，震蕩器工作的穩(wěn)定性，起振的難易程序及溫度溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 30Pf+10Pf，而如果使用陶瓷諧振器建議使用 40F+10Pf。用戶可以采用外部時鐘。在這種情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2 則懸空，由于外部時鐘信號是通過一個 2 分頻觸發(fā)器作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。圖 3.2 8255 與單片機的接線圖89C51WRWRDDESTPA0－ 7PB0－ 7PC0－ 7740×3ADC089D0-7A1SGNDP0.7－0P3.1.5REST VC0-D7825長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文14第四章 硬件電路設(shè)計4.1 溫度測量環(huán)節(jié)的設(shè)計在本系統(tǒng)中，對溫度的要求為：顯示溫度精度為 0.1℃，系統(tǒng)的溫度調(diào)整范圍為-30℃-50℃。為了實現(xiàn)本系統(tǒng)的要求，在設(shè)計溫度測量環(huán)節(jié)采用以下器件。1.溫度傳感器：AD5902.電壓跟隨器：UA7413.運放器： 0P-07本環(huán)節(jié)的設(shè)計思想如下： 溫 度 傳 感 器 電 壓 跟 隨 器 運 算 放 大 器 A/D轉(zhuǎn) 換 器接 口 電 路1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBATitleNumber RevisionSizeDDate: 22-Jun-2005 Sheet of File: D:\XIAOGANG.Ddb Drawn By:542312 OP-07A542312 AUA74110K10K 2K10K50K10u/16v10KAD590-5V+5V0.1u10u/16V100KIN-0 26msb2-121 2-220IN-1 272-319 2-418IN-2 282-58 2-615IN-3 12-714 lsb2-817IN-4 2EOC7IN-5 3ADD-A25IN-6 4ADD-B24 ADD-C23IN-7 5ALE22ref(-) 16ENABLE9 START6ref(+) 12CLOCK10C?CAPVCC長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文15圖 4.1 溫度測量與 A/D 轉(zhuǎn)換電路連接圖4.1.1 集成溫度傳感器 AD590對 于 溫 度 傳 感 器 ， 我 們 選 擇 了 單 片 集 成 的 溫 度 傳 感 器 AD590。 常 見 的 感 溫 元 件 有熱 電 偶 、 熱 電 阻 和 半 導(dǎo) 體 等 傳 感 器 。 熱 電 偶 的 價 格 便 宜 ， 但 精 度 低 ， 需 要 進 行 冷 端 補償 ， 電 路 的 設(shè) 計 比 較 復(fù) 雜 ； 熱 電 阻 精 度 較 高 ， 但 需 要 標 準 穩(wěn) 定 電 阻 是 陪 才 能 使 用 ； 而半 導(dǎo) 體 溫 度 傳 感 器 線 路 設(shè) 計 簡 單 ， 精 度 較 高 ， 線 性 度 好 ， 價 格 適 中 。AD590 為單片集成兩端感溫電流源，所產(chǎn)生的電流經(jīng)過電阻網(wǎng)絡(luò)和多級運算放大器，輸出范圍在 0~0.6V 的電壓（溫度范圍為 0℃~60℃）。AD590 的特性為：流過器件的電流( )等于期間所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）A?度數(shù)，即：?A/K 式 中 ： —流 過 器 件 （ AD590） 的 電 流 ， 單 位 為 ?A；T—熱 力 學(xué) 溫 度 ， 單 位 為 K。同 時 ， AD590 輸 出 呈 現(xiàn) 高 阻 抗 ， 其 本 身 保 證 在 0℃ （ 即 熱 力 學(xué) 溫 度 273.2K） 時 ，輸 出 電 流 為 273.2 。 所 以 當(dāng) R1 和 R2 的 阻 值 之 和 為 1K 時 ， 在 AD590 的 2 腳 ， 可 以?得 到 273.2mV 的 電 壓 ， 且 輸 出 電 壓 隨 溫 度 的 變 化 為 1mV/K。 在 AD590 之 后 連 接 由 運 算放 大 器 OP07 構(gòu) 成 的 跟 隨 器 ， 以 提 高 輸 出 負 載 能 力 。 要 想 得 到 輸 出 電 壓 在 0℃ ~60℃ 時輸 出 為 0~0.6V， 必 須 對 信 號 進 行 降 壓 和 放 大 。 考 慮 到 精 度 的 要 求 ， 我 們 先 對 跟 隨 器 的輸 出 信 號 經(jīng) 過 一 級 反 向 放 大 ， 再 經(jīng) 過 一 級 反 向 求 和 降 壓 ， 最 后 得 到 0~0.6V 的 電 壓 ，且 在 整 個 溫 度 范 圍 內(nèi) 保 持 良 好 的 線 性 。 計 算 過 程 如 下 ： 0℃ ~60℃ 時 )(2.73.1mvU??調(diào) 節(jié) 電 位 器 R7 為 10K1*UR?調(diào) 節(jié) 電 位 器 R8， 使 為 2.732V583 3U調(diào) 節(jié) 電 位 器 為 10K)(*32914???則 ： 7.0故 ： 范 圍 為 0~0.6V， 在 ICL7135 的 量 程 范 圍 內(nèi)4但 由 于 AD590 的 增 益 有 偏 差 ， 同 時 電 阻 也 有 誤 差 ， 因 此 必 須 對 電 路 進 行 調(diào) 整 。 調(diào)整 方 法 為 ：為 了 獲 取 準 確 的 溫 度 值 ， 分 別 在 0℃ （ 冰 水 混 合 物 ） 、 100℃ （ 沸 水 ） 和 36.5℃（ 人 體 溫 度 ） 進 行 溫 度 定 標 。 具 體 步 驟 是 ： 把 AD590 放 于 冰 水 混 合 物 中 ， 調(diào) 節(jié) 電 位 器R1， 使 得 跟 隨 器 輸 出 電 壓 為 273.2mV。 依 次 調(diào) 節(jié) R7、 R8， 使 得 運 放 U2、 U3 的 輸 出 為 -長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文162.732V 和 2.732V。將 AD590 放 入 沸 水 中 ， 調(diào) 節(jié) 電 位 器 R11， 使 得 U4 輸 出 為 1V。同 理 進 行 36.5℃ 使 得 定 標 。4.1.2 電 壓 跟 隨 器 -通 用 運 放 UA741在 系 統(tǒng) 中 為 了 使 前 置 放 大 器 的 前 級 和 后 級 滿 足 阻 抗 匹 配 關(guān) 系 ， 本 系 統(tǒng) 采 用 了 電 壓 跟隨 器 -通 用 運 放 UA741。 它 接 于 溫 度 傳 感 器 之 后 ， 為 8 腳 DIP 封 裝 。 其 引 腳 排 列 如 圖圖 4.2 UA741 引腳圖UA741 要 求 雙 電 源 供 電 ， 即 供 電 范 圍 在 ±（ 3V-18V） ， 典 型 供 電 為 ±15V。 最 低 不 要 低于 ±3V， 但 實 際 上 為 ±3V 使 運 放 不 能 正 常 工 作 ， 故 一 般 不 要 低 于 ±5V。 10K 歐 姆 電 位器 用 與 調(diào) 整 放 大 器 的 零 點 。UA741 可 用 于 對 速 度 要 求 不 太 高 ， 精 度 也 不 太 高 的 場 合 ， 一 般 可 在 8 為 A/D 和 D/A 中做 放 大 器 。 UA741 的 補 償 電 容 裝 在 封 裝 內(nèi) 部 ， 不 許 要 對 外 接 封 裝 電 容 。 UA741 在 本 系統(tǒng) 中 的 應(yīng) 用 連 接 電 路 如 下 圖 。 其 放 大 倍 數(shù) 為 -1， 它 將 溫 度 傳 感 器 輸 出 的 電 壓 信 號 轉(zhuǎn) 化為 一 穩(wěn) 定 的 電 壓 信 號 ， 輸 出 給 運 放 0P-07。 +--5V+5V長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文17圖 4.3 UA741 在本系統(tǒng)中的應(yīng)用電路連接4.1.3 運算放大器 0P-07低失調(diào)運放的輸入失調(diào)電壓溫漂 aⅥ0S 和輸入失調(diào)電流溫漂 aⅡ0S 都很小。實際上這類運放的輸入電壓Ⅵ0S 和輸入失調(diào)電流Ⅱ0S 也很西歐啊，因而這類運放的精度也比較高。所以也成為高精度運放。0P-07 采用超高工藝和齊納米微調(diào)技術(shù)，使其Ⅵ0S，Ⅱ0S，aⅥ0S，aⅡ0S 都很小，單它的速度比 UA741 還低，廣泛應(yīng)用與穩(wěn)定積分，精度加法，比較，檢波和微弱信號精密放大器等。0P-07 要求雙電源供電，使用溫度范圍為 0-70 度。0P-07 一般不需調(diào)零，如果要調(diào)零可采用圖中電位器調(diào)整，電位器電阻值可選 200K 歐姆。在本系統(tǒng)設(shè)計中，0P-07 連接圖如下：圖 4.4 在本系統(tǒng) 0P-07 的連接4.1.4 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809ADC0809 結(jié) 構(gòu) 原 理 和 引 腳 功 能10K10K10K10K50K-+0P-07長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文18因 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 應(yīng) 有 范 圍 極 廣 ， 故 其 品 種 及 類 型 非 常 多 ， 根 據(jù) A/D 電 路 的 工 作 原 理可 以 分 為 下 列 幾 大 類 型 ：（ 1） 、 雙 積 分 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 一 般 具 有 精 度 高 ， 抗 干 擾 好 ， 價 格 便 宜 等 優(yōu) 點 ， 但轉(zhuǎn) 換速度慢，廣泛用于數(shù)字儀表中。（2）、逐次逼近比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器 在精度、速度和價格上都適中。（3）、并行 A/D 轉(zhuǎn)換器 這是一種用編碼技術(shù)實現(xiàn)的高速轉(zhuǎn)換器。本設(shè)計選用逐次逼近比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 以實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。ADC0809 結(jié)構(gòu)原理ADC0809 是采用 CMOS 工藝制造的 8 位 8 通道單片機 A/D 轉(zhuǎn)換器，每個通道均能轉(zhuǎn)換出 8 位數(shù)字量。它是逐次逼近比較型轉(zhuǎn)換器，包括一個高阻抗斬波比較器；一個帶有256 個電阻分壓器的樹狀開關(guān)網(wǎng)絡(luò)；一個控制邏輯環(huán)節(jié)和 8 位逐次逼近數(shù)碼寄存器；最后輸出級有一個 8 位三位輸出鎖存口，其中內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 3-4 所示：8 位A / D轉(zhuǎn)換器8 路模擬量開 關(guān)地址鎖存與譯 碼三態(tài)輸出鎖存器S T A R TC L KI N 7I N 0……CBAA L EE O CD 0D 7V c cG N D???RV?O E38圖 4.5 ADC0809 結(jié)構(gòu)原理八個模擬量輸入受多路開關(guān)地址寄存器控制，當(dāng)選中某路時，該路模擬信號 VX進入比較器與 D/A 輸出的 VR比較，直至 VR與 VX相等或達到允許誤差為止，然后將對應(yīng) VX的數(shù)碼寄存器值送入三態(tài)鎖存器。當(dāng) OE 有效時，便可輸出對應(yīng)的 VX的八位數(shù)碼。即：IN0~IN7八路模擬量輸入端，在多路開關(guān)控制下，任一瞬間只能有一路模擬量經(jīng)相應(yīng)通道輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器中的比較放大器。D 7~D0為八位數(shù)碼輸出端，可直接接入微型機構(gòu)的數(shù)據(jù)總線。A、B、C 多路開關(guān)地址選擇輸入端，其取值與 A/D 轉(zhuǎn)換通道的對應(yīng)關(guān)系如長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文19表 3-1。多路開關(guān)地址C B A被選中的輸入通道對應(yīng)通道路口地址0 0 0 IN0 00H0 0 1 IN1 01H0 1 0 IN2 02H0 1 1 IN3 03H1 0 0 IN4 04H1 0 1 IN5 05H1 1 0 IN6 06H1 1 1 IN7 07H表 4.1 A、B、C 與 A/D 轉(zhuǎn)換器對應(yīng)關(guān)系A(chǔ)DC0809 引腳功能ADC0809 外形是有 28 腳的雙列直插式芯片，引腳如圖 3-5 所示：IN-026 msb2-1 212-2 20IN-127 2-3 192-4 18IN-228 2-5 82-6 15IN-31 2-7 14lsb2-8 17IN-42EOC 7IN-53ADD-A 25IN-64 ADD-B 24ADD-C 23IN-75ALE 22ref(-)16 ENABLE 9START 6ref(+)12 CLOCK 10ADC0809圖 4.6 ADC0809 引腳功能引腳功能如下：IN0-IN7 八位模擬量輸入端ADDA、ADDB、ADDC 通道選輸入端DB0~DB7 八位數(shù)字量輸出端START 啟動 A/D 轉(zhuǎn)換信號輸入端，其上升沿用以清除 ABC、內(nèi)部寄存器；其下降沿長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文20用以啟動內(nèi)部控制邏輯，使之 A/D 轉(zhuǎn)換器工作。CLOCK 轉(zhuǎn)換定時時鐘脈沖輸入端，它的頻率決定 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度，在此其頻率不能高于 640KHZ，其對應(yīng)轉(zhuǎn)換速度為 10NS。ALE 地址鎖存元件，該信號的上升沿可將地址選擇號 A、B、C 鎖入地址寄存器內(nèi)。EOC 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，A/D 轉(zhuǎn)換器開始后 EOC 信號自動變低電平，轉(zhuǎn)換結(jié)束即變高電平。OE 允許輸出控制端，有效時能打開三態(tài)門，將八位轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送到微型機的數(shù)據(jù)總線上。VREF（+）、VREF（-） 參考電壓輸入端。它們以可以不與本機電源和地址相連，但VREF（-）不得為負值，VREF（+）不得高于 Vcc，且 1/2[VREF（+）+VREF（-）與1/2VCC之差不得大于 0.1V。VCC 芯片電源（+5V）輸入端。CTND 芯片接地端。4．2 可編程并行接口 8255 設(shè)計4.2.1 并行通信與接口并行通信就是把一個字符的各位同時用幾根線進行傳輸。傳輸速度快，信息率高。電纜要多，隨著傳輸距離的增加，電纜的開銷會成為突出的問題，所以，并行通信用在傳輸速率要求較高，而傳輸距離較短的場合。Intel 8255A 是一個通用的可編程的并行接口芯片，它有三個并行 I/O 口，又可通過編程設(shè)置多種工作方式，價格低廉，使用方便，可以直接與 Intel 系列的芯片連接使用，在中小系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。4.2.2 8255A 的 編 程 結(jié) 構(gòu)8255A 由 以 下 幾 部 分 組 成 ： 見 圖1． 三 個 數(shù) 據(jù) 端 口 A， B， C這 三 個 端 口 均 可 看 作 是 I/O 口 ， 但 它 們 的 結(jié) 構(gòu) 和 功 能 也 稍 有 不 同 。A 口 ： 是 一 個 獨 立 的 8 位 I/O 口 ， 它 的 內(nèi) 部 有 對 數(shù) 據(jù) 輸 入 /輸 出 的 鎖 存 功 能 。長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文21B 口 ： 也 是 一 個 獨 立 的 8 位 I/O 口 ， 僅 對 輸 出 數(shù) 據(jù) 的 鎖 存 功 能 。C 口 ： 可 以 看 作 是 一 個 獨 立 的 8 位 I/O 口 ； 也 可 以 看 作 是 兩 個 獨 立 的 4 位 I/O 口 。 也是 僅 對 輸 出 數(shù) 據(jù) 進 行 鎖 存 。2． A 組 和 B 組 的 控 制 電 路這 是 兩 組 根 據(jù) CPU 命 令 控 制 8255A 工 作 方 式 的 電 路 ， 這 些 控 制 電 路 內(nèi) 部 設(shè) 有 控 制 寄 存器 ， 可 以 根 據(jù) CPU 送 來 的 編 程 命 令 來 控 制 8255A 的 工 作 方 式 ， 也 可 以 根 據(jù) 編 程 命 令 來對 C 口 的 指 定 位 進 行 置 /復(fù) 位 的 操 作 。A 組 控 制 電 路 用 來 控 制 A 口 及 C 口 的 高 4 位 ；B 組 控 制 電 路 用 來 控 制 B 口 及 C 口 的 低 4 位 。圖 4.7 8255A 的編程結(jié)構(gòu)8 位 的 雙 向 的 三 態(tài) 緩 沖 器 。 作 為 8255A 與 系 統(tǒng) 總 線 連 接 的 界 面 ， 輸 入 /輸 出 的 數(shù) 據(jù) ，CPU 的 編 程 命 令 以 及 外 設(shè) 通 過 8255A 傳 送 锝 工 作 狀 態(tài) 等 信 息 ， 都 是 通 過 它 來 傳 輸 的 。4． 讀 /寫 控 制 邏 輯讀 /寫 控 制 邏 輯 電 路 負 責(zé) 管 理 8255A 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 過 程 。 它 接 收 片 選 信 號 及 系 統(tǒng)CS3．?dāng)?shù)據(jù)總線緩沖器長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文22讀 信 號 、 寫 信 號 、 復(fù) 位 信 號 RESET， 還 有 來 自 系 統(tǒng) 地 址 總 線 的 口 地 址 選 擇 信 號RDWRA0和 A1。4.2.3 8255A 的 引 腳 功 能引 腳 信 號 可 以 分 為 兩 組 ： 一 組 是 面 向 CPU 的 信 號 ， 一 組 是 面 向 外 設(shè) 的 信 號 。1． 面 向 CPU 的 引 腳 信 號 及 功 能D0-D7： 8 位 ， 雙 向 ， 三 態(tài) 數(shù) 據(jù) 線 ， 用 來 與 系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 總 線 相 連 ；RESET： 復(fù) 位 信 號 ， 高 電 平 有 效 ， 輸 入 ， 用 來 清 除 8255A 的 內(nèi) 部 寄 存 器 ， 并 置 A 口 ，B 口， C 口均為輸入方式；：片選，輸入，用來決定芯片是否被選中；：讀信號，輸入，控制 8255A 將數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息送給 CPU；D：寫信號，輸入，控制 CPU 將數(shù)據(jù)或控制信息送到 8255A；WRA1，A O：內(nèi)部口地址的選擇，輸入。這兩個