單片機控制的液壓、油溫檢測報警系統(tǒng)設(shè)計

1、PAGE 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc397675378 前 言 PAGEREF _Toc397675378 h 1 HYPERLINK l _Toc397675379 1方案論證與設(shè)計 PAGEREF _Toc397675379 h 2 HYPERLINK l _Toc397675380 1.1采用純硬件的閉環(huán)控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc397675380 h 2 HYPERLINK l _Toc397675381 1.2采用單片機與高精度傳感器結(jié)合的方式 PAGEREF _Toc397675381 h 2 HYPERLINK l _Toc3

2、97675382 2電路分析 PAGEREF _Toc397675382 h 3 HYPERLINK l _Toc397675383 2.1單片機選擇 PAGEREF _Toc397675383 h 3 HYPERLINK l _Toc397675384 2.1.1 AT89C51單片機特性 PAGEREF _Toc397675384 h 3 HYPERLINK l _Toc397675385 2.1.2 AT89C51單片機管腳 PAGEREF _Toc397675385 h 3 HYPERLINK l _Toc397675386 2.2 壓力傳感器選擇 PAGEREF _Toc397675

3、386 h 4 HYPERLINK l _Toc397675387 2.2.1 AK-1C-2 PAGEREF _Toc397675387 h 4 HYPERLINK l _Toc397675388 2.2.2 AK-1C-2主要技術(shù)指標(biāo) PAGEREF _Toc397675388 h 5 HYPERLINK l _Toc397675389 2.2.3 AK-1C-2電氣連接 PAGEREF _Toc397675389 h 5 HYPERLINK l _Toc397675390 2.2.4 AK-1C-2外形 PAGEREF _Toc397675390 h 6 HYPERLINK l _Toc

4、397675391 2.3 溫度傳感器 PAGEREF _Toc397675391 h 6 HYPERLINK l _Toc397675392 2.3.1 K型熱電偶 PAGEREF _Toc397675392 h 6 HYPERLINK l _Toc397675393 2.3.2 K型熱電偶測溫原理 PAGEREF _Toc397675393 h 7 HYPERLINK l _Toc397675394 2.3.3 K型熱電偶的元件配合使用 PAGEREF _Toc397675394 h 8 HYPERLINK l _Toc397675395 2.3.4 K型熱電偶與MAX6675連接 PAG

5、EREF _Toc397675395 h 9 HYPERLINK l _Toc397675396 2.4.放大電路 PAGEREF _Toc397675396 h 9 HYPERLINK l _Toc397675397 2.4.1電路放大倍數(shù) PAGEREF _Toc397675397 h 10 HYPERLINK l _Toc397675398 2.4.2放大電路 PAGEREF _Toc397675398 h 10 HYPERLINK l _Toc397675399 2.5 A/D轉(zhuǎn)換電路 PAGEREF _Toc397675399 h 10 HYPERLINK l _Toc3976754

6、00 2.5.1 ADC0809主要特性 PAGEREF _Toc397675400 h 10 HYPERLINK l _Toc397675401 2.5.2 ADC0809 內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc397675401 h 10 HYPERLINK l _Toc397675402 2.5.3 ADC0809 引腳結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc397675402 h 11 HYPERLINK l _Toc397675403 2.5.4 ADC0809 各腳功能 PAGEREF _Toc397675403 h 11 HYPERLINK l _Toc397675404 2.5.5 AD

7、C0809 輸入模擬量要求 PAGEREF _Toc397675404 h 12 HYPERLINK l _Toc397675405 2.5.6 ADC0809通道選擇表 PAGEREF _Toc397675405 h 12 HYPERLINK l _Toc397675406 2.5.7 ADC0809 應(yīng)用說明 PAGEREF _Toc397675406 h 13 HYPERLINK l _Toc397675407 2.5.8地址鎖存器74ls373 PAGEREF _Toc397675407 h 13 HYPERLINK l _Toc397675408 2.5.9引腳功能 PAGEREF

8、_Toc397675408 h 13 HYPERLINK l _Toc397675409 2.5.10 ADC0809連接圖 PAGEREF _Toc397675409 h 14 HYPERLINK l _Toc397675410 2.6數(shù)碼管顯示及電路 PAGEREF _Toc397675410 h 14 HYPERLINK l _Toc397675411 2.6.1 八位七段數(shù)碼管外形 PAGEREF _Toc397675411 h 15 HYPERLINK l _Toc397675412 2.6.2 MAX7221介紹 PAGEREF _Toc397675412 h 15 HYPERLI

9、NK l _Toc397675413 2.7按鍵及其電路 PAGEREF _Toc397675413 h 17 HYPERLINK l _Toc397675414 2.7.1獨立式非編碼鍵盤接口 PAGEREF _Toc397675414 h 18 HYPERLINK l _Toc397675415 2.8報警電路 PAGEREF _Toc397675415 h 18 HYPERLINK l _Toc397675416 2.9電源 PAGEREF _Toc397675416 h 19 HYPERLINK l _Toc397675417 3 單片機程序 PAGEREF _Toc397675417

10、 h 20 HYPERLINK l _Toc397675418 3.1匯編語言 PAGEREF _Toc397675418 h 20 HYPERLINK l _Toc397675419 3.2 C語言 PAGEREF _Toc397675419 h 20 HYPERLINK l _Toc397675420 3.2.1基本特性 PAGEREF _Toc397675420 h 20 HYPERLINK l _Toc397675421 3.3溫度報警系統(tǒng) PAGEREF _Toc397675421 h 21 HYPERLINK l _Toc397675422 3.4壓力報警系統(tǒng) PAGEREF _T

11、oc397675422 h 22 HYPERLINK l _Toc397675423 結(jié)束語 PAGEREF _Toc397675423 h 23 HYPERLINK l _Toc397675424 參考文獻 PAGEREF _Toc397675424 h 24 HYPERLINK l _Toc397675425 附錄 總電路圖 PAGEREF _Toc397675425 h 25 PAGE 26 前 言隨著社會的發(fā)展，溫度和壓力的測量及控制變得越來越重要。溫度和壓力是生產(chǎn)過程及科學(xué)實驗中普遍而且重要的物理參數(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)過程中為了高效的進行生產(chǎn)，必須對生產(chǎn)工藝過程中的主要參數(shù)，如溫度、壓力、

12、流量等進行有效的控制。其中，溫度和壓力的控制在生產(chǎn)過程中占有相當(dāng)大的比例。準(zhǔn)確的測量和有效的控制溫度是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和安全生產(chǎn)的重要條件。在工業(yè)的研制和成產(chǎn)中，為了保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定運行并提高控制精度，采用微電子技術(shù)是重要的途徑。它的作用主要是改善勞動條件，節(jié)約能源，防止生產(chǎn)和設(shè)備事故，以獲得好的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟效益。本次設(shè)計題目旨在控制和檢測液壓系統(tǒng)的液壓和液壓油的溫度，以防系統(tǒng)的壓力或者油溫的變化而導(dǎo)致的系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。液壓油油溫過高的危害：液壓油黏度、容積效率和液壓系統(tǒng)工作效率均下降，泄漏增加，甚至使機械設(shè)備無法正常工作。液壓系統(tǒng)的零件因過熱而膨脹，破壞了相對運動零件原來正常的配合間隙，

13、導(dǎo)致摩擦阻力增加、液壓閥容易卡死，同時，使?jié)櫥湍ぷ儽　C械磨損增加，結(jié)果造成泵、閥、馬達(dá)等的精密配合面因過早磨損而使其失效或報廢。加速橡膠密封件老化變質(zhì)，壽命縮短，甚至喪失其密封性能，使液壓系統(tǒng)嚴(yán)重泄漏。油液汽化、水分蒸發(fā)，容易使液壓元件產(chǎn)生穴蝕；油液氧化形成膠狀沉積物，易堵塞濾油器和液壓閥內(nèi)的小孔，使液壓系統(tǒng)不能正常工作。液壓系統(tǒng)壓力失常對液壓系統(tǒng)工作性能的影響：液壓系統(tǒng)不能實現(xiàn)正確的工作循環(huán)，特別是在壓力控制的順序動作回路中。執(zhí)行部件處于原始位置不動作，液壓設(shè)備根本不能工作。出現(xiàn)噪聲，執(zhí)行運動部件速度顯著降低，甚至產(chǎn)生爬行。因此，對于液壓系統(tǒng)的壓力和油溫的檢測具有重要的實際意義。1方案論

14、證與設(shè)計實現(xiàn)溫度控制的方法主要有以下兩種：1.1采用純硬件的閉環(huán)控制系統(tǒng)該控制的優(yōu)點在于速度較快，但可靠性較差，控制精度比較低、靈活性小、線路復(fù)雜、調(diào)試、安裝都不方便，且要實現(xiàn)題目所有的要求難度較大。1.2采用單片機與高精度傳感器結(jié)合的方式即用單片機完成人機界面，系統(tǒng)控制，信號分析處理，由前端溫度傳感器和壓力傳感器完成信號的采集與轉(zhuǎn)換。這種方案克服了方案一的缺點，所以本次設(shè)計是基于單片機和溫度、壓力傳感器實現(xiàn)對溫度和壓力的控制。系統(tǒng)整體框圖1.1如下：按鍵輸入AT89C按鍵輸入AT89C51壓力傳感器濾波及信號放濾波及信號放大電路A/D轉(zhuǎn)換顯示顯示溫度溫度傳感器濾波及信號放濾波及信號放大電路A

15、/D轉(zhuǎn)換報警器報警器圖1.1系統(tǒng)整體框圖整個系統(tǒng)擬采用壓力傳感器和溫度傳感器對所需的信號進行采集，當(dāng)獲取所需的信號之后，經(jīng)過對信號的濾波和放大電路的放大號，傳輸至A/D轉(zhuǎn)換器進行A/D轉(zhuǎn)換，將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，最后將數(shù)字信號讀入8051單片機內(nèi)，經(jīng)過單片機的數(shù)據(jù)處理后，最后將處理后的結(jié)果顯示出來。在系統(tǒng)中，設(shè)置按鍵電路，當(dāng)按鍵按下，向單片機輸入信號，單片機接收信號后，可改變預(yù)設(shè)的壓力和油溫值，使系統(tǒng)能夠在不同的狀況下工作，增加了系統(tǒng)的靈活性。系統(tǒng)中還設(shè)計有顯示電路部分，經(jīng)單片機處理后的數(shù)據(jù)，可由顯示模塊將所測量的壓力和油溫顯示出來，增強了系統(tǒng)的實用性。此外，當(dāng)所測量的油溫或壓力超

16、出了預(yù)設(shè)值之后，系統(tǒng)會自動觸發(fā)報警裝置，向外界發(fā)出警報。合理性論證：在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，經(jīng)檢查，系統(tǒng)的原理是可行的。2電路分析2. = 1 * Arabic 1單片機選擇單片機的選擇在整個系統(tǒng)中至關(guān)重要，需要滿足大內(nèi)存、高速率、通用性、價格便宜等要求。在本次的設(shè)計中，選擇最常用到的51系列單片機。AT89 C51是一種低功耗、高性能的8位單片機，片內(nèi)含有4KB的掩膜ROM，用于存放程序和原始數(shù)據(jù)；內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器包括RAM（1282.1.1 AT89C51單片機特性（1）片內(nèi)含有兩個16位的定時器/計數(shù)器，用于實現(xiàn)定時或計數(shù)功能，并以其定時或計數(shù)結(jié)果對單片機進行控制；（2）有4個8位并行I/O口

17、（P0、P1、P2、P3），以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入/輸出；（3）內(nèi)部含有5個中斷源，即外中斷2個，定時/計數(shù)中斷2個，串行中斷1個；（4）內(nèi)部有時鐘電路，為單片機產(chǎn)生時鐘脈沖序列；2.1.2 AT89C51單片機管腳(1)4個8位的并行輸入/輸出口P0.0P0.7/P1.0P1.7/P2.0P2.7/P3.0P3.7。（2）地址鎖存控制信號ALE，用于控制把P0口輸出的低8位地址送入鎖器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。（3）外部程序存儲器讀選通信號PSEN,Z在讀外部ROM時有效，實現(xiàn)外部ROM單元的讀操作；（4）訪問程序存儲器控制信號EA，當(dāng)為低電平時，對ROM的讀操作是針對外部程序

18、存儲器的；當(dāng)信號為高電平時，對ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲器。（5） 復(fù)位信號RST，當(dāng)輸入的復(fù)位信號延續(xù)2個機器周期以上高電平時即為有效，用于完成單片機的復(fù)位操作；（6）外界晶體引線端XTAL1和XTAL2，當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，用于外接石英晶體諧振器和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接入外部時鐘脈沖信號；(7) 地線GND和電源接口VCC；單片機引腳圖如圖2.1所示： 圖2.1 AT89C51引腳圖 = 2 * Arabic 2.2 壓力傳感器選擇2.2.1 AK-1C-2 = 1 * GB3 外殼和膜片一體結(jié)構(gòu)，體積小，平膜片感壓； = 2 * GB3 性

19、能穩(wěn)定可靠，量程范圍廣； = 3 * GB3 不銹鋼材料，耐腐蝕，安裝使用方便； = 4 * GB3 連接螺紋：M201.5 (可提供用戶要求的各種機械連接方式，最小外形尺寸：10)； = 5 * GB3 適用于各種動態(tài)、靜態(tài)、一般腐蝕氣體、液體的壓力測量。2.2.2 AK-1C-2主要技術(shù)指標(biāo)表2.1 AK-1C-2主要技術(shù)指標(biāo)主 要 技 術(shù) 指 標(biāo)測量范圍AK-1C-200.1,0.2,0.5,1,2,5,10,15,20,25,30,40,50,60MPa輸出靈敏度 0.50.8mV/V 基本誤差0.2; 0.3; 0.5%F.S 線性誤差L0.2; 0.3; 0.5%F.S 回程誤差H

20、0.2; 0.3; 0.5%F.S 重復(fù)性R0.2; 0.3; 0.5%F.S 工作溫度-10+60溫度補償范圍室溫+60零點溫度影響0.3%F.S/10 輸出溫度影響0.3%F.S/10 激勵電壓512VDC絕緣電阻1000M/100VDC輸入電阻35020 輸出電阻35020 零點輸出05%F.S 安全過負(fù)荷率120%F.S 2.2.3 AK-1C-2電氣連接 表2.2 AK-1C-2電氣連接電 氣 連 接 方 式連接方式插頭座號導(dǎo)線顏色輸入(電源)正端1紅輸出信號正端2藍(lán)輸出信號負(fù)端3白輸入(電源)負(fù)端4黃 2.2.4 AK-1C-2外形圖2.2 傳感器外形2.3 溫度傳感器溫度傳感器采

21、用K型熱電偶。 圖2.3 K型熱電偶實物圖2.3.1 K型熱電偶K型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化性能強，價格便宜等優(yōu)點?？梢灾苯訙y量各種生產(chǎn)中從0到1300范圍的液體蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。K型熱電偶通常由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要部件組成。2.3.2 K型熱電偶測溫原理熱電偶測溫必須由熱電偶、連接導(dǎo)線及顯示儀表三部分組成。圖2.4是最簡單的熱電偶測溫示意圖。圖2.4 HYPERLINK /picview/1693034/1693034/0/a6c7d71710e45f5cc83d6d14.html?fr=lemma o 查看圖片

22、t _blank 熱電偶溫度計示意圖按右圖組成的熱電偶蕊及測溫電偶絲1 ，如果將熱電偶的熱端加熱，使得冷、熱兩端的溫度不同，則在該熱電偶回路中就會產(chǎn)生熱電勢，這種物理現(xiàn)象就稱為熱電現(xiàn)象(即熱電效應(yīng))。在熱電偶回路中產(chǎn)生的電勢由溫差電勢和接觸電勢兩部分組成。接觸電勢：它是兩種電子密度不同的導(dǎo)體相互接觸時產(chǎn)生的一種熱電勢。當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體A和B相接觸時，假設(shè)導(dǎo)體A和B的電子密度分別為Na和Nb并且NaNb，則在兩導(dǎo)體的接觸面上，電子在兩個方向的擴散率就不相同，由導(dǎo)體A擴散到導(dǎo)體B的電子數(shù)比從B擴散到A的電子數(shù)要多。導(dǎo)體A失去電子而顯正電，導(dǎo)體B獲得電子而顯負(fù)電。因此，在A、B兩導(dǎo)體的接觸面上便形成

23、一個由A到B的靜電場，這個電場將阻礙擴散運動的繼續(xù)進行，同時加速電子向相反方向運動，使從B到A的電子數(shù)增多，最后達(dá)到動態(tài)平衡狀態(tài)。此時A、B之間也形成一電位差，這個電位差稱為接觸電勢。此電勢只與兩種導(dǎo)體的性質(zhì)相接觸點的溫度有關(guān)，當(dāng)兩種導(dǎo)體的材料一定，接觸電勢僅與其接點溫度有關(guān)。溫度越高，導(dǎo)體中的電子就越活躍，由A導(dǎo)體擴散到B導(dǎo)體的電子就越多，接觸面處所產(chǎn)生的電動勢就越大，即接觸電勢越大。(1)熱電偶安裝注意點：熱電偶應(yīng)盡量垂直裝在水平或垂直管道上，安裝時應(yīng)有保護套管，以方便檢修和更換。熱電偶的冷端應(yīng)處在同一環(huán)境溫度下，應(yīng)使用同型號的補償導(dǎo)線，且正負(fù)要接對。測量管道內(nèi)溫度時，元件長度應(yīng)在管道中心

24、線上(即保護管插入深度應(yīng)為管徑的一半)。溫度動圈表安裝時，開孔尺寸要合適，安裝要美觀大方。高溫區(qū)使用耐高溫電纜或耐高溫補償線。要根據(jù)不同的溫度選擇不同的測量元件。一般測量溫度大于100時，應(yīng)選擇熱電偶，小于100時選擇熱電阻。接線要合理美觀，表針指示要正確。2.3.3 K型熱電偶的元件配合使用此處選擇MAX6675來配合使用。（1） MAX6675簡介：MAX6675是美國MAXIM公司生產(chǎn)的帶有冷端補償、線性校正、熱電偶斷線檢測的串行K型熱電偶模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ,它的溫度分辨能力0.25 ,冷端補償范圍為 -20 +80 ,工作電壓為3.05.5V。其引腳如圖2.5所示：圖2.5 MAX6675引

25、腳圖（2）MAX6675引腳功能如表2.3所示:表2.3 MAX6675引腳功能 （3）MAX6675測溫范圍01024，主要功能特點如下：直接將熱電偶信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。具有冷端補償功能。簡單的SPI串行接口與單片機通訊。12位A/D轉(zhuǎn)換器、0.25分辨率。單一+5V的電源穩(wěn)壓器電壓。熱電偶斷線檢測。工作溫度范圍-20（4）工作原理：MAX6675為8腳SO封裝，它內(nèi)置一個12位AD轉(zhuǎn)換器，兩個放大冷端補償電路以及參考電平發(fā)生器。來自K型熱電偶的熱電勢與引腳T、T連接，號經(jīng)兩級放大器放大和濾波處理后，成為與芯片內(nèi)的AD轉(zhuǎn)換器相匹配的電平信號對于K型熱電偶，其“熱電勢溫度”關(guān)系是固定的，MAX

26、6675正是利用測量熱電勢大小來獲知溫度數(shù)據(jù)的。另外，熱電偶的輸出熱電勢只與工作端（通常稱為熱端）和考端（通常稱為冷端）的溫差有關(guān)，因此當(dāng)冷端（即MAX6675所在的環(huán)境）的溫度變時，MAX6675是通過內(nèi)置的冷端補償?shù)碾娐穪韺崿F(xiàn)冷端補償?shù)摹Ｋ鼘囟鹊淖兓D(zhuǎn)換相應(yīng)的電平信號，有了這個電平信號和熱電偶的輸出熱電勢，便能得知測量端的絕對度值。測溫時，將引腳CS置低電平，同時在SCK引腳上輸入一串脈沖信號便能從SO腳處讀得溫度數(shù)據(jù)，一串完整的溫度數(shù)據(jù)需要16個脈沖信號，每一下降沿輸出一位據(jù)，從最高位（D15）開始，D14D3為相應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)位（5）主要特點：自帶冷端補償電路，能將K型熱電偶的輸出熱電

27、勢轉(zhuǎn)換為12位溫度值，分辨率為025，溫度數(shù)據(jù)通過SPI（串行同步通信）接口發(fā)送給單片機。當(dāng)供電電壓為33V，其在0700時精度為2，7001 000時精度為4252.3.4 K型熱電偶與MAX6675連接圖2.6 K型熱電偶與MAX6675連圖2.4.放大電路2.4.1電路放大倍數(shù)放大電路的作用是將壓力傳感器采集到的信號進行放大，再傳輸?shù)紸DC0809內(nèi)，電路圖如下：壓力傳感器的應(yīng)變電阻為橋式連接，從傳感器輸出端取出的電流要變換為差動電壓輸出，因此，要采用阻抗高、僅放大差動電壓的放大電路，在本次設(shè)計中，采用通用運放LM324構(gòu)成測量放大器。根據(jù)機電一體化的知識，可算出放大電路的放大倍數(shù)為：。

28、（式2.1）2.4.2放大電路 圖2.7 放大電路2.5 A/D轉(zhuǎn)換電路本次設(shè)計中采用的A/D轉(zhuǎn)換器型號為ADC0809，ADC0809是M美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式 HYPERLINK /view/990260.htm t _blank A/D轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉(zhuǎn)換,目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片。 2.5.1 ADC0809主要特性 ADC0809 是帶有8 位A/D 轉(zhuǎn)換器、8 路多路開關(guān)以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS 組件。它是逐次逼近式A/D 轉(zhuǎn)換

29、器，可以和單片機直接接口。2.5.2 ADC0809 內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)由圖2.8可知，ADC0809 由一個8 路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、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)。 圖2.8 ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)2.5.3 ADC0809 引腳結(jié)構(gòu)圖2.9 ADC0809引腳2.5.4 ADC0809 各腳功能D7-D0：8 位數(shù)字量輸出引腳。IN0-IN7：8 位模擬量輸入引腳。VCC：+

30、5V 工作電壓。GND：地。REF（+）：參考電壓正端。REF（-）：參考電壓負(fù)端。START：A/D 轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。ALE：地址鎖存允許信號輸入端。（以上兩種信號用于啟動A/D 轉(zhuǎn)換）.EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平。OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK：時鐘信號輸入端（一般為500KHz）。A、B、C：地址輸入線。2.5.5 ADC0809 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。地址輸入和控制線：4 條，其

31、功能如表3 所示：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。2.5.6 ADC0809通道選擇表表2.4 ADC0809地址輸入和控制線 2.5.7 ADC0809 應(yīng)用說明（1）ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89C（2）初始化時，使ST 和OE 信號全為低電平。（3）送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C 端口上。（4）在ST 端給出一個至少有100ns 寬的正脈沖信號。（5）是否

32、轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC 信號來判斷。（6）當(dāng)EOC 變?yōu)楦唠娖綍r，這時給OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了2.5.8地址鎖存器74ls373 圖2.10地址鎖存器74ls3732.5.9引腳功能D0D7 數(shù)據(jù)輸入端OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效）LE 鎖存允許端Q0Q7 輸出端表2.5 74ls373 引腳功能 74ls373 的輸出端 Q0Q7 可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時，Q0Q7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。當(dāng) OE 為高電平時，Q0Q7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時，

33、Q 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時，D 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。2.5.10 ADC0809連接圖 圖2.11 ADC0809連接圖2.6數(shù)碼管顯示及電路 顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有： 發(fā)光二極管LED顯示器、液晶LCD顯示器、CRT顯示器等。信息顯示技術(shù)隨著信息社會的發(fā)展而變得越來越重要，在信息顯示技術(shù)中，液晶顯示器件與其他類型的顯示器相比有如下優(yōu)點：平面型顯示，體積小，重量輕，便于攜帶；驅(qū)動電壓低，功耗?。还ぷ鲏勖L，可

34、在5萬小時以上；不含有害射線，對長期在液晶顯示器件周圍工作的人體健康無危害；被動顯示，不易被強光沖刷，外界光越強則顯示越清晰，可以在明亮環(huán)境下顯示；易于驅(qū)動，能用大規(guī)模集成電路驅(qū)動，電路接口簡單等優(yōu)點。此次設(shè)計使用8位七段數(shù)碼管。數(shù)碼管分為共陰極和共陽極兩類，對于共陽極數(shù)碼管，八個發(fā)光二極管的陰極連接在一起作為公共端，陽極作為段驅(qū)動端分別命名為a,b,c,d,e,f,g和dp。當(dāng)公共端是低電平時，段驅(qū)動端是高電平時，相應(yīng)端的二極管點亮發(fā)光，共陽極數(shù)碼管正好相反。在此設(shè)計中，使用共陰極數(shù)碼管。2.6.1 八位七段數(shù)碼管外形 圖2.12 （8位七段數(shù)碼管）2.6.2 MAX7221介紹(1) MA

35、X7221是MAXIM公司生產(chǎn)的串行輸入/輸出共陰極數(shù)碼管顯示驅(qū)動芯片，一片MAX7221可驅(qū)動8個7段（包括小數(shù)點共8段）數(shù)字LED、LED條線圖形顯示器、或64個分立的LED發(fā)光二級管。該芯片具有10MHz傳輸率的三線串行接口可與任何微處理器相連，只需一個外接電阻即可設(shè)置所有LED的段電流。它的操作很簡單，MCU只需通過模擬SPI三線接口就可以將相關(guān)的指令寫入MAX7221的內(nèi)部指令和數(shù)據(jù)寄存器，同時它還允許用戶選擇多種譯碼方式和譯碼位。此外它還支持多片7221串聯(lián)方式，這樣MCU就可以通過3根線（即串行數(shù)據(jù)線、串行時鐘線和芯片選通線）控制更多的數(shù)碼管顯示。在電路中用到了MAX7221，它

36、是共陰顯示驅(qū)動芯片，僅占用了單片機的三只引腳， 更重要的是，在它輸出所有顯示內(nèi)容中，單片機不需要像以前的數(shù)碼管顯示案例那樣高速刷新數(shù)碼管，因而大大節(jié)?。?對單片機時間的占用。(2) MAX7221圖片及引腳圖2.13 MAX7221 引腳圖(3)引腳功能DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出端，用于級連擴展LOAD：裝載數(shù)據(jù)輸入CLK：串行時鐘輸入DIG0DIG7：8位LED位選線，從共陰極LED中吸入電流SEG ASEG G DP 7段驅(qū)動和小數(shù)點驅(qū)動ISET： 通過一個10k電阻和Vcc相連，設(shè)置段電流(4)連接電路 圖2.14 數(shù)碼管連接電路2.7按鍵及其電路 鍵盤是單片機系統(tǒng)中一

37、個很重要的部件，為了輸入數(shù)據(jù)、查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，都需要用到鍵盤，鍵盤是人工干預(yù)計算機的主要手段。根據(jù)按鍵的識別方法鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。對于編碼鍵盤鍵盤上閉合鍵的識別由專門的硬件譯碼器實現(xiàn)，并產(chǎn)生鍵編號或鍵值。對于非編碼鍵盤，沒有專門的硬件譯碼器，其按鍵的識別和產(chǎn)生由軟件完成，該類鍵盤成本較低，切實使用靈活。鍵盤中的每個按鍵都是一個常開開關(guān)電路，是利用機械觸電來實現(xiàn)按鍵的閉合和釋放。在按鍵的使用過程中，有兩點現(xiàn)象需要特別注意，就是按鍵抖動現(xiàn)象和按鍵連擊現(xiàn)象。抖動現(xiàn)象由于彈性作用的影響，按鍵的機械觸點在閉合和斷開的瞬間都會有抖動的現(xiàn)象。即不能馬上實現(xiàn)按鍵的完全閉合和斷開，從而

38、使輸入電壓信號也出現(xiàn)抖動現(xiàn)象，抖動的時間長短由按鍵的機械特性決定一般為5ms10ms。按鍵的抖動會引起按鍵命令的錯誤執(zhí)行或重復(fù)執(zhí)行，所以為了確保CPU對鍵的閉合僅處理一次，必須去除鍵抖動。去抖動處理有硬件和軟件兩種方法。硬件方法就是加去抖動電路，可避免抖動。為了節(jié)省硬件電路一般采用軟件延時的辦法來避免抖動階段，即第一次檢測到鍵閉合后先不做相應(yīng)動作，而是執(zhí)行一個延時程序，產(chǎn)生5ms10ms的延時，讓前沿抖動消失后再次檢測鍵的狀態(tài)，若仍保持閉合狀態(tài)，則確認(rèn)為真正有鍵按下。當(dāng)檢測到有鍵釋放后，也同樣要延時5ms10ms，等待后延抖動消失后才能轉(zhuǎn)入該鍵的處理程序，只有這樣才能保證當(dāng)鍵按下一次時，CPU

39、僅作一次相應(yīng)處理。連擊的處理當(dāng)按鍵在一次按下的過程中，其功能程序被反復(fù)多次執(zhí)行的現(xiàn)象，好像按鍵被多次按下一樣，這種現(xiàn)象稱為連擊。連擊通常情況下是不允許出現(xiàn)的，即每次按鍵僅響應(yīng)一次。為實現(xiàn)此目的通常的做法是：當(dāng)判斷出某鍵被按下時，就立刻去執(zhí)行該按鍵的相應(yīng)的功能程序，然后僅當(dāng)判斷出按鍵被釋放后才返回。改變以上各步驟的次序也是可以實現(xiàn)的，如當(dāng)判斷出某鍵按下時不立即就去執(zhí)行該鍵的功能程序，而等判斷出該鍵被釋放后，在去執(zhí)行相應(yīng)程序，然后返回。2.7.1獨立式非編碼鍵盤接口很多實際應(yīng)用系統(tǒng)均為采用較少幾個按鍵組成的非編碼鍵盤，每一個鍵對應(yīng)I/O口的一個口線，各鍵是相互獨立的，當(dāng)某個鍵按下時，該鍵所對應(yīng)的口

40、位由高電平變?yōu)榈碗娖?，CPU訪問并查詢所有按鍵口線，即識別是哪一個鍵按下。這種鍵盤的優(yōu)點是電路簡單；缺點是按鍵較多時占用較多的I/O要求通過按鍵的輸入來確定油溫和油壓的最大值，從而確定報警電路的安全值，該過程通過編程實現(xiàn)。再要確定某個最大值時，按下相應(yīng)的按鈕開關(guān)，從而使P1口的相關(guān)位變?yōu)榈碗娖?，在從單片機的存儲器中調(diào)用已經(jīng)預(yù)存的最大值，即可。鍵盤是有若干獨立的鍵組成，鍵的按下與釋放是通過機械觸點的閉合與斷開來實現(xiàn)的，因機械觸點的彈性作用，在閉合與斷開的瞬間有一個抖動過程。抖動必須消除，去抖動的方法主要有兩種;硬件消抖，軟件消抖。此處采用軟件消抖，即利用單片機程序延時，消除抖動干擾，而采用獨立鍵

41、盤使程序更簡單。 圖2.15 按鍵連接電路2.8報警電路如圖2.16，當(dāng)接收到來自單片機P2.3口的輸出信號后，三極管Q1導(dǎo)通，報警器會發(fā)出警報聲。 圖2.16 報警器連接電路2.9電源在單片機或其他元件中，有的需要提供5V和12V的電壓，而我們平常生活中的電壓是220V的，所以就需要就其變壓至5V和12V。其變壓電路如圖2.17：圖2.17 電源電路3 單片機程序3.1匯編語言匯編語言是直接面向處理器（Processor）的程序設(shè)計語言。處理器是在指令的控制下工作的，處理器可以識別的每一條指令稱為機器指令。每一種處理器都有自己可以識別的一整套指令，稱為指令集處理器執(zhí)行指令時，根據(jù)不同的指令采

42、取不同的動作，完成不同的功能，既可以改變自己內(nèi)部的工作狀態(tài)，也能控制其它外圍電路的工作狀態(tài)。匯編語言包括兩個部分:語法部分和編譯器。語法部分提供與機器指令相對應(yīng)的助記符 ，方便指令的書寫和閱讀。當(dāng)然，匯編語言的符號可以被人類接受，但不能被處理器識別，為此，還要由匯編語言編譯器將這些助記符轉(zhuǎn)換成機器指令。不同的處理器有不同的指令集。正是因為這個原因，每一種處理器都會有自己專屬的匯編語言語法規(guī)則和編譯器。即使是同一種類型的處理器，也可能擁有不同的匯編語言編譯器。一個明顯的例子是INTEL x86系列的處理器，圍繞它就開發(fā)出好多種編譯器來，如MASM、NASM、FASM、TASM和AT&T等。而且，

43、這每一種編譯器，都使用不同的語3.2 C語言 C語言是一種計算機 HYPERLINK /subview/17674/13521310.htm t _blank 程序設(shè)計語言，它既具有 HYPERLINK /view/14900.htm t _blank 高級語言的特點，又具有 HYPERLINK /view/49.htm t _blank 匯編語言的特點。它由美國 HYPERLINK /view/37115.htm t _blank 貝爾實驗室的Dennis M. Ritchie于1972年推出，1978年后，C語言已先后被移植到大、中、小及 HYPERLINK /view/2592184.htm t _blank 微型機上，它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計語言，編寫 HYPERLINK /view/25302.htm t _blank 系統(tǒng) HYPERLINK /view/330120.htm t _blank 應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計語言，編寫不依賴 HYPERLINK /view/1024731.htm t _blank 計算機硬件的應(yīng)用程序。它的應(yīng)用范圍廣泛，具備很強的 HYPERLINK