無線數(shù)據(jù)采集器

1、<p><b>　　無線數(shù)據(jù)采集器</b></p><p>　　摘要：在電子高科技技術(shù)高速發(fā)展的今天，很多電子產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。簡易數(shù)字電壓表是一種實(shí)時(shí)測試電壓變化量的數(shù)碼智能產(chǎn)品。該系統(tǒng)由 AT89C51 單片機(jī)系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換模塊、LCD 顯示模塊、電源模塊、量程選擇模塊組成。該系統(tǒng)能完成電壓量的采集、A/D轉(zhuǎn)換、 自動量程切換、實(shí)時(shí)顯示采集到電壓量等功能。該系統(tǒng)成本低，功能實(shí)用，

2、性能可靠，使用方便，功耗低，很受市場的歡迎和青睞。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89C51 量程控制轉(zhuǎn)換 液晶顯示 A/D轉(zhuǎn)換 GPRS</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　在當(dāng)今的數(shù)字時(shí)代，從大到空間雷達(dá)，地球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，移動通信，計(jì)算機(jī)，醫(yī)用斷層掃描設(shè)備，小到家用計(jì)算機(jī)，數(shù)碼影像設(shè)備，數(shù)字錄音筆，數(shù)碼微波爐等

3、設(shè)備中，數(shù)字技術(shù)與數(shù)字電路組成的數(shù)字系統(tǒng)已經(jīng)成為這些現(xiàn)代電子系統(tǒng)的重要組成部分。數(shù)字電壓表正進(jìn)入一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期，一方面它開拓了電子測量領(lǐng)域的先河，另一方面它本身正朝著高準(zhǔn)確度、智能化、低成本的方向發(fā)展。此外，數(shù)字電壓表在安裝工藝、外觀設(shè)計(jì)、安全性、可靠性等方面也在不斷改進(jìn)，日臻完善。社會科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，電子技術(shù)日新月異，隨之而來的電子產(chǎn)品更是如雨后春筍，它們很好的服務(wù)于人們的生活和生產(chǎn)。信息化時(shí)代人們離不開電子產(chǎn)品，并且對電子產(chǎn)

4、品的要求也越來越高。數(shù)字電壓表的應(yīng)用很廣泛，它在水電行業(yè)，教學(xué)領(lǐng)域以及人日常生活中都擁有很廣闊的市場。</p><p>　　單片微型計(jì)算機(jī)是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的，由于它具有體積小、功能強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，把單片機(jī)應(yīng)用于溫度控制中，采用單片機(jī)做主控單元，無觸點(diǎn)控制，可完成對電壓采集和控制的要求。所以廣泛應(yīng)用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、機(jī)器人、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化、智能化，既提高了產(chǎn)

5、品的功能和質(zhì)量，又降低了成本，簡化了設(shè)計(jì)。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就是采集傳感器輸出的模擬信號并轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識別的數(shù)字信號，然后送入計(jì)算機(jī)，根據(jù)不同的需要由計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和處理，得出所需的數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，將計(jì)算得到的數(shù)根進(jìn)行顯示，以便文現(xiàn)對某些物理量的監(jiān)視。由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)可以知道，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有以下幾方面的功能:數(shù)據(jù)采集、模擬信號處理、數(shù)字信號處理、開關(guān)信號處理、屏幕顯示、人機(jī)聯(lián)系。 數(shù)

6、字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心與基礎(chǔ)，電壓表的數(shù)字化是將連續(xù)的模擬量，如直流電壓，轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的離散的數(shù)字形式，并在液晶顯示器上顯示出來。這有別于傳統(tǒng)的以指針加刻度盤進(jìn)行讀數(shù)的方法，避免了讀數(shù)的視差和視覺疲勞。目前數(shù)字萬用表的內(nèi)部核心部件是A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器的精度很大程度上影響著數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度，本文A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0809對輸入模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，控制核心AT89C51再對轉(zhuǎn)換的結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算和處理，最后驅(qū)動輸出裝置顯示數(shù)字電壓

7、信號。</p><p>　　本論文對無線數(shù)據(jù)采集器的主控單元進(jìn)行分析與構(gòu)建，為數(shù)據(jù)采集器的其它部件設(shè)計(jì)提供開發(fā)與控制平臺。主控單元猶如嵌入到自動電壓測量系統(tǒng)中的微型計(jì)算機(jī)，是整個(gè)采集系統(tǒng)的控制與運(yùn)行核心，其性能的好壞直接決定數(shù)據(jù)采集器功能的多寡和性能的優(yōu)異。隨之后PC時(shí)代的到來，單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地滲透到大眾生活，是繼IT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后，又一個(gè)新的技術(shù)發(fā)展方向。單片機(jī)系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件

8、可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。</p><p><b>　　2、方案論證</b></p><p>　　2．1、主控制部分的選擇</p><p>　　方案一：AT89C51內(nèi)部含F(xiàn)lash存儲器,因此在系統(tǒng)的開發(fā)過程中可以十分容易進(jìn)行程序的修改,這就大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期。同時(shí)，在系統(tǒng)工作過程中，

9、能有效地保存一些數(shù)據(jù)信息，即使外界電源損壞也不影響到信息的保存。和80C51插座兼容，AT89C51單片機(jī)的引腳是和80C51一樣的，所以，當(dāng)用AT89C51單片機(jī)取代80C51時(shí)，可以直接進(jìn)行代換。這時(shí)，不管采用40引腳亦或44引腳的產(chǎn)品，只要用相同引腳的89系列單片機(jī)取代80C51的單片機(jī)即可。AT89C51單片機(jī)采用靜態(tài)時(shí)鐘方式，所以可以節(jié)省電能，這對于降低便攜式產(chǎn)品的功耗十分有用。錯(cuò)誤編程亦無廢品產(chǎn)生，一般的OTP產(chǎn)品，一旦錯(cuò)誤

10、編程就成了廢品。而AT89C51單片機(jī)內(nèi)部采用了Flash存儲器，所以，錯(cuò)誤編程之后仍可以重新編程，直到正確為止，故不存在廢品?？蛇M(jìn)行反復(fù)系統(tǒng)試驗(yàn)用AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以反復(fù)進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)；每次試驗(yàn)可以編入不同的程序，這樣可以保證用戶的系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)。而且隨用戶的需要和發(fā)展，還可以進(jìn)行修改，使系統(tǒng)不斷能追隨用戶的最新要求。</p><p>　　方案二：應(yīng)用 ICL7107 集成芯片制作的方案。ICL

11、7107 是一塊應(yīng)用非常廣泛的集成電 路。它包含 3 1/2 位數(shù)字 A/D 轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動 LED 數(shù)碼管，內(nèi)部設(shè)有參考電壓、獨(dú)立模 擬開關(guān)、邏輯控制、顯示驅(qū)動、自動調(diào)零功能等。ICL7107 是一種制作數(shù)字電壓表典型的應(yīng) 用電路。由于該集成芯片在使用上有一定的局限性，不可編程故不能實(shí)現(xiàn)功能拓展，無法滿 足作品的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　綜合以上二種方案分析，采用 AT89C51作為主控制系統(tǒng)，其性價(jià)

12、比最高。</p><p>　　2.2、 顯示器的選擇</p><p>　　方案一：采用LED數(shù)碼管顯示。采用ZLG7289接口接LED顯示更方便、可靠，但是設(shè)計(jì)要求能顯示輸出信號的類型、測量值，這樣用LED顯示就顯得不是那么直觀，不具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用儀表的那種人性化界面，而且LED數(shù)碼管功耗較大，不符合儀器儀表節(jié)能的要求。</p><p>　　方案二：采用LCD顯示。即液

13、晶顯示器，是一種數(shù)字顯示技術(shù)，可以通過液晶和彩色過濾器過濾光源，在平面面板上產(chǎn)生圖象。對于相同尺寸的顯示器來說，液晶顯示器的可視面積要更大一些，而且液晶顯示器更容易在小面積屏幕上實(shí)現(xiàn)高分辨率，液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示目的，即使屏幕加大，它的體積也不會成正比的增加，而且在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。LCD占用空間小，低功耗，低輻射，無閃爍，應(yīng)用范圍廣，畫面效果好，顯示質(zhì)量高，降低視覺疲勞，而且液

14、晶顯示器都是數(shù)字式的接口，體積小，應(yīng)用方便，顯示內(nèi)容的范圍廣，完全可以滿足我們?nèi)诵曰缑骘@示的要求，而且有很大的發(fā)揮余地。</p><p>　　綜合考慮兩種方案，方案二結(jié)構(gòu)簡單，更符合儀器制作的要求，使用非常的方便，所以采用方案二。</p><p>　　2.3、直流穩(wěn)壓源的選擇</p><p>　　方案一：采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。其具有穩(wěn)壓性能好，輸出紋波電壓小，成本低

15、等優(yōu)點(diǎn)，并且其性能安全可靠，維護(hù)簡單，適用于小功率電源中，當(dāng)前正被廣泛采用。</p><p>　　方案二：采用開關(guān)型穩(wěn)壓電源。開關(guān)電源是通過改變開關(guān)調(diào)整管的導(dǎo)通時(shí)間與導(dǎo)通截止變化周期的比值來調(diào)整輸出電壓的，具有效率高、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。在但在實(shí)際應(yīng)用中也還存在一些問題，不能十分令人滿意。這暴露出開關(guān)穩(wěn)壓電源的又一個(gè)缺點(diǎn)，那就是電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，維修麻煩。對此，如果設(shè)計(jì)者和制造者不予以充分重視，則它將直接

16、影響到開關(guān)穩(wěn)壓電源的推廣應(yīng)用。當(dāng)今，開關(guān)穩(wěn)壓電源推廣應(yīng)用比較困難的主要原因就是它的制作技術(shù)難度大、維修麻煩和造價(jià)成本較高。</p><p>　　綜上所述，方案一電路結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，適用于小功率電源中，因此采用方案一。</p><p>　　2.4、 按鍵方案的選擇</p><p>　　方案一：采用獨(dú)立式按鍵電路，每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一根I/O接口線,每個(gè)I/O口的工作

17、狀態(tài)互不影響，此類鍵盤采用端口直接掃描方式。優(yōu)點(diǎn)為電路設(shè)計(jì)簡單，且編程極其容易，缺點(diǎn)為當(dāng)按鍵較多時(shí)，I/O口線浪費(fèi)較大。</p><p>　　方案二：采用矩陣式鍵盤，此類鍵盤采用矩陣式行列掃描方式，缺點(diǎn)為電路復(fù)雜編程難，優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)按鍵較多時(shí)可降低占用單片機(jī)的I/O口數(shù)目，節(jié)省硬件資源。</p><p>　　綜合考慮這二種方案及題目要求，故選擇方案一。</p><p>

18、　　2.5、量程轉(zhuǎn)換控制的選擇</p><p>　　方案一：CD4051是單8通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān)，有三個(gè)二進(jìn)控制輸入端A、B、C和INH輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。幅值為4.5～20V的數(shù)字信號可控制峰值至20V的模擬信號。CD4051相當(dāng)于一個(gè)單刀八擲開關(guān)，開關(guān)接通哪一通道，由輸入的3位地址碼ABC來決定，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。</p><p>　　方案二：

19、CD4052是一個(gè)差分4通道數(shù)字控制模擬開關(guān)，有A、B兩個(gè)二進(jìn)制控制輸入端和INH輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。幅值為4.5～20V的數(shù)字信號可控制峰峰值至20V的模擬信號。二位二進(jìn)制輸入信號選通4對通道中的一通道，可連接該輸入至輸出。</p><p>　　綜合兩種方案考慮，方案一是單8通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān)，更加符合本設(shè)計(jì)，故采用方案一。</p><p>　　2.6、A/D轉(zhuǎn)

20、換器的選擇</p><p>　　方案一：采用雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 MC14433，它有多路調(diào)制的 BCD 碼輸出端和超量程輸出端，采用動態(tài)掃描顯示，便于實(shí)現(xiàn)自動控制。但芯片只能完成 A/D 轉(zhuǎn)換功能，要實(shí)現(xiàn)顯示功能還需配合其它驅(qū)動芯片等，使得整部分硬件電路板布線復(fù)雜，加重了電路設(shè)計(jì)和實(shí)際焊接的工作。</p><p>　　方案二：采用 A/D 轉(zhuǎn)換芯片ADC0809。ADC0809 是一塊

21、 8 路 8 位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，將模擬電路和數(shù)字電路集成在一個(gè)有 28 個(gè)功能端的電路內(nèi)，包含了A/D轉(zhuǎn)換,邏輯控制, 譯碼驅(qū)動等電路，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μS 左右，符合作品8路采集要求且電路設(shè)計(jì)簡單，電路板布線不復(fù)雜，便于焊接、調(diào)試。</p><p>　　綜上所述，故采用方案二。</p><p>　　2.7、無線通信模塊選擇</p><p>　　方案一：DTD43

22、3M既可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)通信，也適合于點(diǎn)對多點(diǎn)而且分散不便于挖溝布線等應(yīng)用場合，不需要編寫程序，不需要布線。DTD433M不僅能與PLC、DCS、智能儀表及傳感器等設(shè)備組成無線測控系統(tǒng)，同時(shí)能與組態(tài)軟件、人機(jī)界面、觸摸屏、測控終端等工控產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自由協(xié)議、PPI協(xié)議、MODBUS協(xié)議的組態(tài)，為工業(yè)測控領(lǐng)域提供了中短距離無線通信的低成本解決方案。</p><p>　　方案二： 內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊LT803

23、0，在8位微控制器AT89C51上實(shí)現(xiàn)了對LT8030的控制，并實(shí)現(xiàn)了基于GPRS的SOCKET通信功能，具有外圍器件少、電路簡單、系統(tǒng)成本低等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況采用方案二。</p><p>　　根據(jù)以上分析，我們確定了本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。它有數(shù)控部分、鍵盤控制和LCD顯示模塊、電壓采集部分、GPRS部分、A\D轉(zhuǎn)換部分、量程選擇部分以及穩(wěn)壓電源模塊等部分組成。<

24、/p><p>　　電路中，電壓通過輸入電路經(jīng)過量程轉(zhuǎn)換，模擬電壓信號從ADC0809的IN0（第26腳）輸入，采用AT89C51的P0口讀取A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，LCD液晶顯示用動態(tài)顯示連接，通過總線用P0口控制顯示數(shù)據(jù)，用P1.5、P1.6、P1.7分別作為LCD的E、R/W、RS。其中E是下降沿觸發(fā)的片選信號，R/W是讀寫信號，RS是寄存器選擇信號。P2.4~P2.7控制一個(gè)四個(gè)按鍵的獨(dú)立鍵盤，而RXD/P3.0與TX

25、D/P3.1分別接串行通信MAX232的R1OUT與T1IN，而R1IN與T1OUT接GPRS模塊，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的電壓信號通過GPRS模塊發(fā)射至PC機(jī)從而實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　3、硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.3.1、主控制部分：</p><p>　　數(shù)控部分主要由數(shù)字電路組成，它要完成鍵盤控制、液晶顯示控制、量程

26、轉(zhuǎn)換等相應(yīng)功能。AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)包括了時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、片外數(shù)據(jù)存儲器RAM62256、地址鎖存器74LS573等。系統(tǒng)提供了鍵盤控制電路、液晶顯示模塊、A\D轉(zhuǎn)換等眾多外圍器件和設(shè)備接口。</p><p>　　在AT89C51引腳X1和X2跨接晶振Y1和微調(diào)電容C3、C2構(gòu)成了時(shí)鐘電路。默認(rèn)值是12MHz。系統(tǒng)時(shí)鐘的脈沖有它提供。</p><p>　　系統(tǒng)板采用上電自動復(fù)位

27、和按鍵手動復(fù)位方式。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。手動復(fù)位要求在接通電源的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，用按鈕開關(guān)操作 </p><p>　　使單片機(jī)復(fù)位，上電自動復(fù)位通過外部復(fù)位電容C3充電來實(shí)現(xiàn)。按鍵手動復(fù)位是通過復(fù)位端經(jīng)復(fù)位電阻和VCC接通而實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　系統(tǒng)核心單片機(jī)部分---閃電存儲器型器件AT89C51&

28、lt;/p><p><b>　　（1）管腳說明：</b></p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1

29、時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的

30、緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。</p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”

31、時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p>

32、<p>　　在AT89C51中，P3端口還用于一些專門功能，這些兼用功能見表1。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號

33、，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)

34、器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p

35、>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p><b>　　振蕩器特性：</b></p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動器件，XTAL

36、2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p><b>　　芯片擦除：</b></p><p>　　整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的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

37、程以前，該操作必須被執(zhí)行。</p><p>　　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(shí)器，計(jì)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(gè)硬件復(fù)位為止。</p><p><b>　　3.2、顯示電路</b>

38、</p><p>　　3.2.1、LCD-1602介紹</p><p>　　LCD顯示器分為字段顯示和字符顯示兩種。其中字段顯示與LED顯示相似，只要送對應(yīng)的信號到相應(yīng)的管腳就能顯示。字符顯示是根據(jù)需要顯示基本字符。本設(shè)計(jì)采用的是字符型顯示。</p><p>　　系統(tǒng)中采用LCD1602作為顯示器件輸出信息。與傳統(tǒng)的LED數(shù)碼管顯示器件相比，液晶顯示模塊具有體積小、

39、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點(diǎn)，而且不需要外加驅(qū)動電路，現(xiàn)在液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的顯示器件了。LCD1602可以顯示2行16個(gè)漢字。</p><p>　　LCD1602接口：</p><p>　　第1腳：VSS為電源地。</p><p>　　第2腳：VCC接5V電源正極。 </p><p>　　第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)

40、整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高（對比度過高時(shí)會 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度）。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。</p><p>　　第6腳：E(或EN)

41、端為使能(enable)端,高電平（1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。</p><p>　　第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。</p><p>　　第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。</p><p><b>　?。?）特性：</b></p><p>　　3.3V或5V工作電壓，對比度

42、可調(diào)。</p><p><b>　　內(nèi)含復(fù)位電路。</b></p><p>　　提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能。</p><p>　　有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAM。</p><p>　　內(nèi)建有192個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM。</p><p>

43、;　　8個(gè)可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM。</p><p>　　關(guān)于E=H脈沖——開始時(shí)初始化E為0，然后置E為1。</p><p><b>　?。?）字符集：</b></p><p>　　1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、

44、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。</p><p>　　因?yàn)?602識別的是ASCII碼，試驗(yàn)可以用ASCII碼直接賦值，在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如'A’。</p><p>　?。?）LCD1602自定義顯示字符的方式共

45、四步,如下面所示:</p><p>　　1)設(shè)置向CGRAM中存入這個(gè)數(shù)據(jù).初始地址是0x40。然后存一位向后加8,總共能存8位自定義的字符。</p><p>　　2)然后可以把自定義的數(shù)據(jù)送入到LCD的CGRAM中。</p><p>　　3)向LCD寫指令,送入需要顯示數(shù)據(jù)的地址。</p><p>　　4)向LCD寫指令,把顯示的數(shù)據(jù)指向L

46、CD的CGRAM存儲的位置，顯示出自定義字符。</p><p>　　（5）LCD有四種基本操作，具體如表所示。</p><p><b>　　1）讀狀態(tài)字：</b></p><p>　　執(zhí)行讀狀態(tài)字操作，滿足RS=0，R/W=1。根據(jù)管腳功能，當(dāng)為有效電平時(shí)，狀態(tài)命令字可從LCD模塊傳輸?shù)綌?shù)據(jù)總線。同時(shí)可以保持一段時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)讀狀態(tài)字的功能。&

47、lt;/p><p>　　命令字：其主要介紹了指令名稱、控制信號及控制代碼。其指令名稱是指要實(shí)現(xiàn)的功能；控制代號是采用的十六進(jìn)制的數(shù)值表示的。</p><p>　　1.清零操作是指輸入某命令字后即能將整個(gè)屏幕顯示的內(nèi)容全部清除；</p><p>　　2.歸home位：將光標(biāo)送到初始位；其中的＊號為任意，高低電平均可；</p><p>　　3.輸入方

48、式：設(shè)光標(biāo)移動方向并指定整體顯示，是否移動。I/D=0：減量方式，S=1：移位方式，S=0：不移位；</p><p>　　4.顯示狀態(tài)：D指設(shè)置整體顯示開關(guān)；C指設(shè)置光標(biāo)顯示開關(guān)；B指設(shè)置光標(biāo)的字符閃耀；</p><p>　　5.光標(biāo)畫面滾動：R/L指右移或左移；S/C指移動總體或光標(biāo)；</p><p>　　6.功能設(shè)置：DL接口數(shù)位，L指顯示行數(shù)，F(xiàn)顯示字型；如D

49、L=1：8位=0，4位N=1：2行=0：1行，G=1：5×10=0：5×7(點(diǎn)陣)；</p><p>　　7.CGRAM地址設(shè)制：相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)庫，可以在其中選擇所需要的符號；</p><p>　　8.DDRAM地址設(shè)制：顯示定位；</p><p>　　9.讀BF和AC：B為最高位忙的標(biāo)志，F(xiàn)為標(biāo)志位；</p><p>　

50、　10.寫數(shù)據(jù)：將數(shù)據(jù)按要求寫入到對應(yīng)的單元；</p><p>　　11.讀數(shù)據(jù)：讀相應(yīng)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)；</p><p><b>　　2）寫命令字</b></p><p>　　由表可知當(dāng)RS=0，R/W=0時(shí)，才可以通過單片機(jī)或用戶指令把數(shù)據(jù)寫到LCD模塊，此時(shí)就對LCD進(jìn)行調(diào)制。可采用查詢方式：先讀入狀態(tài)字，再判斷忙標(biāo)志位，最后寫命令字。<

51、;/p><p><b>　　3）定義光標(biāo)位置</b></p><p>　　顯示數(shù)據(jù)的某位，就是把顯示數(shù)據(jù)寫在相應(yīng)的DDRAM地址中，DDRAM地址占7位。光標(biāo)定位，寫入一個(gè)顯示字符后，DDRAM地址會自動加1或減1，加或減由輸入方式設(shè)置。第1行DDRAM地址與第2行DDRAM地址并不連續(xù)。</p><p><b>　　指令集</b&

52、gt;</p><p><b>　　5）LCD初始化</b></p><p>　　從通電開始延時(shí)，先經(jīng)過判忙后再進(jìn)行功能設(shè)置，過一段時(shí)間后可以設(shè)制顯示狀態(tài)（如設(shè)制行、位或陣列）再經(jīng)過延時(shí)清屏后才可以設(shè)置輸入方式。</p><p>　　3.2.2、LCD-1602與AT89C51的接口</p><p>　　如圖所示：用AT

53、89C51的P0口作為數(shù)據(jù)線，用P1.5、P1.6、P1.7分別作為LCD的E、R/W、RS。其中E是下降沿觸發(fā)的片選信號，R/W是讀寫信號，RS是寄存器選擇信號。</p><p>　　本模塊設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：顯示模塊初始化：首先清屏，再設(shè)置接口數(shù)據(jù)位為8位，顯示行數(shù)為1行，字型為5×7點(diǎn)陣，然后設(shè)置為整體顯示，取消光標(biāo)和字體閃爍,最后設(shè)置為正向增量方式且不移位。向LCD的與顯示緩沖區(qū)中送字符，程序中采用2

54、個(gè)字符數(shù)組，一個(gè)顯示字符，另一個(gè)顯示電壓數(shù)據(jù)，要顯示的字符或數(shù)據(jù)被送到相應(yīng)的數(shù)組中，完成后再統(tǒng)一顯示.首先取一個(gè)要顯示的字符或數(shù)據(jù)送到LCD的顯示緩沖區(qū)，程序延時(shí)2.5ms,判斷是否夠顯示的個(gè)數(shù)，不夠則地址加一取下一個(gè)要顯示的字符或數(shù)據(jù)。</p><p>　　8V到15V再經(jīng)RXD輸出，接收時(shí)由RXD輸入，把-8V到-15V電位轉(zhuǎn)換為5V，8V到15V轉(zhuǎn)換為0V。MAX232的工作電壓只需5V，內(nèi)部有振蕩電路產(chǎn)生

55、正負(fù)9V電位。</p><p>　　3.3、穩(wěn)壓電源部分</p><p>　　電子系統(tǒng) (如電視接收機(jī)、VCD機(jī)、組合音響等)都要求用穩(wěn)定的直流電源，而日常生活中使用的都是220V交流電源，因此，需將交流電變換成直流電。將交流電壓變換成直流電壓并使之穩(wěn)定的設(shè)備就是直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整</p><p>　　流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成。其基

56、本原理框圖如下：</p><p>　　穩(wěn)壓電路是直流穩(wěn)壓電源的核心，因?yàn)檎鳛V波后的電壓雖然已是直流電壓，但它還是隨輸入電網(wǎng)的波動而變化，是一種電壓值不穩(wěn)定的直流電壓，而且紋波系數(shù)也較大，所以必須加入穩(wěn)壓電路才能輸出穩(wěn)定的直流電壓。最簡單的穩(wěn)壓電路是由一只電阻和穩(wěn)壓管組成，它適用于電壓值固定不變，而且負(fù)載電流變化較小的場合 早期的穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓管和三極管等組成。由于電路不夠簡單和功能不強(qiáng)等原因，現(xiàn)已使用很少。隨

57、著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，穩(wěn)壓電路也制成了集成器件，由于集成穩(wěn)壓器具有體積小、成本低 、性能好 、工作可靠性高、外電路簡單、使用方便、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)己廣泛應(yīng)用 。本設(shè)計(jì)時(shí)將要求采用集成穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓。</p><p>　　供電部分輸入220V、50HZ的交流，輸出全機(jī)所需的四種電壓：、+5V、+12V、-12V。電路原理圖如下圖。</p><p>　　整流部分主要采用橋式電路，即由四個(gè)二極管交

58、叉而成，其原理就是保證變壓器副邊電壓到的整個(gè)整個(gè)周期內(nèi)，負(fù)載上的電壓和電流方向始終不變。具有變壓器利用率高、脈動小的優(yōu)點(diǎn)。但使用二極管時(shí)應(yīng)注意以下問題：</p><p>　　最大整流電路 If指二極管長期運(yùn)行允許通過的最大正向平均電流。若使用時(shí)超過此值，有可能燒壞二極管。</p><p>　　最高反向工作電壓Urm指允許施加在二極管兩端的最大方向電壓通常為擊穿電壓的一半。</p>

59、;<p>　　反向電流Ir指二極管未擊穿時(shí)的反向電流值。其值會隨溫度的升高而急劇增加，其值越小，二極管的單向?qū)щ娦栽胶?。但是反向電流值會隨溫度的上升而顯著增加。</p><p>　　最高工作頻率f指保證二極管單向?qū)щ姇r(shí)的最高導(dǎo)電頻率。當(dāng)工作頻率超過其限度時(shí)，二極管的單向?qū)щ娦阅芫蜁儾睢?lt;/p><p>　　其實(shí)橋式整流電路相當(dāng)于理想二極管，即正偏時(shí)導(dǎo)通，電壓降為零，相當(dāng)于理

60、想開關(guān)閉合；反偏時(shí)截止，電流為零，相當(dāng)于理想開關(guān)斷開。整流電路包括單向半波整流電路和橋式整流電路。半波整流電路結(jié)構(gòu)簡單，使用元件少，但整流效率低，輸出電壓脈動大。因此，它只適用于要求不高的場合。為了克服半波整流的缺點(diǎn)，常采用橋式整流電路。整流電路將交流電變?yōu)槊}動直流電，但其中含有大量的交流成分（稱為紋波電壓）。為了獲得平滑的直流電壓，應(yīng)在整流電路的后面加接濾波電路，以交流部分。此電路采用的是電容濾波電路，即在橋式整流電路輸出端與負(fù)載之間

61、并聯(lián) 一個(gè)大電容。原理如下：</p><p>　　在整流電路采用電容濾波后使二極管得到的時(shí)間縮短，由于電容C充電的瞬時(shí)電流較大，形成了浪涌電流，容易損壞二極管，故在選擇二極管時(shí)，必須留有足夠的電流裕量，以免燒壞。</p><p>　　穩(wěn)壓器采用7800系列和7900系列，屬于三段固定輸出集成穩(wěn)壓，整流濾波后的直 </

62、p><p>　　流輸入電壓U3接在輸入端和公共端之間，在輸出端即可獲得穩(wěn)定的輸出電壓Uo。為了抵消輸入線較長帶來的電感效應(yīng)，防止自激，常在輸入端接入電容（一般C的容量為0.33uF）。同時(shí)，在輸出端接電容Co，以改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)和消除輸出電壓中的高頻噪聲，Co的電容量一般為0.1uF至幾十微法。兩個(gè)電容直接接在集成穩(wěn)壓器的引腳處。</p><p>　　為了防止電流或電壓過大用二極管并聯(lián)穩(wěn)壓器

63、，當(dāng)電流、電壓過大時(shí)二極管起到開關(guān)作</p><p><b>　　用對其進(jìn)行保護(hù)。</b></p><p>　　采用CW7812三端集成穩(wěn)壓器和CW7912負(fù)電壓輸出集成穩(wěn)壓器各一塊，即可獲得±12V兩組電源。</p><p>　　3.4、 A/D 轉(zhuǎn)換模塊</p><p>　　A/D 轉(zhuǎn)換器用于實(shí)現(xiàn)模擬量向數(shù)

64、字量的轉(zhuǎn)換，由于模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的種類很多，選擇 A/D 的轉(zhuǎn)換器件主要從速度、精度和價(jià)格方面考慮。目前最常用的是雙積分式和逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾性能好，價(jià)格便宜；但轉(zhuǎn)換速度較慢。因此這種轉(zhuǎn)換器主要用于速度要求不高的場合。逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器是一種速度較快、精度較高的轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換時(shí)間大約在幾微秒到微秒之間。該系統(tǒng)采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片為ADC0809，該芯片為8路模擬信號的分時(shí)采

65、集。片內(nèi)有8 路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道抵制鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μS左右。</p><p>　　這就是 A/D 轉(zhuǎn)換模塊電路連接，之后的數(shù)據(jù)采集、通道選擇、量程選擇、數(shù)據(jù)處理都由后續(xù)的程序編寫來完成。</p><p>　　ADC0809和單片機(jī)的連接圖，由總電路圖可以看出ADC0809的數(shù)據(jù)線DO～D7直接與單片機(jī)的總線P0相連。我們只對通道IN0輸入的電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，

66、時(shí)鐘CLK由單片機(jī)的ALE取得。對于晶振為12MHz的單片機(jī)ALE輸出為2MHz的方波。但前面提到ADC0809的時(shí)鐘頻率一般為500KHz。最大能超過1280KHz。但在實(shí)際應(yīng)用中2MHz的信號也可以使ADC0809正常工作。START、ALE和OE分別由單片機(jī)的WR、RD和P2．0經(jīng)或非門后接入。這樣主要是要滿足ADC0809的信號電平與時(shí)序的要求。ADC0809通道一IN0的口地址為00FFH，用數(shù)據(jù)傳送指令MOVX送入00H,已

67、啟動IN0通道。</p><p>　　單片機(jī)在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí),因?yàn)檫€要執(zhí)行其他的程序，所以可以將EOC接在單片機(jī)的中斷上，這樣當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完后，EOC可以對單片機(jī)產(chǎn)生中斷，使其讀取A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果，這樣可以提高單片機(jī)的使用效率。</p><p>　　3.4.1、ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖中多路開關(guān)可選通 8 個(gè)模擬通道，允許 8 路模擬

68、量分時(shí)輸入，共用一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器 進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這是種經(jīng)濟(jì)的多路采集方法。地址鎖存與譯碼電路完成對 A、B、C 3 個(gè)地 址進(jìn)行鎖存譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、 輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線。下表為通道選擇表</p><p>　　3.4.2 、ADC0809 引腳功能</p><p>　　(1)ADC0809引腳圖：</p><p

69、>　　（2）ADC0809 芯片為 DIP-28，其主要信號引腳的功能說明如下：</p><p>　　IN7～I(xiàn)N0—— 模擬量輸入通道。</p><p>　　A、B、C——地址線。通道端口選擇線，A 為低地址，C 為高地址，引腳圖中 ADDC、ADDB 和 ADDC。其地址狀態(tài)與通道對應(yīng)關(guān)系見表3-6-1</p><p>　　ALE——地址鎖存允許信號。對應(yīng)

70、 ALE 上跳沿，A、B、C 地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。 START——轉(zhuǎn)換啟動信號。START 上升沿時(shí)，復(fù)位 ADC0809；START 下降沿時(shí)啟動芯片，開始 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間，START 應(yīng)保持低電平。寫為 ST。 D4～D0——數(shù)據(jù)輸出線。為三態(tài)緩沖輸出形式?？梢院蛦纹瑱C(jī)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)門輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=0

71、，輸 出數(shù)據(jù)線呈高阻；OE=1，輸出轉(zhuǎn)換所得到的數(shù)據(jù)。</p><p>　　CLK——時(shí)鐘信號。ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號由外界提供，因此有時(shí)鐘 信號引腳。通常使用頻率為 500KHZ 的時(shí)鐘信號。 EOC——轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。EOC=0，正在進(jìn)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(biāo)志，又可以作為中斷請求信號使用。</p><p>　　VCC

72、——+5V 電源。 Vref——參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。起典型 值為+5V Vref(+)=5V,Vref(-)=-5V。</p><p>　　3.4.3、AT89C51與 ADC0809 接口電路 </p><p>　　接口電路的連接要涉及兩個(gè)問題。一是 8 路模擬信號通道的選擇，二是 A/D 轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn) 換數(shù)據(jù)的傳送還處理。地址鎖存端由 P

73、0.0 控制，8 路模擬選通地址為 0FEF8H—0FEFFH。通道地址選擇以 WR￣作寫選通信號，把 ALE 信號與 STAET 信號接在一起這樣使得在信號的前沿寫入（鎖存）通道地址，緊接著其后沿就 啟動轉(zhuǎn)換。這就是 A/D 轉(zhuǎn)換模塊電路連接，之后的數(shù)據(jù)采集、通道選擇、量程選擇、數(shù)據(jù)處 理都由后續(xù)的程序編寫來完成。</p><p>　　由于采集的是模擬信號，所以無法被單片機(jī)識別，因此必須通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，此次采

74、用的是ADC0809轉(zhuǎn)換芯片，ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時(shí)電路組成。首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，E

75、OC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號可用作中斷申請。當(dāng)OE輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。</p><p>　　3.5、量程選擇模塊</p><p>　　單八路模擬開關(guān)CD4051： CD4051相當(dāng)于一個(gè)單刀八擲開關(guān)，開關(guān)接通哪一通道，由輸入的3位地址碼ABC來決定。其真值表見表1。“INH”是禁止端，當(dāng)“INH”=

76、1時(shí)，各通道均不接通。此外，CD4051還設(shè)有另外一個(gè)電源端VEE，以作為電平位移時(shí)使用，從而使得通常在單組電源供電條件下工作的CMOS電路所提供的數(shù)字信號能直接控制這種多路開關(guān)，并使這種多路開關(guān)可傳輸峰－峰值達(dá)15V的交流信號。例如，若模擬開關(guān)的供電電源VDD=＋5V，VSS=0V，當(dāng)VEE=－5V時(shí)，只要對此模擬開關(guān)施加0～5V的數(shù)字控制信號，就可控制幅度范圍為－5V～＋5V的模擬信號。</p><p>　　

77、使用單電源時(shí)，CD4051的VEE可以和GND相連。強(qiáng)烈建議A，B，C三路片選端要加上拉電阻。CD4051的公共輸出端不要加濾波電容（并聯(lián)到地），否則不同通道轉(zhuǎn)換后的電壓經(jīng)電容沖放電后會引起極大的誤差。禁止輸出端（INH）為高電平時(shí)，所有輸出切斷，所以在應(yīng)用時(shí)此端接地。作音頻信號切換時(shí)，最好在輸入輸出端串入隔直電容。</p><p>　　CD4051相當(dāng)于一個(gè)單刀八擲開關(guān)，開關(guān)接通哪一通道，由輸入的3位地址碼AB

78、C來決定。“INH”是禁止端，當(dāng) “INH”=1時(shí)，各通道均不接通。此外，CD4051還設(shè)有另外一個(gè)電源端VEE，以作為電平位移時(shí)使用，從而使得通常在單組電源供電條件下工作的 CMOS電路所提供的數(shù)字信號能直接控制這種多路開關(guān)，并使這種多路. 如果在八個(gè)通道輸入一模擬量，在輸出端將輸出什么 輸入什么是自己設(shè)定。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集部分，此部分通過專用的數(shù)據(jù)收集器，然后通過信號的放大，會進(jìn)行模擬信號的初始

79、放大，采用放大電路，模型為反相放大，這樣會提高放大倍數(shù)，并且電路簡單，較為實(shí)用，反相器是COMS電路中的基本增益級，采用共源結(jié)構(gòu)，負(fù)載可以是有源負(fù)載或者電流源。</p><p><b>　　3.6、通信模塊</b></p><p>　　3.6.1、MAX232</p><p><b>　?。?）引腳介紹：</b></

80、p><p>　　第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。</p><p>　　第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。</p><p

81、>　　8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。</p><p>　　TTL/CMOS數(shù)據(jù)從11引腳（T1IN）、10引腳（T2IN）輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從14腳（T1OUT）、7腳（T2OUT）送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從13引腳（R1IN）、8引腳（R2IN）輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從12引腳（R1OUT）、9引腳（R

82、2OUT）輸出。</p><p>　　第三部分是供電。15腳GND、16腳VCC（+5v）</p><p><b>　?。?）主要特點(diǎn)：</b></p><p>　　1）符合所有的RS-232C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　2）只需要單一 +5V電源供電。</p><p>　　3）片載電荷泵具有

83、升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生+10V和-10V電壓V+、V-。</p><p>　　4）功耗低，典型供電電流5mA。</p><p>　　5）內(nèi)部集成2個(gè)RS-232C驅(qū)動器。</p><p>　　6）高集成度，片外最低只需4個(gè)電容即可工作。</p><p>　　注意，由于RS232電平較高，在接通時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)電涌非常高，很有可能擊毀MA

84、X232，所以在使用中應(yīng)盡量避免熱插拔。</p><p><b>　?。?）基本參數(shù)：</b></p><p>　　1）驅(qū)動器/接收器數(shù)：2/2。</p><p>　　2）電源電壓：4.5 V ~ 5.5 V。</p><p>　　3）典型單電源電壓：5V。</p><p>　　4）發(fā)送器信號類型

85、：單端。</p><p>　　5）發(fā)送器數(shù)目：2。</p><p>　　6）引腳數(shù)目：16。</p><p>　　7）接口標(biāo)準(zhǔn)：EIA/TIA-232-F,V.28。</p><p>　　8）接收器信號類型：單端接收器數(shù)目：2。</p><p>　　9）收發(fā)器數(shù)目：2。</p><p>　　10

86、）數(shù)據(jù)傳輸布局：點(diǎn)對點(diǎn)。</p><p>　　11）工作溫度：0°C~70°C。</p><p>　　12）最大電源電流：10mA。</p><p>　　13）最小單電源電壓：4.5V。</p><p>　　14）安裝類型：通孔。</p><p>　　3.6.2、GPRS模塊</p>

87、<p>　　GPRS模塊。本文以利事達(dá)信息技術(shù)有限公司開發(fā)的GPRS模塊LT8030為例。LT8030內(nèi)嵌了完整的TCP/IP協(xié)議棧，包括TCP、UDP、FTP、SOCKET、Telnet、POP3、SMTP、HTTP等，為用戶提供了更簡單的網(wǎng)絡(luò)接口。LT8030采用的GPRS技術(shù)，無縫覆蓋、永遠(yuǎn)在線且按流量計(jì)費(fèi)，緊密結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域所遇到的實(shí)際問題，進(jìn)行全面的優(yōu)化和升級，使產(chǎn)品開發(fā)變得更容易、更快捷。它采用標(biāo)準(zhǔn)的RS232

88、接口，用戶可以通過單片機(jī)或其他CPU的UART口，使用相應(yīng)的AT命令對模塊進(jìn)行控制，達(dá)到使其產(chǎn)品可以輕松進(jìn)入GPRS網(wǎng)絡(luò)的目的。 </p><p>　　單片機(jī)與GPRS模塊一般采用串行異步通信接口，通信速度可設(shè)定，通常為9600 bps。采用RS232電纜方式進(jìn)行連接時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃暂^好。單片機(jī)通過電平轉(zhuǎn)換電路與GPRS模塊連接，電路比較簡單，電路原理圖如圖12所示。所涉及的芯片MAX232用于串行通信接口與

89、232通信接口之間的電平轉(zhuǎn)換。 </p><p>　　MAX232的T1IN、T2IN、R1OUT、R2OUT為接TTL/CMOS電平的引腳;T1OUT、T2OUT、R1IN、R2IN為接RS232電平的引腳。TTL/CMOS電平的T1IN、T2IN引腳應(yīng)接AT89C52的串行發(fā)送引腳TXD;R1OUT、R2OUT應(yīng)接AT89C52的串行接收引腳RXD。與之對應(yīng)，RS232電平的T1OUT、T2OUT應(yīng)接GPRS

90、模塊的接收端RXD;R1IN、R2IN應(yīng)接GPRS模塊的發(fā)送端TXD。</p><p>　　現(xiàn)選用其中一路發(fā)送/接收,R1OUT接AT89C52的RXD，T1IN接AT89C52的TXD,T1OUT接GPRS模塊的RXD, R1IN接GPRS模塊的發(fā)送端TXD。因?yàn)镸AX232具有驅(qū)動能力，所以不需要外加驅(qū)動電路。</p><p>　　建立SOCKET連接的命令:</p>&

91、lt;p><b>　?。?）基本設(shè)置：</b></p><p>　　1）GPRS ISP 碼。 AT+IISP1=*99***1# //全國通用</p><p>　　2）登錄用戶名。 AT+IUSRN=WAP//GPRS網(wǎng)絡(luò)登錄名</p><p>　　3）登錄密碼。 AT+IPWD=WAP// GPRS網(wǎng)絡(luò)登錄密碼</p>

92、<p>　　4）MODEM 類型。 AT+IMTYP=2 //定義GPRS MODEM</p><p>　　5）初始化命令。 AT+IMIS=“AT+CGDCONT=1,ip,CMNET” </p><p>　　6）域名服務(wù)器。 AT+IDNS1=211.136.18.171 //DNS服務(wù)器地址，全國通用 </p><p>　　7）擴(kuò)展碼(XRC)。 A

93、T+IXRC=0 </p><p>　　（2）SOCKET設(shè)置： </p><p>　　1）建立一個(gè)TCP通信。 AT+ISTCP：218.66.16.173,1024 </p><p>　　建立SOCKET連接，218.66.16.173為應(yīng)用服務(wù)中心計(jì)算機(jī)端IP地址(實(shí)際地址由實(shí)際情況決定)，1024 為端口號(端口號由中心SOCKET端口監(jiān)聽程序設(shè)置決定)。

94、如果連接成功，LT8030返回I/xxx。xxx為LT8030中本次SOCKET連接的句柄號。中心監(jiān)聽程序會顯示連接的終端IP地址。如果連接失敗，LT8030返回I/ERROR(xxx)。xxx為錯(cuò)誤代碼。</p><p>　　發(fā)送數(shù)據(jù)。 AT+ISSND%：xxx </p><p>　　發(fā)送數(shù)據(jù)，xxx為句柄，為要發(fā)送的字符長度，為要發(fā)送的數(shù)據(jù)。發(fā)送成功后，在中心端可看到終端發(fā)送的數(shù)據(jù)。

95、最多一次能夠發(fā)送5K以下的數(shù)據(jù)。</p><p>　　查詢SOCKET狀態(tài) 。 AT+ISST：xxx </p><p>　　查詢SOCKET狀態(tài)，xxx為句柄。 LT8030返回I/。如果= 000，表示該端口連接正常;如果≥1，LT8030通過該端口從中心接收存在Buffer 里的字節(jié)數(shù);如果<0，則SOCKET錯(cuò)誤。</p><p>　　接收數(shù)據(jù)。 AT

96、+ISRCV:xxx</p><p>　　xxx為句柄。該指令會讀取LT8030通過該句柄從中心接收到的，存在Buffer 里的數(shù)據(jù);Buffer最大可存儲30K的數(shù)據(jù)。 </p><p><b>　　4、軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1、主程序流程圖</p><p>　　4.2、A/D轉(zhuǎn)換程序</p&

97、gt;<p>　　A/D轉(zhuǎn)換程序的功能是采集數(shù)據(jù)，在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占有很高的地位。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置好后，單片機(jī)掃描轉(zhuǎn)換結(jié)束管腳P3.2的輸入電平狀態(tài)，當(dāng)輸入為高電平則轉(zhuǎn)換完成，將轉(zhuǎn)換的數(shù)值轉(zhuǎn)換并顯示輸出。若輸入為低電平，則繼續(xù)掃描。</p><p><b>　　4.3、顯示程序</b></p><p><b>　　4.4、中斷設(shè)計(jì)</b>

98、</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p>　　#define START P3_4 //ATART，ALE接口。0->1->0:啟動AD轉(zhuǎn)換。</p><p>　　#define EOC P3_2 //轉(zhuǎn)換完畢由0變1.</p><p>　　#define OUTPOR

99、T P2 //AD轉(zhuǎn)換函數(shù)，返回轉(zhuǎn)換結(jié)果。</p><p>　　unsigned int uiADTransform()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int uiResult;</p><p>　　START=1; //啟動AD轉(zhuǎn)換。</p>

100、;<p><b>　　START=0;</b></p><p>　　while(EOC==0); //等待轉(zhuǎn)換結(jié)束。</p><p>　　uiResult=OUTPORT; //出入轉(zhuǎn)換結(jié)果。</p><p>　　uiResult=(100*uiResult)/51; //處理運(yùn)算結(jié)果。</p><p&g

101、t;　　return uiResult;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　源程序：</b></p><p>　　#include "includes.h"</p><p>　　#define TIME0H 0x3C</p><

102、;p>　　#define TIME0L 0xB0 //全局變量</p><p>　　unsigned char uc_Clock=0;//定時(shí)器0中斷計(jì)數(shù)</p><p>　　bit b_DATransform=0; //把電壓顯示在LCD上</p><p>　　void vShowVoltage

103、(unsigned int uiNumber)</p><p>　　{unsigned char ucaNumber[3],ucCount;</p><p>　　if(uiNumber>999)</p><p>　　uiNumber=999;</p><p>　　ucaNumber[0]=uiNumber/100;//把計(jì)

104、算數(shù)字的每個(gè)位存入數(shù)組。</p><p>　　ucaNumber[1]=(uiNumber-100*(int)ucaNumber[0])/10;</p><p>　　ucaNumber[2]=uiNumber-100*(int)ucaNumber[0]-10*ucaNumber[1];</p><p>　　for(ucCount=0;ucCount<3

105、;ucCount++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　vShowOneChar(ucaNumber[ucCount]+48);//從首位到末位逐一輸出。</p><p>　　if(ucCount==0)</p><p>　　vShowOneChar('.');</p&g

106、t;<p><b>　　}}</b></p><p>　　//*********************主函數(shù)********************</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//<<<&

107、lt;<<<<<<<設(shè)置定時(shí)器0>>>>>>>>>>>>>>>>></p><p>　　TMOD=0x01;//定時(shí)器0，模式1。</p><p>　　TH0=TIME0H;</p><p>　　TL0=TIME0L;

108、</p><p>　　TR0=1;//啟動定時(shí)器。</p><p>　　ET0=1;//開定時(shí)器中斷。</p><p>　　EA=1;//開總中斷</p><p>　　vdInitialize();</p><p>　　vWriteCMD(0x84); //寫入顯示起始地址（第二行第一個(gè)位

109、置）</p><p>　　vShowChar("Voltage:");</p><p>　　vWriteCMD(0xC9);</p><p>　　vShowChar("(V)");</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><

110、;b>　　{</b></p><p>　　if(b_DATransform==1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　b_DATransform=0;</p><p>　　vWriteCMD(0xC4);</p><p>　　vShowVoltage(u

111、iADTransform());</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//<<<<<<<定時(shí)器0中斷函數(shù)>>>&g