畢業(yè)設(shè)計（論文）基于AT89C51單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計1

1、單片機(jī)溫控系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 本設(shè)計是以一個保溫箱為控制對象，以 at89c51 為控制系統(tǒng)核心，通過單片機(jī)系 統(tǒng)設(shè)計實(shí)現(xiàn)對保溫箱溫度的顯示和控制功能。本溫度控制系統(tǒng)是一個閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)系 統(tǒng)，由溫度傳感器 ad590 對保溫箱溫度進(jìn)行檢測，經(jīng)過調(diào)理電路得到合適的電壓信號。 經(jīng) a/d 轉(zhuǎn)換芯片得到相應(yīng)的溫度值，將所得的溫度值與設(shè)定溫度值相比較得到偏差。 通過對偏差信號的處理獲得控制信號，去調(diào)節(jié)加熱器的通斷，從而實(shí)現(xiàn)對保溫箱溫度 的顯示和控制。本文主要介紹了保溫箱溫度控制系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計方法，論文主 要由三部分構(gòu)成。 系統(tǒng)整體方案設(shè)計。 硬件設(shè)計，主要包括溫度檢測電路、a/d 轉(zhuǎn)換電路、顯示電

2、路、鍵盤設(shè)計和控制電路。 系統(tǒng)軟件設(shè)計，軟件的設(shè)計采用模塊 化設(shè)計，主要包括 a/d 轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、鍵盤模塊和控制模塊等。 關(guān)鍵詞：單片機(jī)；傳感器；溫度檢測 design of temperature control system basic on single chip computer abstract this design takes a heat preservation box as a control object and the at89c51 as a control system core. a single-chip computer system is desig

3、ned to carry out the temperature display and control. this heat temperature control system is a closed loop feedback control system. the temperature of the heat preservation box is measured by sensor ad590. for ad590, a adjust electric circuit is designed to get a suitable electric voltage signal fo

4、r the a/d transformation. after the a/d transformation, the corresponding temperature digital quantity can be obtains, and is compared with the setting temperature, then a deviation can be obtained. through processing the deviation, a control signal will be produced, which adjusts the heater the on

5、or off, thus the preservation box temperature control and display is realized. this design introduces the temperature control system principle of work and the design method. the paper mainly includes by three parts. the system outline project design. hardware design, the hardware design mainly inclu

6、des the temperature adaptive electric circuit, the a/d circuit, the display circuit, the keyboard design and the control circuit. software design method, the software design uses the modular design, mainly includes the a/d transformation module, the demonstration module, the keyboard module and the

7、control module. key words: single-chip computer；sensor；temperature measurement； 目錄 1 緒論.1 1.1 課題設(shè)計背景和目的 .1 1.2 國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢 .1 1.3 溫度檢測的主要方法.2 1.4 課題設(shè)計的主要內(nèi)容.3 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計.4 2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計方案.4 2.1.1 芯片選擇.5 2.1.2 溫度檢測.5 2.1.3 a/d 轉(zhuǎn)換電路.5 2.1.4 鍵盤輸入.6 2.1.5 led 顯示.6 2.1.6 控制電路.6 2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計方案.6 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計.7 3.1

8、 中央處理器 .7 3.1.1 at89c51 簡介.7 3.1.2 管腳說明.8 3.1.3 特殊功能存儲器.10 3.1.4 芯片擦除.10 3.1.5 復(fù)位電路的設(shè)計.11 3.1.6 時鐘電路設(shè)計.11 3.2 溫度傳感器 ad590.11 3.3 信號調(diào)理電路 .13 3.4 溫度標(biāo)定.14 3.5 a/d 轉(zhuǎn)換 .16 3.6 led 顯示 .19 3.7 鍵盤接口 .22 3.8 控制電路 .23 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計.25 4.1 程序初始化.26 4.2 主程序.27 4.3 a/d 轉(zhuǎn)換子程序 .27 4.4 標(biāo)度轉(zhuǎn)換子程序 .28 4.5 顯示子程序 .29 4.6 控制子程

9、序.30 4.7 鍵盤子程序 .32 5 結(jié)論.35 參考文獻(xiàn).36 致謝.37 附錄.38 附錄 a 系統(tǒng)硬件原理圖.38 附錄 b pcb 板圖.39 1 單片機(jī)最小系統(tǒng) pcb 板圖.39 2 調(diào)理電路、控制電路 pcb 板圖.39 附件 附件 1、開題報告 附件 2、原文：temperature control 附件 3、譯文：溫度控制 1 緒論 1.1 課題設(shè)計背景和目的 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關(guān)量都是常用 的主要被控參數(shù)。溫度作為一個基本物理量，它是一個與人們的生活環(huán)境、生產(chǎn)活動 密切相關(guān)的重要物理量。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)過程中溫度作為一種常用的主

10、要被控參 數(shù)，在很多生產(chǎn)過程中我們需要對溫度參數(shù)進(jìn)行檢測。例如：在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、 電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中，人們都需要對各類加熱爐、 熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測。采用單片機(jī)來對溫度進(jìn)行控制，不僅具 有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)， 從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。 因此單片機(jī)對溫度的控制問題是一個工業(yè)生產(chǎn) 中經(jīng)常會遇到的問題1。 本次設(shè)計采用 mcs-51 系列單片機(jī)與各種外圍電路構(gòu)成單片機(jī)溫度自動檢測和控制 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對溫度的實(shí)時檢測和控制。通過本次設(shè)計掌握溫度檢測控制系統(tǒng)的硬件設(shè) 計方法和軟件編寫方法

11、。熟悉 protel 軟件的使用方法。通過課題的研究進(jìn)一步鞏固所 學(xué)的知識，同時學(xué)習(xí)課程以外的相關(guān)知識，培養(yǎng)綜合應(yīng)用知識的能力。鍛煉動手能力 與實(shí)際工作能力，將所學(xué)的理論與實(shí)踐結(jié)合起來。 1.2 國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢 隨著國內(nèi)外工業(yè)的日益發(fā)展，溫度檢測技術(shù)也有了不斷的進(jìn)步。溫度測量系統(tǒng)主 要由兩部分組成，一部分是傳感器，它將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號。另一部分是電子裝 置，它主要完成對信號的接收、處理、對測點(diǎn)進(jìn)行控制、溫度顯示等功能。對應(yīng)于不 同的溫度段及測量精度要求，測溫裝置也不盡相同，從傳感器方面看，己出現(xiàn)有各種 金屬材料、非金屬材料、半導(dǎo)體材料制成的傳感器，也有紅外傳感器。儀器本身也趨 向

12、小型化，多采用集成度較高的芯片或元件組成電路。對于測點(diǎn)較多，并具有報警、 巡測、控制等多功能測溫裝置，一般采用單片機(jī)電路。目前的溫度檢測技術(shù)原理很多， 大致包括以下幾種:(1)物體熱脹冷縮原理(2)熱電效應(yīng)(3)熱阻效應(yīng)(4)利熱輻射原理。 傳統(tǒng)的溫度傳感器(如,熱電偶、鉑電阻、雙金屬開關(guān)等)雖然有著各自不可替代的 優(yōu)點(diǎn),但由于自身因自熱效應(yīng)影響了測量精度,從而制約了它們在微型化高端電子產(chǎn)品 中的應(yīng)用。與之相比較,半導(dǎo)體溫度傳感器具有靈敏度高、體積小、功耗低、時間常數(shù) 小、自熱溫升小、抗干擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),無論是電壓、電流還是頻率輸出,在相當(dāng) 大的溫度范圍內(nèi)( - 55150 )都與溫度成線

13、性關(guān)系,適合在集成電路系統(tǒng)中應(yīng)用。 目前,半導(dǎo)體溫度傳感器工作的溫度范圍還限于- 50150 。未來主要的研究方向?qū)?是如何擴(kuò)大它的溫度適用范圍,以及智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方面2。 近年來，在溫度檢測技術(shù)領(lǐng)域中，多種新的檢測原理與技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用己取得了 具有實(shí)用性的重大進(jìn)展。新一代溫度檢測元件正在不斷出現(xiàn)和完善化，主要包括以下 幾種。(1)晶體管溫度檢測元件(2)集成電路溫度檢測元件(3)核磁共振溫度檢測器(4) 熱噪聲溫度檢測器(5)石英晶體溫度檢測器(6)光纖溫度檢測器(7)激光溫度檢測器。 目前國內(nèi)外的溫度控制方式越來越趨向于智能化，溫度測量首先是由溫度傳感器 來實(shí)現(xiàn)的。測溫儀器由溫度傳感器和

14、信號處理兩部分組成。溫度測量的過程就是通過 溫度傳感器將被測對象的溫度值轉(zhuǎn)換成電的或其它形式的信號,傳遞給信號處理電路進(jìn) 行信號處理轉(zhuǎn)換成溫度值顯示出來。溫度傳感器隨著溫度變化而引起變化的物理參數(shù) 有: 膨脹、電阻、電容、熱電動勢,磁性能、頻率、光學(xué)特性及熱噪聲等等。隨著生產(chǎn) 的發(fā)展,新型溫度傳感器還會不斷出現(xiàn),目前,國內(nèi)外通用的溫度傳感器及測溫儀大致有 以下幾種: 熱膨脹式溫度計、電阻溫度計、熱電偶、輻射式測溫儀表、石英溫度傳感 器測溫儀3。 1.3 溫度檢測的主要方法 溫度的測量方法多采用集成的半導(dǎo)體模擬溫度傳感器，傳感器輸出的電壓或電流 與溫度在一定范圍呈線性關(guān)系。通過放大，采樣得到被測

15、量。另一種溫度測量方法是 使用熱電偶，其測量精度較高，但測試過程復(fù)雜，測量時間長，而且采用電橋測量的 系統(tǒng)抗干擾能力較差，誤差較大。隨著集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，新型的數(shù)字化溫度 傳感器其精度、穩(wěn)定性、可靠性及抗干擾能力都優(yōu)于模擬的溫度傳感器。數(shù)字溫度傳 感器也越來越的到廣泛的應(yīng)用4。 溫度檢測的方法根據(jù)敏感元件和被測介質(zhì)接觸與否，可以分為接觸式與非接觸式 兩大類。接觸式檢測的方法主要包括基于物體受熱體積膨脹性質(zhì)的膨脹式溫度檢測儀 表；基于熱電效應(yīng)的熱電偶溫度檢測儀表。非接觸式檢測方法是利用物體的熱輻射特 性與溫度之間的對應(yīng)關(guān)系，對物體的溫度進(jìn)行檢測，主要有亮度法、全輻射法和比色 法等。接觸式測

16、溫是使測溫敏感元件與被測介質(zhì)接觸，當(dāng)被測介質(zhì)與感溫元件達(dá)到熱 平衡時，感溫元件與被測介質(zhì)的溫度相等。這類傳感器結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、精度高、 穩(wěn)定性好、價格低、應(yīng)用十分廣泛，因此，本方案采用接觸式測溫法，選用相關(guān)類型 的傳感器。 由單片機(jī)組成的溫度測控系統(tǒng),通過在單片機(jī)外部添加各種接口電路，可構(gòu)成單片 機(jī)最小系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)對溫度控制對象的溫度的顯示和控制。同時也能根據(jù)實(shí)際情況 實(shí)現(xiàn)多路巡回檢測、數(shù)據(jù)處理、報警及記錄,對各個參數(shù)以一定的周期進(jìn)行檢查和測量,檢 測的結(jié)果經(jīng)計算機(jī)處理后再進(jìn)行顯示、打印和報警,以提醒操作人員注意或直接用于生 產(chǎn)控制5。 1.4 課題設(shè)計的主要內(nèi)容 本溫度控制系統(tǒng)是一個閉

17、環(huán)反饋控制系統(tǒng)，它用溫度傳感器將檢測到的溫度信號 經(jīng)放大，ad 轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并顯示當(dāng)前溫度值，用當(dāng)前溫度值與 設(shè)定溫度值進(jìn)行比較6。根據(jù)比較的結(jié)果得到控制信號用以控制繼電器的通斷，實(shí)現(xiàn) 對加熱器的控制。通過這種控制方式實(shí)現(xiàn)對保溫箱的溫度控制。本課題設(shè)計的內(nèi)容主 要包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分。系統(tǒng)功能由硬件和軟件兩大部分協(xié)調(diào)完成,硬件部 分主要完成主機(jī)電路、數(shù)據(jù)采集電路、鍵盤顯示電路、控制執(zhí)行等電路的設(shè)計。軟件 程序編寫主要用來實(shí)現(xiàn)對溫度的檢測、標(biāo)度轉(zhuǎn)換、led 顯示、繼電器控制等數(shù)據(jù)處理 功能。 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 本次設(shè)計采用 mcs-51 單片機(jī)作為控制芯片，采用半導(dǎo)

18、體集成溫度傳感器 ad590 采 集溫度信號。通過溫度傳感器將采集的溫度信號轉(zhuǎn)換成與之相對應(yīng)的電信號，經(jīng)過放 大處理送入 a/d 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 a/d 轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入到控制芯片進(jìn) 行數(shù)據(jù)處理。通過在芯片外圍添加顯示、控制等外圍電路來實(shí)現(xiàn)對保溫箱溫度的實(shí)時 檢測和控制功能。 本系統(tǒng)功能由硬件和軟件兩大部分協(xié)調(diào)完成,硬件部分主要完成傳感器信號的采集 處理,信息的顯示等;軟件主要完成對采集的溫度信號進(jìn)行處理及顯示控制等功能。系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 2.1 所示： 保保 溫溫 箱箱 ad590 熱源 交流 電源 調(diào)理電路 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng) a/d 控制 單片機(jī) 顯示 設(shè)定 繼

19、電器 直流 電源 圖 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計方案 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計就是為本單片機(jī)溫控系統(tǒng)選擇合適的、最優(yōu)的系 統(tǒng)配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤、顯示器、打印機(jī)、a/d 轉(zhuǎn)換器、 設(shè)計合適的接口電路等。系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)本著以下原則： (1) 盡可能選擇典型電路，并符合單片機(jī)常規(guī)用法。本設(shè)計采用了典型的顯示電路、 a/d 轉(zhuǎn)化電路，為硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)。 (2) 硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考慮。軟件能實(shí)現(xiàn)的功能盡可能由軟件實(shí)現(xiàn)， 以簡化硬件結(jié)構(gòu)。由軟件實(shí)現(xiàn)的硬件功能，一般響應(yīng)時間比硬件實(shí)現(xiàn)長，且占用 cpu 時間。由于本設(shè)計的響應(yīng)時間

20、要求不高，所以有一些功能可以用軟件編程實(shí)現(xiàn)，如鍵 盤的去抖動問題。 (3) 系統(tǒng)中的相關(guān)器件要盡可能做到性能匹配。系統(tǒng)中所有芯片都應(yīng)盡可能選擇低 功耗產(chǎn)品。 本系統(tǒng)的硬件電路主要包括模擬部分和數(shù)字部分，從功能模塊上來分有主機(jī)電路、 數(shù)據(jù)采集電路、鍵盤顯示電路、控制執(zhí)行電路。系統(tǒng)硬件包括：溫度傳感器、信號調(diào) 理電路、ad 轉(zhuǎn)換器件、mcs-51 單片機(jī)、鍵盤輸入、led 溫度顯示器、溫度控制電 路。 2.1.1 芯片選擇 單片機(jī)就是在一塊硅片上集成了微處理器、存儲器和各種輸入輸出接口電路的微 型計算機(jī)，簡稱單片機(jī)。單片機(jī)以其較高的性能價格比受到了人們的重視和關(guān)注。它 的優(yōu)點(diǎn)就是體積小、重量輕、抗

21、干擾能力強(qiáng)、對環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高、 靈活性好、開發(fā)較為容易。單片機(jī)根據(jù)其基本操作處理的位數(shù)可分為 4、8、16、32 位 單片機(jī)，應(yīng)用最為廣泛的是八位單片機(jī)。根據(jù)本次設(shè)計的實(shí)際情況和要求，在本次設(shè) 計中采用 at89c51 作為系統(tǒng)的控制芯片。at89c51 是一種低功耗、高性能 cmos 8 位 微控制器，具有 4k 的系統(tǒng)可編程 flash 存儲器。使用 atmel 公司高密度非易失性存儲 器技術(shù)制造，與工業(yè) 80c51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 flash 允許程序存儲器在 系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 2.1.2 溫度檢測 本課題設(shè)計的溫度控制范圍為 25-80 攝

22、氏度，溫度傳感器采用采用 ad590 半導(dǎo)體 集成溫度傳感器。a/d590 具有較高的精度和重復(fù)性，不需輔助電源，線性好，使用方 便，便于微機(jī)系統(tǒng)測控。被測溫度信號為一路由 ad590 測得的代表溫度的電壓信號， 經(jīng)溫度調(diào)理電路放大后使其在 0-5v 范圍內(nèi)，使其適合于 a/d 轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍。 2.1.3 a/d 轉(zhuǎn)換電路 a/d 轉(zhuǎn)換電路的種類很多，例如，計數(shù)比較型、逐次逼近型、雙積分型等等。選 擇 a/d 轉(zhuǎn)換器件主要從轉(zhuǎn)換速度、精度和價格上考慮。逐次逼近型 a/d 轉(zhuǎn)換器，在精 度、速度和價格上都比較適中，是最常用的 a/d 轉(zhuǎn)換器。雙積分 a/d 轉(zhuǎn)換器，具有精 度高、抗干擾性

23、好、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但轉(zhuǎn)換速度慢。近年來在微機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中也得 到了廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計采用八路模擬輸入通道的逐次逼近型的八位 a/d 轉(zhuǎn)換器 adc0809。采用 adc0809 作為與單片機(jī)的接口電路，它的結(jié)構(gòu)比較簡單，轉(zhuǎn)換速度 較高。采用 adc0809 作為 a/d 轉(zhuǎn)換器具有與單片機(jī)連接簡單的優(yōu)點(diǎn)，它是八位的轉(zhuǎn) 換器可以與八位的單片機(jī)直接連接，這樣就簡化了系統(tǒng)的連接電路也有利于系統(tǒng)軟件 的編寫。 2.1.4 鍵盤輸入 鍵盤可分為編碼式鍵盤和非編碼式鍵盤，鍵盤上閉合鍵的識別由專用的硬件譯碼 器實(shí)現(xiàn)，并產(chǎn)生鍵編號和鍵值的稱為編碼式鍵盤；靠軟件識別的為非編碼式鍵盤。在 單片機(jī)組成的測控系統(tǒng)中

24、，用得最多的是非編碼鍵盤。在這里采用的就是非編碼式鍵 盤。鍵盤的連接方式采用獨(dú)立連接式，這種連接方式能夠簡化程序的編寫。 2.1.5 led 顯示 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有發(fā)光二極管顯示器（led）和液晶顯示 器（lcd） 。采用 led 作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示器具有價格低、性能穩(wěn)定和響應(yīng)速度快等 特點(diǎn)。led 顯示方式有靜態(tài)顯示、動態(tài)顯示和串口顯示。為了節(jié)省系統(tǒng)本身的硬件資 源，在這里 led 的顯示方式采用串行靜態(tài)顯示方式。利用串口可以工作在移位寄存器 方式，驅(qū)動 led 靜態(tài)顯示。這樣就可以充分的利用并行口，并將并行口用到最需要的 地方去，同時主程序不需要掃描顯示器，使它有更多的

25、時間處理其他事情。這種顯示 方法用于顯示位數(shù)少、顯示亮度大的地方能夠達(dá)到很好的顯示效果。 2.1.6 控制電路 控制電路作為單片機(jī)系統(tǒng)的后向通道，他是將單片機(jī)處理后的數(shù)字控制信號用輸 出口輸出，并將該數(shù)字信號用于對控制對象的控制。由于單片機(jī)的輸出信號電平很低， 無法直接驅(qū)動外圍設(shè)備進(jìn)行工作，因此在單片機(jī)的后向通道中需要外圍設(shè)備的驅(qū)動、 信號電平的轉(zhuǎn)換以及隔離放大等技術(shù)。本次設(shè)計采用繼電器作為控制電路的主要器件， 通過繼電器可以實(shí)現(xiàn)直流信號控制交流負(fù)載的功能，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)的控制功能。 2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計方案 系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計，采用模塊化設(shè)計可以簡化系統(tǒng)軟件的編寫，使 軟件編寫

26、思路更加簡單明了。系統(tǒng)軟件主要由三大模塊組成：主程序模塊、功能實(shí)現(xiàn) 模塊和運(yùn)算控制模塊。主程序模塊用于實(shí)現(xiàn)各個子程序間的跳轉(zhuǎn)。功能實(shí)現(xiàn)模塊主要 由 a/d 轉(zhuǎn)換子程序、鍵盤處理子程序、顯示子程序、繼電器控制程序等部分組成。運(yùn) 算控制模塊涉及標(biāo)度轉(zhuǎn)換子程序等。 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 3.1 中央處理器 mcs-51 系列單片機(jī)是 8 位增強(qiáng)型，其主要的技術(shù)特征是為單片機(jī)配置了完善的外 部并行總線和具有多級識別功能的串行通訊接口（uart） ，規(guī)范了功能單元的 sfr 控 制模式及適應(yīng)控制器特點(diǎn)的布爾處理系統(tǒng)和指令系統(tǒng)。屬于這類單片機(jī)的芯片有許多 種，如 8051、8031、80c51 等等。由于單片

27、機(jī)具有較高的性能比，國內(nèi) mcs-51 系列 單片機(jī)應(yīng)用最廣，易于開發(fā)、使用靈活、而且體積小、易于開發(fā)、抗干擾能力強(qiáng)，可 以工作于各種惡劣的條件下，工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。本設(shè)計本著實(shí)用性和適用性的要求， 選擇 at89c51 單片機(jī)作為中央處理器。 3.1.1 at89c51 簡介 at89c51 是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的具有低電壓，高性能 cmos 的 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用 atmel 高密度非易失存儲器制造 技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 mcs-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 cpu 和閃爍存儲器組合在單個芯片中，atmel 的 at89c

28、51 是一種高效微控制器，為很多 嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。如圖 3.1 為 at89c51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 框圖。 圖 3.1at89c51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 123456 a b c d 654321 d c b a title numberrevisionsize b date:21-may-2007sheet of file:e:業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)mydesign.ddbdrawn by: ea/vp 31 x1 19 x2 18 reset 9 rd 17 wr 16 int0 12 int1 13 t0 14 t1 15 p10 1 p11 2 p12 3 p13

29、 4 p14 5 p15 6 p16 7 p17 8 p00 39 p01 38 p02 37 p03 36 p04 35 p05 34 p06 33 p07 32 p20 21 p21 22 p22 23 p23 24 p24 25 p25 26 p26 27 p27 28 psen 29 ale /p 30 txd 11 rxd 10 u? 8051 at89c51 單片機(jī)與 mcs-51 系列單片機(jī)兼容, at89c51 內(nèi)部有 4k 字節(jié)可編程閃爍 存儲器, 128*8 位內(nèi)部 ram,兩個 16 位定時器/計數(shù)器, 5 個中斷源, 32 可編程 i/o 線及串 行通道。閃爍存儲器是一

30、種可編程又可擦除只讀存儲器（eeprom） ，給用戶設(shè)計單片 機(jī)系統(tǒng)和單片機(jī)系統(tǒng)帶來很大的方便，深受廣大用戶的歡迎。at89c51 有片內(nèi)振蕩器 和時鐘電路 ,具有低功耗的閑置和掉電模式,在空閑方式下，cpu 停止工作，但允許內(nèi) 部 ram、定時器/計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。在掉電方式下，能保存 ram 的內(nèi)容，但振蕩器停止工作，并禁止所有其他部件工作。還具有三級程序存儲器鎖定, 全靜態(tài)工作頻率 0hz-24hz, 數(shù)據(jù)保留時間可長達(dá) 10 年。 3.1.2 管腳說明 如圖 3.2 為 at89c51 引腳圖,各引腳功能說明如下7: vcc: 電源 gnd: 地 p0 口：p0 口是一

31、個 8 位漏極開路的雙向 i/o 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個 ttl 邏 輯電平。對 p0 端口寫“1”時，引腳用作高 阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， p0 口也被作為低 8 位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種 模式下，p0 具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash 編 程時，p0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校 驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時，需要外 部上拉電阻。 圖 3.2 at89c51 引腳圖 p1 口：p1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p1 輸出緩沖器能 驅(qū)動 4 個 ttl 邏輯電平。對 p1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時 可以作為輸入口使用

32、。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因， 將輸出電流（iil） 。此外，p1.0 和 p1.2 分別作定時器/計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入 （p1.0/t2）和時器/計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex） p2 口：p2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p2 輸出緩沖器能 驅(qū)動 4 個 ttl 邏輯電平。對 p2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此 時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原 因，將輸出電流（iil） 。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲 器（例如執(zhí)行 movx dptr）時，p2 口

33、送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，p2 口使 用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如 movx ri）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器 時，p2 口輸出 p2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗(yàn)時，p2 口也接收高 8 位地 址字節(jié)和一些控制信號。 p3 口：p3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，對 p3 端口寫 “1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時， 被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil） 。p3 口亦作為 at89c51 特殊功能（第二功能）使用，如表 3-1 所示。 表表 3-13-1 at89c51at89c51

34、引腳號第二功能引腳號第二功能 p3.0 rxd（串行輸入） p3.1 txd（串行輸出） p3.2 int0（外部中斷 0） p3.3 int0（外部中斷 0） p3.4 t0（定時器 0 外部輸入） p3.5 t1（定時器 1 外部輸入） p3.6 wr（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） p3.7 rd（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） rst: 復(fù)位輸入，晶振工作時，rst 腳持續(xù) 2 個機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù) 位。看門狗計時完成后，rst 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器 auxr(地址 8eh)上的 disrto 位可以使此功能無效。disrto 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電 平有效。 ale/p

35、rog：地址鎖存控制信號（ale）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位 地址的輸出脈沖。在 flash 編程時，此引腳（prog）也用作編程輸入脈沖。在一 般情況下，ale 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或 時鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ale 脈沖將會跳過。 如果需要，通過將地址為 8eh 的 sfr 的第 0 位置“1” ，ale 操作將無效。這一位 置“1” ，ale 僅在執(zhí)行 movx 或 movc 指令時有效。否則，ale 將被微弱拉高。這 個 ale 使能標(biāo)志位（地址為 8eh 的 sfr 的第 0 位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)

36、行模式下無效。 psen:外部程序存儲器選通信號（psen）是外部程序存儲器選通信號。當(dāng) at89c51 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，psen 在每個機(jī)器周期被激活兩次， 而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，psen 將不被激活。 ea/vpp:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從 0000h 到 ffffh 的外部程序 存儲器讀取指令，ea 必須接 gnd。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，ea 應(yīng)該接 vcc。在 flash 編程期間，ea 也接收 12 伏 vpp 電壓。 xtal1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 xtal2:振蕩器反相放大器的輸出端。 3.1.3 特殊功能存儲器 在單片機(jī)

37、內(nèi)高 128b ram 中，由有 21 個特殊功能寄存器（afr），它們離散的分 布在 80h-ffh 的 ram 空間中，訪問特殊功能寄存器只允許使用直接尋址方式。表 3- 2 為 at89c51 單片機(jī)特殊功能寄存器及其相應(yīng)地址7。 表表 3-23-2 專用寄存器名稱，功能及對應(yīng)的專用寄存器名稱，功能及對應(yīng)的 ramram 地址地址 名稱簡單描述地址 acc累加器（專門用于存儲算術(shù)和邏輯運(yùn)算的結(jié)果）0e0h bb 寄存器（專門用于乘/除法運(yùn)算）0f0h psw程序狀態(tài)寄存器0d0h sp推棧指針寄存器81h dptr16 位數(shù)據(jù)指針寄存器。cpu 訪問外部 ram 時地址指針，由兩個 8

38、位 寄存器 dph（83h） 、dpl（82h）組成且可單獨(dú)訪問。 p0端口 0 狀態(tài)寄存器（初始值為 0ffh）80h p1端口 1 狀態(tài)寄存器（初始值為 0ffh）90h p2端口 2 狀態(tài)寄存器（初始值為 0ffh）0a0h p3端口 3 狀態(tài)寄存器（初始值為 0ffh）0b0h ip中斷優(yōu)先級控制寄存器0b8h ie中斷允許控制寄存器0a8h tmod定時器/計數(shù)器方式控制寄存器89h tcon定時器/計數(shù)器控制寄存器88h th0定時器/計數(shù)器 0 高字節(jié)8ch tl0定時器/計數(shù)器 0 低字節(jié)8ah th1定時器/計數(shù)器 1 高字節(jié)8dh tli定時器/計數(shù)器 0 低字節(jié)8bh s

39、con串行控制寄存器98h sbuf串行數(shù)據(jù)緩沖器99h pcon電源控制寄存器87h 3.1.4 芯片擦除 整個 eprom 陣列電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ale 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦除操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重 復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，at89c51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率 的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，cpu 停止工作。 但 ram，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 ram 的內(nèi) 容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。 3.1

40、.5 復(fù)位電路的設(shè)計 復(fù)位使單片機(jī)處于起始狀態(tài)，并從該起始狀態(tài)開始運(yùn)行。at89c51 的 rst 引腳為 復(fù)位端，該引腳連續(xù)保持 2 個機(jī)器周期（24 個時鐘振動周期）以上高電平，則可使單 片機(jī)復(fù)位。內(nèi)部復(fù)位電路在每一個機(jī)器周期的 s5p2 期間采樣斯密特觸發(fā)器的輸出端， 該觸發(fā)器可抑制 rst 引腳的噪聲干擾，并在復(fù)位期間不產(chǎn)生 ale 信號，內(nèi)部 ram 處于 不斷電狀態(tài)。其中的數(shù)據(jù)信息不會丟失，也即 復(fù)位后，只影響 sfr 中的內(nèi)容，內(nèi)部 ram 中的 數(shù)據(jù)不受影響。外部復(fù)位有上電復(fù)位和按鍵電 平復(fù)位。由于單片機(jī)運(yùn)行過程中，其本身的干 擾或外界干擾會導(dǎo)致出錯，此時我們可按復(fù)位 鍵重新開

41、始運(yùn)行。為了便于本設(shè)計運(yùn)行調(diào)試， 復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位方式。按鍵復(fù)位電路如 圖 3.3 所示8。 圖 3.3 復(fù)位電路 3.1.6 時鐘電路設(shè)計 時鐘電路是單片機(jī)的心臟，它控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。mcs-51 單片機(jī)允許的時 鐘頻率是因型號而異的，其典型值為 12mhz。at89c51 內(nèi)部有一個反相振蕩放大器，xtal1 和 xtal2 分別是 該反向振蕩放大器的輸入端和輸出端。該反向放大器可 配置為片內(nèi)振蕩器，石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。本 設(shè)計采用的晶振頻率為 12mhz。其時鐘電路如圖 3.4 所 示。51 系列單片機(jī)還可使用外部時鐘。在使用外部時 鐘時，外部時鐘必須從 xtal1 輸

42、入，而 xtal2 懸空。 圖 3.4 時鐘電路 3.2 溫度傳感器 ad590 溫度傳感器的應(yīng)用范圍很廣，它不僅用于日常生活中，而且也大量應(yīng)用于自動化 和過程檢測控制系統(tǒng)。溫度傳感器的種類很多，根據(jù)現(xiàn)場使用條件，選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲?器類型才能保證測量的準(zhǔn)確可靠，并且同時達(dá)到增加使用壽命和降低成本的目的。 ad590 溫度傳感器不但實(shí)現(xiàn)了溫度轉(zhuǎn)化為線性電量測量，而且精度高、互換性好。 ad590 測量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點(diǎn)溫度差、多點(diǎn)最低溫度、多點(diǎn)平均溫度的具 體電路，廣泛應(yīng)用于不同的溫度控制場合。由于 ad590 精度高、價格低、不需輔助電 源、線性好，常用于測溫和熱電偶的冷端補(bǔ)償。本設(shè)計采

43、用 ad590 作為溫度傳感器， 它只需要一個電源即可實(shí)現(xiàn)溫度到電流的線性變換，然后再終端使用一只取樣電阻， 即可實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換。它使用方便，并且具有較高的精度。圖 3.5 為 ad590 的 封裝形式和基本應(yīng)用電路。 圖 3-5 ad590 封裝形式和應(yīng)用電路 ad590 集成溫度傳感器是將溫敏電阻晶體管與相應(yīng)的輔助電路集成在同一塊芯片 上，能直接給出正比于絕對溫度的理想線形輸出，一般用于-55+150之間的測量 溫度。溫敏晶體管在管子的集電極電流恒定時，其基極發(fā)射極電壓與溫度成線形關(guān)系， 由于生產(chǎn)廠家生產(chǎn)時采用激光微調(diào)來校正集成電路內(nèi)的薄膜電阻，使其在攝氏零度 （對應(yīng)絕對溫度為 27

44、3.2k） ，輸出電流微 273.2ua，靈敏度微 1ua/k。當(dāng)其感受的溫度 升高或者降低時，則其電流就以 1ua/k 的速率增大或減小，從而將被測電流轉(zhuǎn)換為電 壓，則可以用電壓來表示其溫度大小。為克服溫敏晶體管 vb 電壓產(chǎn)生時的離散性，采 用了特殊的差分電路。集成溫度傳感器具有電壓型和電流型兩種。因此，它不容易受 接觸電阻、引線電阻、電壓噪音的干擾，具有很好的線性特性。 ad590 主要特性如下： 流過器件的電流（a）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即： （3-1）ka t ir /1 式中：ir 為流過器件（ad590）的電流，單位為a； t 為熱力學(xué)溫度，單位為 k。 a

45、d590 的測溫范圍為-55+150。 ad590 的電源電壓范圍為 4v30v。電源電壓可在 4v6v 范圍變化，電流 變化a，相當(dāng)于溫度變化 1k。ad590 可以承受 44v 正向電壓和 20v 反向 電壓，因而器件反接也不會被損壞。 輸出電阻為 710m。 精度高。ad590 共有 i、j、k、l、m 五檔，其中 m 檔精度最高，在- 55+150范圍內(nèi)，非線性誤差為0.3。 ad590 溫度傳感器作為一個恒流源，在本設(shè)計的溫度檢測電路中在 ad590 的輸出 端接一取樣電阻可將輸出電流信號變化轉(zhuǎn)換為電壓信號變化。由于 ad590 溫度傳感器 溫度每變化 1其輸出電流變化 1a。所以在

46、接上 10k 的取樣電阻的情況下，溫度每 變化 10，輸出電壓就將變化 0.1v。 3.3 信號調(diào)理電路 經(jīng)過溫度傳感器采集輸出的電壓信號一般來說是非常微弱的，因此，在送往單片 機(jī)處理之前應(yīng)對該信號進(jìn)行放大。本系統(tǒng)所采用的 a/d 轉(zhuǎn)換器為 adc0809，由于 adc0809 的輸入信號應(yīng)在 05v 之間，因此，經(jīng)過放大電路放大的信號進(jìn)入 a/d 轉(zhuǎn)換 器的電壓信號應(yīng)控制在 05v 之間，根據(jù)此原則可設(shè)計合適的放大倍數(shù)。 信號調(diào)理電路主要由運(yùn)算放大器 0p07 等組成。為了使溫度檢測電路的輸出電壓能 夠適合于 a/d 轉(zhuǎn)換器的參考電壓，利用超低溫漂移高精度運(yùn)算放大器 0p07 將溫度電壓 信

47、號進(jìn)行放大到 05v 的范圍之內(nèi),便于 a/d 進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以提高溫度采集電路的可靠性。 本設(shè)計中，信號調(diào)理電路部分由集成運(yùn)放 op07 分別構(gòu)成一個電壓跟隨器，電壓比 較器和一個同相輸入放大器用于對 ad590 輸出的小電壓信號進(jìn)行放大處理9。信號調(diào) 理電路如圖 3.6 所示 123456 a b c d 654321 d c b a title numberrevisionsize b date:18-jun-2007sheet of file:c:documents and settingsadministratorm y documents業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè).ddbdrawn

48、by: 2 3 74 6 1 8 u1 op07 2 3 74 6 1 8 u2 op07 2 3 74 6 1 8 u3 op07 r5 100k r7 100k r6 100k r4 100k r8 100k r9 100k r10 20k +15 +15 r1 10k 1 1 2 2 3 3 r3 100k + - 1 2 j1 ad590 +15 +15 -15 +15 -15 -15 uo uo1 ui ui1 ui2 圖 3.6 溫度檢測電路 在該放大電路中，電壓跟隨器起阻抗匹配的作用。反饋電阻為零時，放大倍數(shù)為 1，電壓跟隨器的輸入電壓等于輸出電壓 oi vv 11 電壓比較器用

49、于對輸出電壓小信號電壓進(jìn)行調(diào)零，在上述電路圖中的電壓比較器 部分由于 r2=r4 r3=r5 可得電壓比較器的輸出電壓 根據(jù)電壓跟隨 120ii uuu 器的輸出電壓調(diào)節(jié)電位計 r9 就改變電壓比較器的輸入電壓。使得當(dāng)溫度為溫度 2i u 1 i u 測量下限時電壓比較器的輸出電壓為零。 起放大作用的是同相輸入放大器 op07。其放大倍數(shù) ： 因此放大器 7 6 1 r r a 的輸出電壓 i uau* 0 3.4 溫度標(biāo)定 本設(shè)計的溫度標(biāo)定是在室溫環(huán)境條件下標(biāo)定的。由于溫度傳感器輸出與溫度變化 有良好的線性。根據(jù)溫度調(diào)理電路，輸出電壓和溫度變化也具有一定的線性關(guān)系。根 據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的電壓和溫度

50、數(shù)據(jù)，在此我們可以采用一元線性回歸的方法求得溫度和電 壓的線性方程。 一元線性回歸是處理兩變量之間的關(guān)系，即兩個變量 x 和 y 之間若存在一定的關(guān) 系，則可通過試驗(yàn)，分析所得數(shù)據(jù)，找到兩者之間的關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。假如兩變量之 間的關(guān)系是線性的則稱為一元線性回歸。由于變量測量中存在隨機(jī)誤差，一元線性方 程回歸可用最小二乘法處理求得一元線性回歸方程。最小二乘原理指出，最可信賴值 應(yīng)在使殘余誤差平方和最小的條件下求得10。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果可得，在一定溫度 x 下的電壓輸出值 y，得到如下表所示。 表表 3-33-3 x/22304050607080 y/v00.421.061.682.262.86

51、3.45 根據(jù)表 3-3 所得的數(shù)據(jù)，我們可以知道電壓輸出范圍在 0-5v 之間，適合 a/d 轉(zhuǎn)換 參考電壓的電壓范圍。為了了解輸出電壓 y 與溫度 x 之間的大致關(guān)系，把數(shù)據(jù)表示在 坐標(biāo)圖上，如圖 3-7 所示,這種圖叫散點(diǎn)圖。 圖3-7 溫度電壓散點(diǎn)圖 30, 0.42 40, 1.06 50, 1.67 60, 2.26 70, 2.85 80, 3.46 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 20 30 40 50 60 70 80 90 溫度 電壓v 溫度-電壓曲線圖 從散點(diǎn)圖可以看出，輸出電壓 y 與溫度 x 大致成線性關(guān)系。因此，我們假設(shè) x 與 y 之間的內(nèi)在關(guān)

52、系是一條直線，有些點(diǎn)偏離了直線，這是試驗(yàn)過程中其他隨機(jī)因素的影 響而引起的。這樣就可以假設(shè)這組測量數(shù)據(jù)有如下結(jié)構(gòu)形式： , t=1，2， n (3-2) ttt xy 0 式中的 ，分別表示其他隨機(jī)因素對電壓測得值 ， ， 1 2 n 1 y 2 y 的影響，一般假設(shè)它們是一組相互獨(dú)立、并服從同一正態(tài)分布的隨機(jī)變量，式(3-2) n y 就是一元線性回歸的數(shù)學(xué)模型。此例中 n7。 我們用最小二乘法來估計式(3-2)中的參數(shù)、。 0 設(shè) b0和 b 分別是參數(shù)和的最小二乘估計，便可得到一元線性回歸的回歸方 0 程 (3-3)bxby 0 式中的 b0和 b 是回歸方程的回歸系數(shù)。對每一個實(shí)際測得

53、值與這個回歸值 t y 之差就是殘余誤差： t y t v ， t=1，2， n (3-4)bxbyv tt 0 應(yīng)用最小二乘法求解回歸系數(shù)，就是在使殘余誤差平方和為最小的條件下求得回 歸系數(shù) b0和 b 的值。用矩陣形式，令 ， ， ， n y y y y 2 1 n x x x x 1 . . . 1 1 2 1 b b b 0 n v v v v 2 1 則式(3-2)的矩陣形式為 (3-5)xbyv 假定測得值的精度相等，根據(jù)最小二乘原理，回歸系數(shù)的矩陣解為 t y (3-6) yxxxb tt1 )( 代入數(shù)據(jù)后： ， 46 . 3 85 . 2 26 . 2 67 . 1 06 .

54、 1 42 . 0 0 y 801 701 601 501 401 301 221 x 求解線性方程系數(shù)： b b yxxxb tt01 06 . 0 34 . 1 )( 因此 b0=-1.34 b=0.06 線性方程為： （3-7）34 . 1 06 . 0 xy 3.5 a/d 轉(zhuǎn)換 adc0809 是一種 8 位逐次逼近式 a/d 轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部有一個 8 位“三態(tài)輸出鎖存 器”可以鎖存 a/d 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量，故它本身既可看作一種輸入設(shè)備，也可以認(rèn)為是 并行 i/o 接口芯片。故 adc0809 可以和微機(jī)直接接口，本設(shè)計就是用 at8951 和 adc0809 直接相連的。 adc0

55、809 采用雙列直插式封裝，圖 3.8 為 adc0809 引腳圖，共有 28 條引腳，主 要引腳功能為： in0in7: 為八路模擬電壓輸入線，用于輸入被轉(zhuǎn)換的模擬電壓。 ale: 為地址鎖存允許輸入線，高電平 有效。 add-a、add-b 和 add-c: 為地址 輸入線，用于選擇 in0in7 上那一路模 擬電壓送給比較器進(jìn)行 a/d 轉(zhuǎn)換。 adda、addb 和 addc 對 in0in7 的 選擇如表 3-4 所列： start: 為“啟動脈沖”輸入線,上升 沿清零 sar，下降沿啟動 adc0809 工作。 eoc：為轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出線，該線上高 電平表示 a/d 轉(zhuǎn)換已結(jié)束。 o

56、e：為“輸出允許”線，高電平時能使 22引腳上輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。 18 圖 3.8 adc0809 引腳圖 表表 3-43-4 8 8 位模擬開關(guān)功能表位模擬開關(guān)功能表 被 選 模 擬 電 壓addcaddbadda in0000 in1001 in2010 in3011 in4100 in5101 in6110 in7111 at89c51 與 adc0809 的連接方法如圖 3.9 所示，at89c51 通過地址線 p2.7 和寫 控制信號線用一個或非門聯(lián)合控制啟動轉(zhuǎn)換信號端(start)和地址鎖存信號端(ale)。 _ wr 地址線 p2.7 和讀控制信號線用一個或非門聯(lián)合控制輸出允許

57、控制端(eoc)。低三位 _ rd 地址線加到 adc0809 的 adda、addb、addc 端，所以選中 adc0809 的 in0 通道 的地址為 7ff8h。轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 eoc 通過一個反相器接到 int1。 123456 a b c d 654321 d c b a title numberrevisionsize b date:21-jun-2007sheet of file:c:documents and settingsadministratormy documents業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè).ddbdrawn by: in-0 26 msb2-1 21 2-2 20

58、in-1 27 2-3 19 2-4 18 in-2 28 2-5 8 2-6 15 in-3 1 2-7 14 lsb2-8 17 in-4 2 eoc 7 in-5 3 add-a 25 in-6 4 add-b 24 add-c 23 in-7 5 ale 22 ref(-) 16 enable 9 start 6 ref(+) 12 clock 10 u? adc0809 123456 a b c d 654321 d c b a title numberrevisionsize b date:18-jun-2007sheet of file:c:documents and setti

59、ngsadministratormy documents業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè).ddbdrawn by: in-0 26 msb2-1 21 2-2 20 in-1 27 2-3 19 2-4 18 in-2 28 2-5 8 2-6 15 in-3 1 2-7 14 lsb2-8 17 in-4 2 eoc 7 in-5 3 add-a 25 in-6 4 add-b 24 add-c 23 in-7 5 ale 22 ref(-) 16 enable 9 st art 6 ref(+) 12 clock 10 u8 adc0809 d0 3 q0 2 d1 4 q1 5 d2 7 q2 6 d3 8 q3 9 d4 13 q4 12 d5 14 q5 15 d6 17 q6 16 d7 18 q7 19 oe 1 le 11 u6 74ls373 ea/vp 31 x1 19 x2 18 reset 9 rd 17 wr 16 int0 12 int1 13 t0 14 t1 15 p10 1 p11 2 p12 3 p13 4 p14 5 p15 6 p16 7 p17 8 p00 39 p01 38 p02 37 p03 36 p04 35 p05 34 p06 33 p07 32 p20 21 p21 22 p22 23 p23