基于单片机的多路温度采集控制系统

基于单片机的多路温度采集控制系统内容摘要：

脚接地， XTAL2 引脚接外部振荡器信号。 3. 控制引脚 控制引脚共有 4个，分别是 RST／ VPD、 ALE／ PR0G、 PSEN、 EA／ Vpp。 复位引脚 RST／ VPD 是第 9 脚，需要外接复位电路，在此引脚上出现两个机器周期的高电平就会使单片机复位。 一般来说复位电路是在此引脚和 Vss 引脚之间加一个 10k 欧姆的电阻，在和 Vcc 引脚之间加 — 个 10pF 的电容。 复位引脚还有数据掉电保护作用，该引脚需接备用电源 ，芯片电源 Vcc 掉电并下降到规定购电压后，该引脚就向内部 RAM 提供备用电源。 地址锁存使能引脚 ALE／ PR0G 是第 30 引脚，当访问外部器件时， ALE 输出用于锁存地址的低位字节。 对于 8751 单片机，该引脚在编程时被用于编程脉冲的输入端。 PSEN 是第 29引脚，该引脚的输出是外部程序存储器的选通信号，输出低电平有效。 EA／ Vpp 引脚是第 31 引脚，该引脚主要是用于区分片内外程序存储器。 EA／ Vpp 为高平时，访问的是片内程序存储器，如果地址范围超出了片内程序存储器，则自动转到片外程序存储器。 EA／ Vpp 为低电平时 ，则访问的是片外程序存储器。 /输出引脚 P0 口是第 32 引脚到第 39 引脚。 P0 口是 8 位三态 I/O 口，一般复用作地址数据线，即数据线与地址线的低 8 位复用。 P1 口是第 1 引脚到第 8 引脚。 P1 口是 8 位准双向口，其输出没有高阻态，输入不能锁存。 对于 8052， 引脚还是 T2 定时器／计数器的输入， 是 T2 的外部控制端， P2 口是第 21 引脚到第 28 引脚 o P2 口也是 8 位准双向口。 一般用作地址线的高 8 位。 P3 口是第 10 引脚到第 17 引脚。 P3 口也是 8 位难双向口。 可以用作普通 I/O 口，也可以夏用如下功能： ● 作串行通信输入口 RxD； ● 作串行通气输出口 TxD； 毕业设计 8 ● 作外剖中断 0输入； ● 作外部中断 1输入； ● 作定时器 o 外部输入； ● 作定时器 1 外部输入； ● 作外部数据存储器写脉冲： ● 作外部数据存储器读脉冲。 可见， P1 口只能做 I/O 口用，而其余 3 个口 P0、 P P2 即可以做普通的 I/O 口用可以用作特殊功能。 4 个接口的负载能力也不一样， P P P3 口能驱动 3 个 LS TTL 门，并且不需要外接电阻就能直接驱动 Mos 电路，而 P0口能驱动 8 个 LS TTL 门，但驱动 MOS电路时若作为地址 /数据总线，可以直接驱动，而作为 I/O 口时需要外接上拉电阻。 第三章 8051 单片机的扩展及系统电路 由于单片机的输入 /输出引脚有限，一般的，我们采用地址存储器进行单片机系统总线的扩展。 常用的单片机地址锁存器芯片有 74LS37 828 74LS273 等。 图 31 所示为74LS373 的引脚以及他们用作地止锁存器的连接方法。 74LS373 是 带三态输出的 8位锁存器。 当三态门为有效低电平，使能端 G 为有效高电平时，输出跟随输入变化；当 G由高变低时， 输出端 8位信息被锁存，直到 G 端再次有效为止。 347813141718256912151619D0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q711174LS373U7 图 31 74LS373 的引脚 毕业设计 9 1098765431112131516171819A0A1A2A3A4A5A6A72764U7252421232D0D1D2D3D4D5D6D7A8A9A10A11A122022271CEQEPCMVPP 图 32 2764 的各个功能引脚 在 2764 中主要有 7种功能引脚： Vcc：电源电压 ,+5v. A0~A12:地址线。 D0~D7：数据线。 OE：片输出允许，连接单片机的读信号线。 CE：片选信号引脚，由地址线译码器或单线选通。 Vpp：编程写入电压。 毕业设计 10 6264 是 8k*8 的 SRAM 芯片，在 6264 中主要有 6 种功能引脚： WE：写允许引脚，低电平有效。 A0~A12：地址线。 D0~D7：数据线。 OE：片输出允许，低电平有效。 CS1：片选信号引脚，低电平有效。 CS2：片选信号引脚，高电平有效。 8051 单片机与 ADC080 2764 及 6264 的接线电路如图 34 所示。 1098765431112131516171819A0A1A2A3A4A5A6A76264U7252421232D0D1D2D3D4D5D6D7A8A9A10A11A122022271QEWECS2CS1 图 33 6264 的各个功能引脚 毕业设计 11 图 34 主控制模块电路 毕业设计 12 第四篇 信号输入通道与信号采样模块的设计 第一章 A/D 芯片的选用及说明 A/D 转换器从原理上通常分为四类：计数器式 A/D 转换器、双积分式 A/D 转换器、逐渐逼近式 A/D 转换器和并行 A/D 转换器。 计数式 A/D 转换器结构简单，但转换速度很慢，所以很少采用。 双积分 A/D 转换器抗干扰能力强，转换精度也很高，但速度不够理想。 逐渐逼近式 A/D 转换器的结构不太复杂，转换速度也很高。 并行 A/D 转换器的转换速度最快，但结构复杂而且造价高。 因此，选用逐渐逼近式 A/D 转换器。 第一节 逐渐逼近式 A/D 转换器的工作原理 逐渐逼近式 A/D 转换器是一种采用对分搜索原理 来实现 A/D 转换的方法，逻辑框图如图 41 所示。 模拟输入Vx比较器数字输出N位寄存器N位D A转换器控制逻辑启动CKDONEVcOA 图 41 逐渐逼近式 A/D 转换器的逻辑框图 有图可以看出，逐渐逼近式 A/D 转换器，由 N 位寄存器、 N 位 D/A 转换器、比较器以及控制逻辑部分组成。 其工作原理如下 : 当启动信号作用后，时钟信号在控制逻辑作用下，首先使寄存器 Dn1=1,N 位寄存器的数字量一方面作为输出用，另一方面经 D/A 转换器转换成模拟量 Vc 后，送到比较器。 在比较器中与被转换的模拟量 Vx 进行比较，控制逻辑根据比较器的输出进行判断。 若 毕业设计 13 Vx=Vc,则保留这一位；若 VxVc,则 Dn1= 位比较完后，再对下一位 Dn2 进行比较，使 Dn2=1,与上一位 Dn1位一起进入 D/A转换器，转换后再进入比较器，与 Vx进行比较， „ ，如此一位一位地继续下去，直到最后一位 D0 比较完为止。 此时， N 位寄存器的数字量即为Vx所对应地数字量。 第二节 A/D 转换器的性能指标 1．转换精度 A/D 转换器的转换精度分为绝对精度和相对精度。 所谓绝对精度，是指对应于一个给定的数字量 A/D 转换器的误差，其误差的大小优实际模拟量输入值和理论值之差来度量。 实际上 ，对于同一个数字量，其模拟量输入不是固定值得，而是一个范围。 产生已知数字量的模拟输入值，定义为输入范围的中间值。 例如，在理论上， 5v 模拟量输入电压应产生12 位数字量的一半，即 1000 0000 0000，但实际上从 都能产生数字量 1000 0000 0000，则绝对误差为 : (+)/25==2mV 绝对误差包括增益误差，零点误差和非线性误差等。 绝对误差的测量应该在标准条件下进行。 相对误差是指绝对误差与满刻度值之笔，一般用百分数来表示，对 A/D 转换器也常用PPM 或最低有效值得位数 LSB 来表示。 1LSB=满刻度值 /2N 2. 转换时间 A/D 转换器完成一次转换所需要的时间成为转换时间。 一般用的 8 位 A/D 转换器的转换时间为几十至几百微秒。 3. 分辨率 分辨率是指 A/D 转换器对微小输入信号变化的敏感程度。 分辨率高，转换时对输入量微小变化的反映越灵敏。 通常用数字量得位数来表示，如 8 位、 10 位、 12 位等。 分辨率为 N,表示它可以对满刻度的 1/2N的变化量做出反应。 即： 分辨率 =满刻度值 /2N 4. 电源灵敏度 当电源电压变化时，将使 A/D 转换器的电源发生变化，这种变化的实 际作用相当于 A/D转换器的输入量的变化，从而产生误差。 毕业设计 14 第三节 典型的 A/D 转换芯片 ADC0809 ADC0809 时带有 8 位 A/D 转换器、 8 路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的 CMOS组件。 它是逐次逼近式 A/D 转换器，可以和微机直接接口。 七姐妹芯片是 ADC0808，可以互相替换。 1. ADC0809 的内部逻辑结构 ADC0809 的内部逻辑结构如图 43所示。 由图 43可以看出， ADC0809 有一个 8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个 A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。 多路开关可选通 8个模拟通道 ，允许 8路模拟量分时输入，共用一个 A/D 转换器进行转换。 三态输出锁存器用于锁存 A/D 转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 2. 引脚结构 ADC0809 采用双列直插式封装，共有 28 条引脚。 其引脚结构图如图 43所示。 2627281212019188151417U7234msb2122572524232296101216IN0IN1ref()ref(+)BOCADDAALEENABLESTARTCLOCK0809IN2IN3IN4IN5IN6IN72324252627Isb28ADDBADDC 图 42ADC0809 引脚图 毕业设计 15 图 43 ADC0809 内部逻辑 （ 1） IN0~IN7:8 条模拟量通道 ADC 0809 对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是 0~5v，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 （ 2）地址输入和控制线： 4 条 ALE 为地址锁存允许输入线 ,高电平有效。 当 ALE 现为高电平时，地止锁存与译码器将 ADDA、 ADDB 和 ADDC 三条地址输入线，用于选通 IN0~IN7 上的一路模拟量输入。 通道选择如表 41 所示。 毕业设计 16 表 41 被选通道和地址的关系 ADDC ADDB ADDA 选择的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2。