资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共31页)
编号：512327
类型：共享资源
大小：79.42KB
格式：RAR
上传时间：2015-11-11
上传人：QQ28****1120
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
辽宁
IP属地：辽宁
6
积分
- 关 键 词：
-
毕业设计
- 资源描述：
-
89c52单片机系统实现数据采集和处理,毕业设计
- 内容简介：
-
摘 要 本文论述了基于测控技术的高精度电流、电压测量与定标仪的硬件和监控软件方案设计实现，采用 51 系列单片机 89C52 和四位半 AD7135 系统设计技术，能够对电流电压进行数据采集和处理。 LED 显示模块、键盘控制、大容量存储器件、 RS-232串行接口，使得智能化程度更高，结构更紧凑、功能更丰富。 关键词： 89C52 AD7135 RS-232 数据采集 Abstract This essay describes that the hardware and the monitor software project of “High Precision Electric Current and Voltage Measure Instrument” which is based on measure and control technology. This system designed with MCS-51 series single microcomputer 89C52 and 4.5-bit AD7153, can collect and process the data of Electric Current an Voltage. This system can supply user with LCD display module、 keyboard control、 print interface、 MSF and RS-232 serial interface. This unit have good intelligent、 tightly packed structure、 plentiful function、 good technical hereditability and so on. KEY WORD:89C52 AD7135 Data Aquisition nts 目 录 绪论 .(3) 第一章 功能与设计方案 .(4) 1、 设计方案 .(4) 2、 软件设计方案 .(5) 第二章 硬件电路设计 .(6) 第一节 89C52 端口介绍 . (6) 1、芯片点的特 .(6) 2、 DIP 封装及引脚功能 .(6) 3、芯片功能 .(8) 第二节 LED 显示及接口设计 .(12) 1、 LED 显示器结构与原理 .(12) 2、静态显示与动态显示 .(13) 3、 LED 显示的接口设计 .(13) 第三节 AD 转换器件 7135.(14) 1、功能及参数选择 .(15) 2、 7135 与单片机的接口 .(16) 3、体会与总结 .(17) 第四节 系统部分单元电路设计 .(17) 1、 8255 键盘设计 .(18) 2、储单元电路设计 .(18) 3、 RS-232 串行接口电路 .(19) 第三章 软件设计 .(20) 1、软件设计方案 .(20) 2、软件调试 .(20) 结束语 .(25) 附录一：英文资料 .(26) 附录二：电路原理图 .(31) nts绪论 数据采集技术 (Data Acquisition)是信息科学的一个重要分支，它研究信息数据的采集、存贮、处理以及控制等作业。在智能仪器、信号处理以及工业自动控制等领域都存在着数据的测量与控制问题。将外部世界模拟量 (Analog Signal)转 换为数字信号 (Digital signal)，再收集到计算机并进一步予以显示、处理、传输与记录这一过程，即称为数据采集。相应的系统即为数据采集系统 (Data Acquisition system 简称 DAS)。数据采集技术已在雷达、边信、水声、遥感、地质勘探、振动工程、元损检测、语声处理、智能仪器、工业自动控制以及生物医学工程等领域有着广泛的应用。应该强调指出的是：科学技术的发展，已在速度、分辨率、精度、接口能力、软件设计以及抗干扰能力等方面向现代数据采集技术提出了越来越高的要求。可以预言：随着大规模集成 电路技术与计算机科学技术的发展，数据采集技术的应用领域将更为广阔。 数据采集的主要问题是采集速度和精度。采集速度主要与采样频率、 A/D转换速度等因素有关，采集精度主要与 A/D 转换器的位数有关。为此本方案采用51 系列单片机 89C52 和四位半 AD7135，能够对电流电压信号进行数据采集和处理。同时此方案还为使用者提供了 LED 显示模块、键盘控制、 大容量存储器件、RS-232 串行接口，使得智能化程度更高，结构更紧凑、功能更丰富。 本系统的主要技术指标如下： （ 1） CPU： 89C52 （ 2） 时钟频率： 12MHz （ 3） 存储器： 32K 用户 RAN 数据存储器 32K 用户 EPROM 程序存储器 （ 4） 输入信号接口电路： 四位半 A/D 转换接口电路； 面板按键 +键盘键的接口电路。 （ 5） 输出信号接口电路： LED 数码管显示电路； 蜂鸣器报警装置。 RS-232 串行接口 其它元电路； （ 6） 端口扩展地址译码电路单元电路： 系统复位单元。 nts 第一章 功能与设计方案 电流、电压测量是工业测量中很重要的部分，根据采用的测量元件和测量方法的不同，其精度也不同，因而对数据采集（ A/D 转换）的精度也不同，对测量结果的定标要到专业的计量部门才能进行，这样就 给现场测量带来了很大的不便，我们在电流、电压测量的研究和设计过程中查阅了大量的资料和成果，结合测控专业的特点，提出了能实现电流、电压和电路故障报警的系统设计方案。 1、硬件设计方案 本单元采用 89C52 单片机和四位半 AD7135 系统设计技术对输出的模拟量进行数据采集和处理，并为使用者提供了 LED 显示模块、键盘控制、大容量存储器件及蜂鸣器报警装置、 RS-232 串行 接口电路，具有智能化程度高、结构更紧凑、功能丰富、技术继承性好等特点。该系统的粗略框图如图 1.1 所示，模拟量通过传感器经过信号调理电路变为 0 5V， 再由 A/D 转换器变为数字信号后，送给单片机。 EPROM 用于存放程序和表格， RAM 用于暂存数据， 8255 连接键盘。 结构框图如下： 图 1.1 实用电流电压数据采集系统的硬件结构 我们采用 89C52 单片机作为中央处理器，以 27256 作为外部程序存储器，从外部 ROM 取址时， P0 口用作地址 、 数据分时复用总线，存储器的低 8 位地址nts（ A0 A7）经其端口输出， ALE 的下降沿将其打入 74LS373 锁存器锁存，与高7 位地址（经由 P2.0 P2.6 输出）形成对 32K 外部存储空间的 寻址。 2、软件设计方案 对于软件，本系统设计的要求是设计并实现有关的监控程序和演示程序。 监控程序模块组成： （ 1） 系统初始化程序模块 （ 2） 键盘控制程序 （ 3） A/D 转换控制模块 （ 4） LED 显示控制模块 （ 5） 内存检测程序 演示程序流程： 否 是 图 1.2 煤气检 图 1 2 数据采集系统软件流程图 开始 系统初始化 是否按键？ AD 数据采集 数据处理 显示 中断扫描 大小值设定 存储 退出 nts第二章 硬件电路设计 本单元采用 89C52 单片机和四位半 AD7135 系统设计技术对输出的模拟量进行数据采集和处理，并为使用者提供了 LED 显示模块、键盘控制、大容量存储器件及蜂鸣器报警装置， RS-232 串 行 接口电路，具有智能化程度高、结构更紧凑、功能丰富、技术继承性好等特点。该系统的粗略框图如图 1.1 所示，模拟量通过传感器经过信号调理电路变为 0 5V，再由 A/D 转换器变为数字信号后，送给单片机。 EPROM 用于存放程序和表格， RAM 用于暂存数据， 8255 连接键盘。下面较详细地叙述系统各部分。 第一节 89C52 端口介绍 1.1 芯片的特点： (1)80C51 核心处理单元； (2)片内 FLASH 程序存储器； (3)速度可达成协议 33MHz； (4)全静态操作； (5)RAM 可扩展到 64K 字节； (6)4 个中 断优先级； (7)6 个中断器； (8)4 个 8 位 I/O 口； (9)全双工增强型 UART；帧数据错误检测；自动地址识别； (10)电源控制模式；时钟可停止或恢复；空闲模式；掉电模式； (11)可编程时钟输出； (12)异步端口复位； (13)双 DPTR 寄存器； (14)低 EMI（禁止 ALE）； (15)3 个 16 位定时器； (16)掉电模式可通过外部中断唤醒。 3.1.2 DIP 封装及引脚功能 nts1. P0.0P0.7： P0 口是开漏双向口，可以写为 1 使其状态为悬浮，用作高阻输入。 P0 口也可以在访问外部程序存储器时作地址的低字节 ，在访问外部数据存储器时作数据总线，此时通过内部强上拉传送 1。 2. P1.0P1.7： P1 口是内部上拉的双向 I/O 口，向 P1 口写入 1 时， P1 口被内部上拉为高电平，可用作输入口。当作为输入脚时，被外部拉低的 P1 口会因为内部上拉而输出电流。 P1 口的第二功能： T2（ P1.0），定时 /计数器 2 的外部计数输入 /时钟输出； T2EX（ P1.1），定时 /计数器 2 重装载 /捕捉 /方向控制。 3. P2.0P2.7： P2 口是带内部上拉的双向 I/O 口，向 P2 口写入 1 时， P2口被内部上拉为高电平，可用作输入口。当作为输入脚时 ，被外部拉低的 P2 口会因为内部上拉而输出电流。在访问外部程序存储器和外部数据时分别作为地址高位字节和 16 位地址，此时通过内部强上拉传送 1。当使用 8 位寻址方式访问外部数据存储器时， P2 口发送 P2 特殊功能寄存器的内容。 4. P3.0P3.7： P3 口是带内部上拉的双向 I/O 口，向 P3 口写入 1 时， P3口被内部上拉为高电平，可用作输入口。当作为输入脚时，被外部拉低的 P3 口会因为内部上拉而输出电流。 P3 口脚具有以下特殊功能： RxD(P3.0):串行输入口 TxD(P3.1):串行输出口 (P3.2):外部中断 0 (P3.3):外部中断 1 T0（ P3.4） :定时器 0 外部输入 T1（ P3.5） :定时器 1 外部输入 (P3.6):外部数据存储器写信号 (P3.7):外部数据存储器读信号 5. RST：复位。当晶振在运行过程中，只要复位管脚出现 2 个机器周期高电平即可复位，内部有扩展电阻连接到 Vss，仅需要外接一个电容到 Vss 即可实现上电复位。 6. ALE：地址锁存使 能。在访问外部存储器时，输出脉冲锁存地址的敌字节，nts在正常情况下， ALE 输出信号恒定为 1/6 振荡频率。并可用作外部时钟或定时，注意每次访问外部数据时一个 ALE 脉冲将被忽略。 ALE 可以通过置位 SFR 的auxlilary.0 禁止，置位后 ALE 只能在执行 MOVX 指令时被激活。 7. ：程序存储使能，读外部程序存储。当从外部读取程序时，每 个机器周期被激活两次，在访问外部数据存储器 无效，访问内部程序存储器 时 无效。 8. /Vpp：外部寻址使能 /编程电压。在访问整个外部程序存储器时，必须外部置低。如果 为高时，将执行内部程序，除非程序计数器可以大于0FFFH(4K 器件 ),1FFFH(8K 器件 ),3FFFH(16K 器件 ),7FFFH(32K 器件 )。当 RST 释放后 EA 脚的值被锁存，任何时序的改变都将无效。该引脚在对 FLASH 编程时接12V 编程电压（ Vpp）。 9. XTAL1：晶体 1。晶振和内部时钟输入。 10.XTAL2：晶体 2。晶振输出。 E A / V P31X119X218RE S E T9RD17WR16IN T 012IN 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 D11RX D1089 C523.1.3 芯片的功能 1. 振荡器特性 XTAL1 和 XTAL2 分别为一个反相放大器的输入输出端。它能作为一定形式被振荡器使用，无论是石英晶体还是陶瓷都可能被使用。为了驱动一个外部时钟装置， XTAL1 被驱动，而 XTAL2 断开，外部时钟循环任务没有必要条件，因为内部时钟电路系统是通过一个二次跳动的装置输入的，但是必须注意到最大和最小nts电压高低的时间范围。 空闲模式： 在空闲模式中， CPU 使它自己进入睡眠状态而周围其它装置保持 运作状态，用软件来运作此方式。在此方式中， RAM 装置的内容和所有的特殊功能保持不变，通过中断能力或硬件重启则能停止空闲模式。 注意到，空闲模式由硬件重新启动后被停止，然后标准的设备开始重新执行中断程序。在内部重启算法得到控制之前，达到两个机器周期。在这个事件中，硬件装置禁止接近内部的 RAM，但是接近其周围则不被限制。当空闲模式被重启，所停止排除意外的可能性就写在这个引脚上，而跟着运行的空闲方式之后的程序，则不能被写在这个引脚上或外部存储器上。 2. 掉电方式 在掉电时，振荡器是停止的，并且程序运行能维持到执 行完， RAM 装置和特殊功能装置保持他们的值，直到节电方式停止。节电方式仅存在于硬件重启时，重启重新定义 SFR，但不能改变 RAM，重启不能被启动在 Vcc 恢复它的正常运行标准且要运行较长的时间能够为了使振荡器重新启动和稳定工作。 存储程序锁定二进制数 89C52 有三个锁定二进制数，它可以不被编程（ U）或能被编程（ P）且获得了额外的特性，在下表中表示： 3. 锁定二进制数模式 程序锁定二进制 LB1 LB2 LB3 保护类型 1 U U U 无程序锁定特性 2 P U U MOVC 通过外部程序存储器执行程序，不能得到内存储器的代码， EA 是一个取样和加锁在重启的时候。下一个程序电擦写存储器无效。 3 P P U 同模式 2 一样，被证明无效 4 P P P 同模式 3 一样，但外部执行仍然无效 当锁定是编程，在重启中非算术性的运作标准在 EA 中是一个取样和加锁，nts如果装置的能源下降没有重启，最初是对一个随机值的加锁并且保持这个值，直到重启开始，加锁 EA 的值必须由当前的 非算术性的运作标准同意，是为了装置适当的功能。 4. FLASH 编程模式 89C52 在擦去状态和准备端是一个标准的，能和 FLASH 相匹配的载体，编写程序使其接受高电压（ 12 伏）或低电压（ Vcc），协调能源信号，为低电压程序模式提供一个方便的方法去执行 89C52 内部的使用系统，是高电压程序模式能够带动的，第三部分 FLASH 和 EPROM 程序相一致。 89C52 既是高电压也是低电压程序模式的载体，最大面标记和装置重要的代码分别在表中体现： 89C52 代码程序是字节 -字节的排列在 FLASH 存储器中，任何程序的空字节 的存储必须被擦写模式完全抹去， 5. 程序算法 在运行 89C52 前，地址数据和控制信号能被开始，根据 FLASH 编程模式表 9，执行 89C52，按以下步骤执行： (1) 请求输入存储器当前的地址线 (2) 输入合适的数据字节在数据线上 (3)启动正确的控制信号连接 (4) 在高电压程序模式中，将 EA/VPP 升到 12V (5) 在闪存排列或锁定二进制数中开始记下 ALE/PROG 的脉冲程序字节，字节循环被写在自身的时间内且通常超过了 1-5ms。 重新开始 1 到 5 步，改变地址和数据重新全部排列直至目标文件全部到达完成。 6. 数据轮流检测 89C52 的数据轮流检测的特性只是循环写入的结束，在循环写入时，如果想尝试读到最后一个写入字节，将会导致在写入数据时有额外的数据， P0.7 口一旦写入循环完成了，真实的数据是在所有的输入端是正确的，并且下一个循环将开始，一个写入循环开始后，数据轮流检测可能开始于任何时侯。 字节执行进程也能被 RDX/BSY 输出信号所控制， P3.4 口在 ALE 变为高电平nts之后其变成低电平，在程序表明繁忙时，当程序表明准备时， P3.4 口又变为高电平。 7. 程序验证 如果锁定二进制数 LB1 和 LB2 不能被执行，这个程 序的代码数据能够被读信号返回，经由地址数据线证实，锁定二进制数不能被直接证明，证明二进制数的实现是通过观察它们的特性。 8. 擦写模式 完全的内部 FLASH 排列被电擦写是通过合适的信号连接和让 ALE/PROG 保持10ms 的低电平，写全部代码排列时，只需要 1s，擦除操作必须被执行在代码存储编程 之前。 9、 89c52 的复位电路 本系统的复位电路是上电和按键复位的组合电路。在系统加电瞬间 R、 C 电路充电过程中出现负脉冲，经过 74LS04 反相后为正脉冲，使 89c52 复位；当用户需要手动复位时，按下复位键，产生负脉 冲，经反相后出现正脉冲（ 10ms 的高电平），使 89c52 复位，电路如下图： 10、 89c52 振荡电路 89c52 的 XTAL1 和 XTAL2 接石英振荡器，构成时钟电路，为 89c52 提供 6MHZ 的时钟频率。 11、 89C52 译码及外部扩展电路 nts89C52 外部译码采用 3 8 译码器 74LS138，为存储器和各端口提供 8 根片选信号（译码输入线采用地址高三位（ AB11 AB13）和 RD、 WR 及 AB14、 AB15 做片选）；为系统提供从 8000H BFFFH 共 32KB 的数据 /程序及 I/O 接口器件的访问地址。具体地址分 配如下： 片选 器件 地址范围 供用户使用资源 CS0 8255 8000H-87FFH 键盘接口电路 CS1 8800H-8FFFH CS2 AD7135 9000H-97FFH AD 转换电路 CS3 9800H-9FFFH CS4 A000H-A7FFH CS5 A800H-AFFFH CS6 B000H-B7FFH CS7 B800H-BFFFH 电路原理图如下： A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U5 7 4 L S 1 3 8A B 1 3A B 1 1A B 1 2A B 1 4A B 1 5/ W R/ R D8 0 0 0 H - 8 7 F F H8 8 0 0 H - 8 F F F H9 0 0 0 H - 9 7 F F H9 8 0 0 H - 9 F F F HA 0 0 0 H - A 7 F F HA 8 0 0 H - A F F F HB 0 0 0 H - B 7 F F HB 8 0 0 H - B F F F HC S 0C S 1C S 2C S 3C S 4C S 5C S 6C S 712456U ? A7 4 L S 2 1第二节 LED 显示器及接口设计 在这一节 里将详细介绍本系统的 LED 显示器 一、 LED 显示器结构与原理 1. LED 显示器结构 LED 显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器，有 7 段和“米”字段之分。这种显示器有共阳极和共阴极两种。共阴极 LED 显示器的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮相应的段被显示。同样，共阳极 LED 显示器的nts发光二极管的阳极被连接在一起，通常此公共阳极接正电压，当某个发光二极管的阴极接地时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。 每一种 LED 又有不同的发光颜色。例如， BS202 型中 ， BSG202 发绿光；BS212 型中， BSR212 发红光， BSG212 发绿光。 一般的，发红光的 LED 每段流过的 5mA 的平均电流，就可以有较满意的亮度， 7mA 电流会更亮些。 10mA 以上也不会再亮多少，但长期运行于10mA 以上会缩短其寿命。最大电流平均值不得超过 30mA。 LED 显示器允许的反向电压最大值为 5V，此时的反向电流一般小于 10A。小尺寸的 LED显示器每段只有一个发光二极管，其正向压降为 1.5V，一般不大于 2V。大尺寸的 LED 显示器每段可能由数个发光二极管串联，每段压降也要增大。 2. 静态显示与动态显 示 显示器有静态和动态两种显示方式。所谓静态显示就是需要显示的字符的各字段连续通过电流，因而所显示的字段连续发光。所谓动态显示就是所需显示的字段断续通以电流，因而其发光也是不连续的。例如，在需要多个字符同时显示时，可以轮流给每一个字符通以电流，逐次把所需要显示的字符显示出来。在每点亮一个显示器后，必须持续通电一段时间，使之发光稳定，然后再点亮另一个显示器，如此巡回扫描显示器。由于巡回速度较快，每秒可重复多次（为了不闪烁，可以每秒扫描 20 次左右）。虽然在同一时刻只有一个显示器通电，但是由于人眼的视觉暂留现象和 发光二极管的余辉效应，因此在人们看来认为每个显示器都在稳定的显示。这种巡回扫描显示器的操作要靠程序控制。动态显示的亮度随电流平均值的增大而增强，其亮度大体上等同于通过同样大的直流电流的静态显示器的亮度。 3. LED 显示器的接口设计 本系统采用静态显示方式，静态显示时每一个接口驱动器件驱动一个显示器。用于静态显示时， CPU 把数据写到借口驱动电路后， CPU 不需要再干预，显示器便会持续显示，因此，接口驱动电路应该有锁存数据的功能。所有 TTL 和 COMS 电路中的 CD14547 均无锁存功能，因此在电路设计时应nts附加 锁存功能，而 TTL 器件比 COMS 器件动作快。所以，我选用了 TTL器件的 74LS164。接口连接图如下： abfcgdeD P Y76421910abcdefg5 dpdp3 8c omc omD S 4abfcgdeD P Y76421910abcdefg5 dpdp3 8c omc omD S 3abfcgdeD P Y76421910abcdefg5 dpdp3 8c omc omD S 2abfcgdeD P Y76421910abcdefg5 dpdp3 8c omc omD S 1A1B2QA3QB4QC5QD6CL K8CL R9QE10QF11QG12QH13U674 L S 16 4A1B2QA3QB4QC5QD6CL K8CL R9QE10QF11QG12QH13U574 L S 16 4A1B2QA3QB4QC5QD6CL K8CL R9QE10QF11QG12QH13U474 L S 16 4A1B2QA3QB4QC5QD6CL K8CL R9QE10QF11QG12QH13U374 L S 16 4IN 41 48 IN 41 48 IN 41 48 IN 41 48+ 5 VRX DT X D当串行口工作于方式 0 时，在“串行输入并行输出”芯片 74LS164 的配合下，即可通过串行口扩展 89C52 的输出口，其中 89C52 的 RXD 引脚接 74LS164 芯片的串行数据输入端， TXD 引脚接 74LS164 芯片的移位脉冲 CLK。 串行数据输出过程概括如下： 在发送中断标志 TI 为 0（即无效）情况下，执行写串行数据输出缓冲器 SBUF指令（如 MOVE SBUF， A）即可将 SBUF 寄存器中内容由低位 到高位依次输出到 RXD 引脚，同时 TXD 引脚输出移位脉冲，使外接的串行输入并行输出芯片逐一接收来自 RXD 引脚上的串行数据。当 8 位数据发送结束后，发送中断标志 TI 自动置 1，输出数据（即 SBUF 内容）也就出现在 74LS164 芯片的并行输出端。这样在执行写 SBUF 寄存器操作后，可通过查询 TI 标志来确定发送过程是否完成。当然，在中断处于开放状态下（串行中断允许 ES 为，中断允许 EA为 1），当 TI 有效时，将产生串行中断请求。不过值得注意的是 CPU 响应串行中断后，不会自动清除 TI，需要用“ CLR TI”指令清除 TI，以便输 出新的串行数据。 第三节 A/D 转换器件 7135 ICL7135 的国产型号叫 CH7135.它是四位半高精度积分式 ADC 器件 ,输入为差分信号输出为 BCD 码 ,其分辨率为两万分之一 ,及分辨率为 0.005,完全满足本系nts统要求 ,如果要进一步提高分辨率 ,可以对变送器进行零点迁移 ,使其在最关心的浓度范围内对应的输出范围变小 .ICL7135 内部没有时钟电路 ,必须全部外接 ,必须外接基准电压 ,单端输入 ,其基准电压为满量程的一半 ,其输出不是三状态的 ,不可直接与总线相连 .ICL7135 每次转换结束立即输出新的转换结果 ,不需特别 控制 ,有专门的极性显示 ,过量程显示和欠量程显示引脚 ,使用起来比较方便 .下面对ICL7135 作详细的介绍 . (1) 管脚功能及有关参数选择 28 脚封装如下图所示 : V e e1V re f2AGND3IN T _O U T4A Z _I N5BU F O U T6RE F C A P -7RE F C A P +8IN _L9IN _H10VCC11DGND24CL K IN22BU S Y21P O L A R23AICL 71 35图中 : V+ : 电源正 ,+5V(以数字地 DGND 为基准 ) V_ : 电源负 ,-5V(以 DGND 为参考点 ) INLO:差分信号输入负端 .单端输入时 ,INLO 可与模拟地 (AGND)相连 INHI:差分信号输入正端 .应保证 V+ 0.5 (INHI 和 INLO) V +1V. 模拟输入信号 :V1=INHI INLO 的范围为 0 VFS AGND:模拟地 ,是 VREF 和模拟输入基准点 . DGND:数字地 ,是 V+和 V 的基准点 . VREF:基准电压接线端 ,以 AGND 为基准 , VREF=VFS/2, VFS 为满量程 .若VFS=2V,则 VREF=1V,若 VFS=200mV,则 VREF=100mV R/ H:运行 /保持端 .当 R/H=1 或悬空时 ,ICL7135 连续进行 A/D 转换 ,即没 40002 个时钟周期开始一次 A/D 转换 .当 R/H=0 时 ,转换一次完成后 ,nts数据被保持 ,直至 R/H 重新变为 1 时再开始 A/D 转换 . CLK:时钟脉冲输入端 . AZ:自较零端 ,接自动稳零电容 CZ,CZ 应足够大 ,以便减小干扰的影响 ,一般取 1uF 且选优质电容 . CR+和 CR :基准电容 CREF 接线端 ,CREF 应足够大 ,可以忽略寄生电容 ,一般可取 CREF=1uF 且选优质电容 . INT:积分器输出脚 ,外接积分电容 CINT,一般取 CINT=0.10.47uF BUF:缓冲器输出端 ,接积分电阻 RINT,RINT=VFS/20uA,例如 VFS=2V,则RINT=100K 欧 BUSY:忙输出脚 ,若 BUSY 为高表示正在进行 A/D 转换 ,若为低表示A/D 转换已经结束 . B8,B4,B2,B1:BCD 码输出脚 ,B8 是最高位 ,B1 是最低位 ,高电平为 1,低电平为 0. D5,D4,D3,D2,D1:位驱动输出脚 ,在一次 A/D 转换结束后 ,多次顺序在D5D1 发出宽度为 200 个时钟周期的正脉冲 , STB:脉冲选通 ,在每完成一次 A/D 转换后 ,在 STB 端发出 5 个宽度为1/2 时钟脉冲周期的负脉冲 ,每个 STB脉冲分别位于第一次出现的位驱动信号 D5D1 的中间 ,因此第一个 STB 负脉冲可作 为结束信号 . UR:欠量程输出端 ,若输入模拟信号 V1 = INHI INLO0.179VFS(读数小于 1800),则在 A/D 转换结束后 ,UR=1. OR:过量程信号输出端 ,若 V1 VFS.则在 A/D 转换结束后OR=1.UR 和 OR 供数字仪表作量程转换用 . POL:极性输出脚 ,当 V1 O 时 ,POL=1,反之 POL=0. (2) ICL7135 与单片机的接口 nts12MC3 630PC3 730PV e e1V re f2AGND3IN T _O U T4A Z _I N5BU F O U T6RE F C A P -7RE F C A P +8IN _L9IN _H10VCC11DGND24CL K IN22BU S Y21P O L A R23IC7AICL 71 35 CP ECL K1RS T2Q112Q211Q39Q46Q55Q64Q73IC2CD 40 24V IN1V O U T2G N D3NC4NC5NC6NC7NC8IC4AM C1 40 3 VCCA G N D200K105474105A G N D-5VA D CL KM E A S U RE10K103A G N D2. 50 0Vf = 2 5 0 .0 0 K H z3 0 A L EE A / V P31X119X218RE S E T9RD17WR16IN T 012IN 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 D11RX D1089 c 52上图是本系统中所用的 ICL7135与 89C52单片机的接口电路 ,下面详细的分析该电路 . ICL7135 内部没有时钟发生器 ,必须外加时钟信号到 CLK,本系统中利用计数器 74LS161 进行分频 ,VR 是一个精密电源 ,用精密电位器将它调到 1V, R1,C1 端所接积分电阻和电容也是精密电阻和精密电容 ,R/H 端接高电平 ,芯片处于自动连续转换的工作状态 ,时钟电路的输出频率为 1MHz,BCD 码的输出端和符号位接在单片机的 P1 口 . (3) 体会与总结 7135 是一种高精度 AD 器件 ,其转换的精度与变送器有很大关系 ,即理论上分辨率为 0.005,完全满足本系统要求 ,如果要进一步提高分辨率 ,可以对变送器进行零点迁移 ,使其在最关心的浓度范围内对应的输出范围小 .不过这样对软件的要求比较 高 . 7135 内部没有时钟电路 ,必须全部外接 ,需外接基准电压 ,其基准电压是满量程的一半 ,本系统是通过可调电阻实现的 . 其输出不是三状态的 ,不可直接与总线相连 ,本系统是通过外插接口来解决的 ,7135 除了上述接口方法外 ,还有一种三线制接法 ,即只用 POL,CLK,BUSY 三根线 ,这样在走线上是很方便的 ,在此 ,就不多介绍了。 . 第四节 系统部分单元电路设计 nts前几节已介绍了本系统用到的主要芯片，接下来在这一节里将详细介绍本系统的单元模块电路的设计。 一、 8255 键盘设计 键盘是利用可编程控制器 8255 的 PC 口进行扩展 ，键盘为 4 4 共 8 个键，PC0 PC3 作为行扫描线， PC4 PC7 作为列检测线，每根列检测线节 +5V 的电源，并且节 4.7K 的上拉电阻，对 8255 进行初始化时，设定 PC0 PC3 为输出，PC4 PC7 为输入，当每个键按下去，便对应一个唯一的键值。电路如图所示： 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 T35CS68 2 5 512456A74L S 21/INT0V C C二、存储单元电路设计 本系统为用户提供了 32K 的外部数据存储器 62256 和程序存储器 27256，其寻址范围均为 0000H 7FFFH，分别由 WR、 RD 和 PSEN 来控制。电路图如下所示： nts/ R D/ W RD B 0D B 1D B 2D B 3D B 4D B 5D B 6D B 7D B 0D B 1D B 2D B 3D B 4D B 5D B 6D B 7A B 0A B 1A B 2A B 3A B 4A B 5A B 6A B 7A B 0A B 1A B 2A B 3A B 4A B 5A B 6A B 7A B 8A B 9A B 10A B 11A B 12A B 13A B 14A B 8A B 9A B 10A B 11A B 12A B 130000H -7F F F HA010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A 1021A 1123A 122A 1326A 1427CE20OE22V P P1D011D112D213D315D416D517D618D7192 7 C 2 5 610K+ 5VA010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A 1021A 1123A 122A 1326A 141WE27OE22CE20D719D618D517D416D315D213D112D01162256A B 14A B 15三、 RS-232 串行通信接口电路 RS-232 标准信号为负逻辑，设计电路的关键是实现 TTL 电平与 RS-232 电平的转换。本系统选用 ICL232CPE，实现了 TTL 电平与 TS-232 电平的转换。 ICL232CPE 的优点是其内部有电压倍增电路和转换电路，仅需要 5伏电源供电，使用十分方便。用户可以方便的利用 RS-232 与 PC 机通讯。电路图如下： nts 的三章 软件设计 一、 软件设计方案 监控程序模块： A 系统初始化程序模块 B 键盘控制程序 C A/D 转换控制程序 D LED 显示控制程序 二 、 软件调试 a) 在进行 软件调试的时候，由于是在仿真机上进行，所以下面列出部分软件程序。 内存自检程序： ORG 0000H MOV A , #0AAH ; 0AAH 送 A.B,清零 FO,F1 MOV B , #OAAH CLR F0 CLR F1 nts MOV DPTR,#1000H ;DPTR 指向 1000H,准备 SRAM 写 #0AAH MOV DPTR,A ;写 SRAM 的一个单元 MOV R2 ,#0FH ;延时 15mS MOV R3 ,7DH NOP NOP DJNZ R3 ,DL1 DJNZ R2 ,DL2 MOVX A ,DPTR ;读出 CJNE A ,B ,ERROR ;比较 A 是否等于 B INC DPTR ;地址加 1 MOV R4 ,DPL ;是否检测完 CJNE R4 ,#00H ,WR-1 MOV R5 ,DPH CJNE R5 ,#28H ,WR-1 JB FO ,ENDP ;F0 是写 55H 的标志 MOV A ,#55H ;55H 送 A,B,置位 F1 MOV B ,#55H SETB F1 MOV DPTR,#1000H ;准备向 SRAM 写 #55H AJMP WR-1 ;转移到写 SRAM 的一个单元 SETB F0 ;置位出错标志 F0 END 2. 8255 键盘中断程序： ORG 0000H MOV R0 ,#30H ;设键号保存地址 DONE: MOVE DPTR ,#3030H ;指向 8255 MOV A ,#10001000B ;设置控制字 ,A口输出 C高入 ,B口输出 C低出 nts MOVX DPTR,A ;8255 初始化 MOV DPTR ,#3002H ;指向 C 口 MOV A ,#0F0H ;全扫描字为 0F0H MOVX DPTR,A ;全扫描字送入 C 口 MOV R4 ,#00H ;设首行初值 MOVX A ,DPTR ;读入行状态 ANL A ,#0F0H ;屏蔽低 4 位 CJNE A ,#0F0H,PRSD1 ;判断是否有键按下或抖动 SJMP DONE ;无键按下 ,返回等待 PRSD1: ACALL DL10ms ;延时 10 毫秒子程序 MOVX A ,DPTR ;重新读入行状态 ANL A ,#0F0H,PRSD2 ;判断是否有键按下 SJMP DONE ;无键按下，返回等待 PRSD2: MOV R2 ,#04H ;设定列数 MOV R3 ,#01 ;设定首列 SCAN : MOV A ,R3 ;送首列到 A CPL A ;置首列扫描字 MOVX DPTR,A ;全扫描字送入 MOVX A ,DPTR ;读入状态 ANL A ,#0F0 ;屏蔽低 4 位 CJNE A ,#0F0H,FIDN ;判断是否有键按下 MOV A ,R3 ;无键按下 ,重新扫描 RL A ;设定第二列 MOV R3 ,A
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号