計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文

1、目 錄1 設(shè)計目的背景及要求21.1 設(shè)計目的及意背景21.2 設(shè)計要求22 工作原理及元器件選擇22.1 單片機簡介22.1.1 引腳簡介32.2 A/D轉(zhuǎn)換裝置52.2.1 A/D轉(zhuǎn)換基本原理52.2.2 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù)62.2.3 ADC0809內(nèi)部構(gòu)造62.2.4 ADC0809簡介72.2.5 ADC0809引腳連線82.3 D/A轉(zhuǎn)換裝置92.3.1 D/A轉(zhuǎn)換基本原理92.3.2 D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù)102.3.3 DAC0832內(nèi)部構(gòu)造102.3.4 DAC0832簡介112.3.5 DAC0832的工作方式122.3.6 DAC0832的輸出方式132.4

2、74LS373鎖存器142.4.1 74LS373性能特點142.4.2 74LS373真值表及功能表152.5分頻器152.6 其它電路162.6.1 擴展電路162.6.2 上位機通訊電路162.6.3 LED顯示電路172.6.3鍵盤電路182.6.4 報警指示燈電路183 系統(tǒng)工作過程183.1 ADC0809工作過程183.2 DAC0832工作過程194 元器件清單205 心得體會206 參考文獻211 設(shè)計目的背景及要求1.1 設(shè)計目的及意背景本課程的課程設(shè)計的目的在于加深對計算機控制技術(shù)理論知識的理解和對這些理論的實際應(yīng)用能力，提高對實際問題的分析和解決能力，以達到理論學(xué)習(xí)的目

3、的,并培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計算機輔助設(shè)計和撰寫設(shè)計說明書的能力，加深對控制系統(tǒng)理解，將所學(xué)的知識靈活穿插并運用起來。1.2 設(shè)計要求設(shè)計一個基于單片機具有A/D，D/A功能的信號測控裝置，要求能夠接入典型傳感器信號，輸入標準電壓/電流，抗干擾，通用，安全，性價比高。2 工作原理及元器件選擇2.1 單片機簡介在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，被測量的溫度、壓力、流量、速度等非電物理量，需要經(jīng)傳感器先轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的模擬電信號（電壓或電流），這些模擬電信號必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后才能在單片機中用應(yīng)用軟件進行處理。我們通常所講的“單片機”又稱微控制器，它并不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器

4、（RAM）、程序存儲器（ROM）、輸入/輸出設(shè)備等系統(tǒng)集成到一塊電路芯片中。技術(shù)在進步，現(xiàn)在某些型號的單片機芯片中也集成了A/DAnalog to Digital Conversion（模擬-字轉(zhuǎn)換），D/ADigital to Analog Conversion（數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換）等功能模塊。簡單的講：這塊芯片就成了一臺計算機。它具有體積小、重量輕、價格低廉的特點。目前用的較多是Intel MCS-51 系列單片機，它有三個版本：8031、8051、8751（8位機）。本設(shè)計中我采用的是80C51單片機。80C51單片機芯片采用40引腳雙列直插封裝（DIP）形式，引腳如圖2-1所示。圖2-1

5、80C51引腳圖2.1.1 引腳簡介（1）主電源和時鐘振蕩電路引腳Vcc（40引腳）：運行和程序校驗時接+5V電源。Vss（20引腳）：電源地。XTAL1（19引腳）：接外部晶振的一個引腳。該引腳內(nèi)部是一個反相放大器的輸入端。這個反相放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。如果采用外部晶體振蕩器時，此引腳應(yīng)接地。XTAL2（18引腳）：接外部晶振的另一端，在該引腳內(nèi)部接至內(nèi)部反相放大器的輸出端。若采用外部時鐘振蕩器時，該引腳接收時鐘振蕩器的信號，即把此信號直接接到內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。（2）輸入輸出I/O引腳共4個8位的并行I/O口，32根I/O線。P0.0-P0.7（32-39引腳）：統(tǒng)稱為P0口。在不接

6、片外存儲器與不擴展I/O口時，可作為準雙向輸入/輸出口。在接有片外存儲器或擴展I/O口時，P0口分時復(fù)用為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。 P1.0-P1.7（1-8引腳）：統(tǒng)稱為P1口?？勺鳛闇孰p向I/O口使用。對于52子系列，P1.0與P1.1還有第二功能：P1.0可用作定時器/計數(shù)器2的計數(shù)脈沖輸入端T2，P1.1可用作定時器/計數(shù)器2的外部控制端T2EX。P2.0-P2.7（21-28引腳）：統(tǒng)稱為P2口。一般可作為準雙向I/O口使用；在接有片外存儲器或擴展I/O口且尋址范圍超過256字節(jié)時，P2口用作高8位地址總線。P3.0-P3.7（10-17引腳）：統(tǒng)稱為P3口。除作為準雙向I/O

7、口使用外，還可以將每一位用于第二功能，而且P3口的每一條引腳均可以獨立定義為第一功能的輸入輸出或第三功能。P3口的第二功能如表2-1所示。表2-1 P3口第二功能P3.0（串行口輸入）P3.1（串行口輸出端）P3.2（外部中斷0請求輸入端，低電平有效）P3.3（外部中斷1請求輸入端，低電平有效）P3.4（定時器/計數(shù)器0計數(shù)脈沖輸入端）P3.5（定時器/計數(shù)器1計數(shù)脈沖輸入端）P3.6 (外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸入端，低電平有效)P3.7 (外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸入端，低電平有效)（3）控制信號引腳（9引腳）：RST（RESET）是復(fù)位信號的輸入端，高電平有效。當(dāng)單片機運行時，在此引腳加

8、上持續(xù)時間大于兩個機器周期（24個時鐘振蕩周期）的高電平時，就可以完成復(fù)位操作。在此單片機正常工作時，此引腳應(yīng)為0.5V低電平。VPD為本引腳的第二功能，即備用電源輸入端。當(dāng)主電源Vcc發(fā)生故障，降低到某一規(guī)定值的低電平時，將+5V電源自動接入RST端，為內(nèi)部RAM提供備用電源，以保證片內(nèi)RAM中信息不丟失，從而使單片機在復(fù)位后能繼續(xù)正常運行。（30引腳）：ALE引腳輸出為地址鎖存允許信號，當(dāng)單片機上電正常工作后，ALE引腳不斷輸出正脈沖信號。當(dāng)單片機訪問外部存儲器時，ALE輸出信號的負跳沿用于單片機發(fā)出的低8位地址經(jīng)外部鎖存器鎖存控制信號。即使不訪問外部鎖存器，ALE端仍有正脈沖信號輸出，此

9、頻率為時鐘振蕩器頻率的1/6。如果想初步判斷單片機芯片的好壞，可用示波器查看ALE端是否有正脈沖信號輸出。如果有脈沖信號輸出，則單片機基本上是好的。PROG為本引腳的第二功能。在對片內(nèi)EPROM型單片機編程寫入時，此引腳作為編程脈沖輸入端。（29引腳）：訪問外部程序存儲器選通信號，低電平有效。在訪問外部程序存儲器讀取指令碼時，每個機器周期產(chǎn)生2次PSEN信號。在執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器取指令時，不產(chǎn)生PSEN信號；在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，亦不產(chǎn)生PSEN信號。：EA為內(nèi)外程序存儲器選擇控制端。當(dāng)EA引腳為高電平時，單片機訪問片內(nèi)程序存儲器，但在PC（程序計數(shù)器）值超過0FFFH時，即超出片內(nèi)程序存儲

10、器的4KB地址范圍時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序。當(dāng)EA引腳為低電平時，單片機則只訪問外部程序存儲器，不論是否有內(nèi)部存儲器。2.2 A/D轉(zhuǎn)換裝置2.2.1 A/D轉(zhuǎn)換基本原理單片機在日常生活中用得越來越多，其集成度也越來越高，目前擁有多種單片機都集成有A/D轉(zhuǎn)換功能，如PIC，AVR，SUNPLUS，SH等。處理器的位數(shù)從4位到32位或更高，轉(zhuǎn)換精度從6位，8位，10位或更高。單片機內(nèi)集成的A/D轉(zhuǎn)換，一般都有相應(yīng)的特殊功能寄存器來設(shè)置A/D的使能標志，參考電壓，轉(zhuǎn)換頻率，通道選擇，A/D輸入口的屬性（模擬量輸入還是普通的I/O口），啟動，停止控制等。有了這些寄存器，使得我們控制單

11、片機的模擬量采集變得非常方便。A/D轉(zhuǎn)換的基本原理是：將參考電平按最大的轉(zhuǎn)換值量化，再利用輸入模擬電平與參考電平的比例來求得輸入電平的測量值（V測=V參*（AD量化值/AD轉(zhuǎn)換的最大值）。有些MCU A/D轉(zhuǎn)換的參考電平可以選擇由一個外部引腳輸入，這樣使得用戶可以對A/D轉(zhuǎn)換進行更好的控制。值得注意的一點就是A/D轉(zhuǎn)換的輸入電平必須比參考電平低或相等，不然測試的結(jié)果就會有很大的偏差。下面以參考電平為5V，轉(zhuǎn)換的精度為8位為例來說明如何取得實際的測量值是多少。如果AD量化值為128，則V測= 5*128/256=2.5V。因為V測=V參*（AD量化值/AD轉(zhuǎn)換的最大值）=AD量化值*（V參/AD

12、轉(zhuǎn)換的最大值），而針對具體的硬件電路，“V參/AD轉(zhuǎn)化的最大值”是一個固定的系數(shù)。而這個系數(shù)，就相當(dāng)于測試的精度了。對于10位的A/D，5V的參考電壓的測試精度約5毫伏，而用2.048伏的參考電壓，精度就可以達到2毫伏。當(dāng)然測試的電壓范圍相應(yīng)的也減小了。我曾經(jīng)就用這種減小測量范圍來提高精度，使用PIC16F76做A/D測量，使得正負誤差不超過5毫伏的高精度測試電源。當(dāng)誤差超過5毫伏時，電路發(fā)出報警聲，提示操作員，重新調(diào)解電壓到規(guī)定范圍內(nèi)。2.2.2 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù)1.分辨率 分辨率指輸出數(shù)字量的位數(shù)，常用的有 8位、10位、12位、14位等。一般地，位數(shù)越多，價格越貴。分辨率表示的

13、是轉(zhuǎn)換器對微小輸入量變化敏感程度。例如：8位 ADC 的分辨率是 8位，數(shù)字量變換范圍是 0 255，當(dāng)輸入電壓滿刻度為 5 V 時，轉(zhuǎn)換電路對輸入模擬電壓的分辨能力為5 V/25519.6 mV。2.轉(zhuǎn)換精度 轉(zhuǎn)換精度是指對應(yīng)于輸入的模擬電壓得到的數(shù)字量與應(yīng)得到的理想數(shù)字量之間的差值。通常用數(shù)字量的最低有效位（LSB）來表示。3.轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間指完成一次 A /D 轉(zhuǎn)換所需要的時間，一般為幾個至幾百微秒。4.線性度 模擬電壓輸入與 A /D 轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量成線性增加的程度。本設(shè)計采用的是ADC0809是 NSC公司生產(chǎn)的 CMOS逐次比較式 A /D 轉(zhuǎn)換器。2.2.3 ADC0809

14、內(nèi)部構(gòu)造ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2-2所示。通過引腳 IN0 IN7 可輸入 8路模擬電壓，但每次只能轉(zhuǎn)換一路，其通道號由地址信號 ADDA、ADDB、ADDC 譯碼后選定，片內(nèi)有地址鎖存和譯碼器。轉(zhuǎn)換結(jié)果送入三態(tài)輸出鎖存緩沖器，當(dāng)輸出允許信號 OE 有效時才輸出到數(shù)據(jù)總線上。圖2-2 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.2.4 ADC0809簡介1.ADC0809邏輯功能：ADC0809 是8 位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。它由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存譯碼器、一個A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8 路模擬量分時輸入，共用A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸

15、出鎖器用于鎖存A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。2.AD0809 的工作原理：圖2-3 ADC0809引腳圖IN0IN7：8 條模擬量輸入通道ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是05V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。START：轉(zhuǎn)換啟動信號。START上升沿時，復(fù)位ADC0809；START下降沿時啟動芯片，開始進行A/D轉(zhuǎn)換；在A/D轉(zhuǎn)換期間，START應(yīng)保持 低電平。本信號有時簡寫為ST。 A、B、C：地址線。 通道端口選擇線，A為低地

16、址，C為高地址，引腳圖中為ADDA，ADDB和ADDC。CLK：時鐘信號。ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號由外界提供，因此有時鐘信號引腳。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。EOC=0,正在進行轉(zhuǎn)換；EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。使用中該狀態(tài)信號即可作為查詢的狀態(tài)標志，又可作為中斷請求信號使用。D7D0：數(shù)據(jù)輸出線。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機的數(shù)據(jù)線直接相連。D0為最低位，D7為最高。 OE：輸出允許信號。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻；OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。Vcc：+5V電源。 Vref：參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號進行比較，作為逐

17、次逼近的基準。其典型值為+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V).ALE ：為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A， B，C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。A，B 和C 為地址輸入線，用于選通IN0IN7 上的一路模擬量輸入。表2-2 被選通道表 ADC0809引腳連線圖2-4 ADC0809接線圖A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時傳送給單片機進行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認A/D轉(zhuǎn)換的完成，因為只有確認完成后，才能進行傳送。為此可采用下述三種傳送方式。1.定時傳送方式對于一種A/D轉(zhuǎn)換其來說

18、，轉(zhuǎn)換時間作為一項技術(shù)指標是已知的和固定的。例如ADC0809轉(zhuǎn)換時間為128s，相當(dāng)于6MHz的MCS-51單片機共64個機器周期?？蓳?jù)此設(shè)計一個延時子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用此子程序，延遲時間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進行數(shù)據(jù)傳送。2.查詢傳送方式A/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢方式，測試EOC的狀態(tài)，即可卻只轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進行數(shù)據(jù)傳送。3.中斷傳送方式把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號（EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號有效時，OE信號即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機接受。不管使用上

19、述那種方式，只要一旦確認轉(zhuǎn)換結(jié)束，便可通過指令進行數(shù)據(jù)傳送。2.3 D/A轉(zhuǎn)換裝置2.3.1 D/A轉(zhuǎn)換基本原理D/A 轉(zhuǎn)換有權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)法、T形電阻網(wǎng)絡(luò)法和開關(guān)樹法，最常見的是 T形電阻網(wǎng)絡(luò)法。圖2-5是一個4位D/A轉(zhuǎn)換器示意圖，其中數(shù)字量的每一位D3D0分別控制一個模擬開關(guān)。當(dāng)某一位為1時，對應(yīng)開關(guān)倒向右邊；反之，開關(guān)倒向左邊。容易分析出圖中X0X3各點的對應(yīng)電位分別為 VREF、VREF/2、VREF/4、VREF/8，而與開關(guān)方向無關(guān)。圖2-5 梯形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC2.3.2 D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù)（1）分辨率分辨率指 D /A 轉(zhuǎn)換器所能分辨的最小量化信號的能力。這是對微小輸入量變

20、化的敏感程度的描述，一般用轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量的位數(shù)來表示。對于一個分辨率為 n 位的 DAC，它能對滿刻度的 2- n倍的輸入變換量做出反應(yīng)。常見的分辨率有 8位、10位、12位等。(2)建立時間 建立時間是 DAC轉(zhuǎn)換速度快慢的一個重要參數(shù)，指 DAC 的數(shù)字輸入有滿刻度值的變化時，輸出模擬信號電壓（或電流）達到滿刻度值1/2LSB 時所需要的時間。對電流輸出形式的DAC，建立時間是很短的；而對電壓輸出形式的 DAC，建立時間主要是其輸出運放所需的響應(yīng)時間。一般 DAC的建立時間為幾個納秒至幾個微秒。2.3.3 DAC0832內(nèi)部構(gòu)造DAC 0832由 8位輸入鎖存器、8位 DAC寄存器、8位

21、D /A 轉(zhuǎn)換電路組成，內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。圖2-6 DAC0832內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)2.3.4 DAC0832簡介DAC0832是8位分辨率D/A轉(zhuǎn)換集成芯片，與處理器完全兼容，其價格低廉，接口簡單轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 DAC0832的引腳及功能如圖2-7圖2-7 DAC0832引腳DI0DI7：數(shù)據(jù)輸入線，TLL電平。 ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效。 CS：片選信號輸入線，低電平有效。 WR1：為輸入寄存器的寫選通信號。 XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號輸入線，低電平有效。 WR2：為DAC寄存器寫選通輸入線。 Iout1:電流輸出線。當(dāng)輸

22、入全為1時Iout1最大。 Iout2: 電流輸出線。其值與Iout1之和為一常數(shù)。 Rfb:反饋信號輸入線,芯片內(nèi)部有反饋電阻. Vcc:電源輸入線 (+5v+15v) Vref:基準電壓輸入線 (-10v+10v) AGND:模擬地,摸擬信號和基準電源的參考地。DGND:數(shù)字地,兩種地線在基準電源處共地比較好。2.3.5 DAC0832的工作方式根據(jù)對 DAC 0832的輸入鎖存器和 DAC寄存器的不同的控制方法，DAC 0832有如下三種工作方式。1.單緩沖方式此方式控制輸入寄存器和 DAC 寄存器同時跟隨或鎖存數(shù)據(jù)，或只控制這兩個寄存器之一，而另一個接成直通方式。此方式適用于只有一路模

23、擬量輸出或幾路模擬量非同步輸出的情形。參考電路如a圖所示2.雙緩沖方式雙緩沖方式此方式分別控制輸入寄存器和DAC寄存器，適用于多路D/A同時輸出的情形。它使各路數(shù)據(jù)分別鎖存于各輸入寄存器，然后同時（相同控制信號）打開各DAC寄存器，實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)換。參考線路如圖b所示，程序片段如下：3.直通方式輸入寄存器和 DAC寄存器都接成直通方式。此時提供給 DAC的數(shù)據(jù)必須來自鎖存端口。本設(shè)計采用較為簡單的單緩沖方式。2.3.6 DAC0832的輸出方式DAC 0832的輸出是電流型的。在微機系統(tǒng)中，通常需要電壓信號。這時，可用運算放大器轉(zhuǎn)換為單極性或雙極性的輸出電壓。1.單極性輸出如下圖（a）所示，對應(yīng)數(shù)

24、字量 00H FFH 的模擬電壓 Vo 的輸出范圍是 0 - VREF。2.雙極性輸出如上圖（b）所示，圖中的單極性輸出電壓 Vo1經(jīng)運放 OP2 電平偏移、放大后，對應(yīng)數(shù)字量00H FFH 的模擬電壓 Vo2輸出范圍是 - VREF VREF。本設(shè)計采用單極性輸出。2.4 74LS373鎖存器本設(shè)計采用74LS373鎖存器芯片，它實質(zhì)是一個是帶三態(tài)緩沖輸出的觸發(fā)器，在單片機系統(tǒng)中為了擴展外部存儲器，通常需要用到74LS373芯片。鎖存就是把信號暫存以維持某種電平狀態(tài)，最主要的作用是緩存，其次完成高速的控制其與慢速的外設(shè)的不同步的問題，再其次是解決驅(qū)動問題，最后是解決一個I/O口既能輸出也能輸

25、入的問題。8051訪問外部存儲器時P0口和P2口共做地址總線，P0口常接鎖存器再接存儲器，以防止總線間的沖突。而P2口直接接存儲器，因為單片機內(nèi)部時序只能鎖住P2口的地址，如果用P0口傳輸數(shù)據(jù)時不用鎖存器的話，地址就改變了，使用鎖存器來區(qū)分單片機的地址和數(shù)據(jù)。2.4.1 74LS373性能特點圖2-8 74LS373引腳圖1腳是輸出使能(OE)，是低電平有效，當(dāng)1腳是高電平時，不管輸入3、4、7、8、13、14、17、18如何，也不管11腳(鎖存控制端，G)如何，輸出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)(或者叫浮

26、空狀態(tài)); 當(dāng)1腳是低電平時，只要11腳(鎖存控制端，G)上出現(xiàn)一個下降沿，輸出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立即呈現(xiàn)輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的狀態(tài)。1D8D為8個輸入端。 1Q8Q為8個輸出端。 G是數(shù)據(jù)鎖存控制端；當(dāng)G=1時，鎖存器輸出端同輸入端；當(dāng)G由“1”變?yōu)椤?”時，數(shù)據(jù)輸入鎖存器中。OE為輸出允許端；當(dāng)OE=“0”時，三態(tài)門打開；當(dāng)OE=“1”時，三態(tài)門關(guān)閉，輸出呈高阻狀態(tài)。 其中輸入端1D8D接至單片機的P0口，輸出端提供的是低8位地址，G端接至單片機的地址鎖存允許信號ALE。輸出允許端O

27、E接地，表示輸出三態(tài)門一直打開。2.4.2 74LS373真值表及功能表表2-3 74LS373真值表EG功能00直通Qi = Di01保持（Qi保持不變）1X輸出高阻X不定態(tài)；Q0建立穩(wěn)態(tài)前Q的電平；G輸入端，與8031ALE連高電平：暢通無阻低電平：關(guān)門鎖存。 當(dāng)G=“1”時，74LS373輸出端1Q8Q與輸入端1D8D相同； 當(dāng)G為下降沿時，將輸入數(shù)據(jù)鎖存。OE使能端，接地。2.5 74LS47分頻器由于80C51的晶振頻率為6KHz，而A/D0809所要輸入的頻率為12KHz。所以需要加一個分頻器74LS74. 74LS74內(nèi)含兩個獨立的上升沿雙D觸發(fā)器，每個觸發(fā)器有數(shù)據(jù)輸入（D）、置

28、位輸入（）復(fù)位輸入（）、時鐘輸入（CP）和數(shù)據(jù)輸出（Q）。、的低電平使輸出預(yù)置或清除，而與其它輸入端的電平無關(guān)。當(dāng)、均無效（高電平式）時，符合建立時間要求的D數(shù)據(jù)在CP上升沿作用下傳送到輸出端。圖2-9 74LS74引腳圖2.6 其它電路2.6.1 擴展電路用8255A擴展并行I/O接口，8255是通用可編程并行接口芯片，為40腳雙列直插式封裝型。片內(nèi)有3個8位并行I/O接口，分別稱為PA口（PA0-PA7），PB口（PB0-PB7）,PC口（PC0-PC7），其中PC口又分為高4位和低4位口，通過編程可設(shè)三種工作模式。數(shù)據(jù)端A口、B口、C口均為8位，可編程選擇為輸入或輸出。端口C也可編程為兩

29、個4位端口來用，在具體結(jié)構(gòu)上三者略有區(qū)別：A口輸入/輸出均有鎖存器，而B口和C口均有輸出鎖存器，輸入無鎖存器，有緩沖器。圖2-10 8255A引腳圖2.6.2 上位機通訊電路上位機通訊對單片機而言意義重大，不但可以實現(xiàn)將單片機的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X端，而且也能實現(xiàn)電腦對單片機的控制。比如你可以把寫入單片機的數(shù)據(jù)碼顯示在電腦上，如可使用一個按鍵當(dāng)按下它時通過單片機的串口將它發(fā)送到電腦上顯示，起到仿真器的功效。通信芯片采用MAX487，該芯片是RS485通訊的低功耗收發(fā)器件，最大可連接128個子系統(tǒng)，最遠傳輸距離1200米，傳輸速度可達250KB/s。MAX487是個個準雙向口，即要通過選通來確定是發(fā)送

30、還是接收。需發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送方選通自己的發(fā)送驅(qū)動器（MAX487的DE），該信號反向后選通接收方的接收驅(qū)動器（MAX487的/RE）。圖2-11 MAX487接線圖2.6.3 LED顯示電路加入LED顯示是為了便于人機互動，方便工作人員及時了解此時工況。其具體電路如圖2-12。圖2-12 LED顯示電路2.6.3鍵盤電路圖2-13 行列式鍵盤2.6.4 報警指示燈電路 當(dāng)系統(tǒng)正常運行時，綠燈亮。當(dāng)傳感器所采集的信息通過單片機處理，如果超過設(shè)置的上限值或低于下限值時，蜂鳴器進行報警，紅燈亮起。其電路圖如圖2-14所示。圖2-14 報警電路3 系統(tǒng)工作過程3.1 ADC0809工作過程1.時鐘信號

31、 由于 0809 無片選端，因此電路增加了或非門 74LS02 及鎖存器74LS373，以便對 0809進行讀 /寫控制。單片機采用 6MHz的晶振，ALE 輸出 6MHz/s時鐘信號，經(jīng) 74LS74觸發(fā)器 2分頻，得到 500kHz的時鐘信號，與 0809的時鐘端 CLK 相連。2.通道選擇 三位通道選擇端 ADDA、ADDB、ADDC 與數(shù)據(jù)線 P0口的低三位 P0.0、P0.1、P0.2相連，用數(shù)據(jù)線進行通道選擇，由 P0.0、P0.1、P0.2三位決定選擇哪一通道。也可以用地址線選擇通道。3.AD0809 的啟動端 START、地址鎖存端 ALE 均為高電平有效。將START與 ALE 端連在一起，與 74LS02的輸出端相連?；蚍情T 74LS02的兩個輸入端W R和Y0均為低電平時，其輸出為高電平。當(dāng)74LS373的 3 個輸入端 為 0時，Y0為低電平，執(zhí)行外部 I/O 口寫操作時，WR為低電平。4.其中輸入端1D8D接至單片機的P0口，輸出端提供的是低8位地址，G端接