單片機畢業(yè)設計-倉庫溫濕度的監(jiān)測系統(tǒng)(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 14433A/D 轉換器件簡介 更多資料 13 MC14433 是三位半雙積分型的 A/D 轉換器，具有精度高，抗干擾性能好的優(yōu)點，其缺點是轉換速率低，約 1— 10 次 /秒。在不要求高速轉換的場合，例如，在低速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，被廣泛采用。 MC14433A/D 轉換器與國內產(chǎn)品 5G14433 完全相同，可以互換。 MC14433A/D 轉換器的被轉換電壓量程為 。轉換完的數(shù)據(jù)以 BCD碼的形式分四次送出（最高位輸出內容特殊，詳見表 33）。 多 路 選 擇 開 關鎖 存 器個 位 十 位 百 位 千 位極 性判 別溢 出控 制 電 路 C M O S 線 性 電 路時 鐘 / O R 過 量 程V R 基 準 電 壓V A G 模 擬 地V X 被 測 電 壓D UE O C R 1R 1 / C 1C 1C 0 1C 0 2Q 0 ～ Q 3 D S 1 ～ D S 4實 時 顯 示 轉 換 周 期 圖 310 MC14433A/D 轉換器的內部邏輯框圖 圖 311 MC14433 引腳圖 MC14433 的框圖（圖 310）和引腳（圖 311）功能說明 各引腳的功能如下： 電源及共地端 VDD： 主工作電源 +5V。 VEE: 模擬部分的負電源端，接 5V。 VAG： 模擬地端。 VSS： 數(shù)字地端。 更多資料 14 VR： 基準電壓。 外界電阻及電容端 RI： 積分電阻輸入端， VX=2V時， R1=470?； VX=200Mv 時， R1=27K?。 C1： 積分電容輸入端。 C1 一般為 。 C0 C02： 外界補償電容端，電容取值約 。 R1/C1： R1 與 C1 的公共端。 CLKI、 CLKO ： 外界振蕩器時鐘調節(jié)電阻 Rc， Rc 一般取 470 K?左右。 轉換啟動 /結束信號端 EOC：轉換結束信號輸出端，正脈沖有效。 DU： 啟動新的轉換，若 DU與 EOC 相連，每當 A/D 轉換結束后，自動啟動新的轉換。 過量程信號輸出端 /OR ： 當 |Vx|?VR，過量程 /OR 輸出低電 平。 位選通控制線 DS4DS1： 選擇個 、 十 、 百 、 千位，正脈沖有效。 DS1 對應千位， DS4 對應個位。每個選通脈沖寬度為 18 個時鐘周期，兩個相應脈沖之間間隔為 2個時鐘周期。 ～～～～～～1 / 2 C L K 周 期1 6 4 0 0 個 時 鐘 脈 沖 周 期1 8 個 時 鐘 脈 沖 周 期E O CD S 1D S 2D S 3D S 4( 最 高 位 ) 1 / 2 位 2 個 時 鐘 脈 沖 周 期最 低 位 圖 312 MC14433 選通脈沖時序圖 BCD碼輸出線 Q0Q3： BCD 碼輸出線。其中 Q0 為最低位， Q3 為最高位。當 DS DS3 和 DS4 選通期間，輸出三位完整的 BCD 碼數(shù)，但在 DS1 選通期間，輸出端 Q0Q3 除了表示個位的 0 或 1 外，還表示了轉化值的正負極性和欠量程還是過量程其含意見表33 更多資料 15 表 3 DS1 選通時 Q3～ Q0 表示的結果 Q 2Q 1Q 0 01000011表 示 結 果千 位 數(shù) 為 0千 位 數(shù) 為 1結 果 為 正結 果 為 負輸 入 過 量 程輸 入 欠Q 31001 由表可知 Q3 表示 1/2 位， Q3=“ 0”對應 1，反之對應 0。 Q2 表示極性， Q2=“ 1”為正極性，反之為負極性。 Q0=“ 1”表示超量程：當 Q3=“ 0”時，表示過量程；當 Q3=“ 1”時，表示欠量程； 一． MC14433 與 8031 單片機的接口設計 由于 MC14433 的 A/D 轉換 結果是動態(tài)分時輸出的 BCD 碼， Q0～ Q3HE DS1～DS4 都不是總線式的。因此， MCS51 單片機只能通過并行 I/O 接口或擴展 I/O 接口與其相連。對于 8031 單片機的應用系統(tǒng)來說， MC14433 可以直接和其 P1 口或擴展I/O 口 8155/8255 相連。下面是 MC14433 與 8031 單片機 P1 口直接相連的硬件接口，接口電路如圖 313 所示 圖 313 MC14433 與 8031 單片機 P1 口直接相連的硬件接口 3. 2. 2 單片機 8031 為了設計此系統(tǒng)，我們采用了 8031 單片機作為控制芯片，在前向 通道中是一個非電信號的電量采集過程。它由傳感器采集非電信號，從傳感器出來經(jīng)過功率放大過程，使信號放大，再經(jīng)過模 /數(shù)轉換成為計算機能識別的數(shù)字信號，再送入計算機系更多資料 16 統(tǒng)的相應端口。 由于 8031 中無片內 ROM，且數(shù)據(jù)存儲器也不能滿足要求，經(jīng)擴展 2762 和 6264來達到存儲器的要求，其結果通過顯示器來進行顯示輸出。 3. 2. 2. 1 8031 的片內結構 8031 是有 8 個部件組成，即 CPU，時鐘電路，數(shù)據(jù)存儲器，并行口（ P0～ P3）串行口，定時計數(shù)器和中斷系統(tǒng)，它們均由單一總線連接并被集成在一塊半導體芯片上，即 組成了單片微型計算機， 8031 就是 MCS51 系列單片機中的一種。 圖 314 8031 基本組成 CPU中央處理器： 中央處理器是 8031 的核心，它的功能是產(chǎn)生控制信號，把數(shù)據(jù)從存儲器或輸入口送到 CPU或 CPU 數(shù)據(jù)寫入存儲器或送到輸出端口。還可以對數(shù)據(jù)進行邏輯和算術的運算。 時鐘電路： 8031 內部有一個頻率最大為 12MHZ 的時鐘電路，它為單片機產(chǎn)生時鐘序列，需要外接石英晶體做振蕩器和微調電容。 內存： 內部存儲器可分做程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，但在 8031 中無片內程序存儲器 。 定時 /計數(shù)器： 8031 有兩個 16 位的定時 /計數(shù)器，每個定時器 /計數(shù)器都可以設置成定時的方式和計數(shù)的方式，但只能用其中的一個功能，以定時或計數(shù)結果對計算機進行控制。 并行 I/O 口 ： MCS51 有四個 8 位的并行 I/O 口， P0， P1， P2， P3，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸出。 串行口： 它有一個全雙工的串行口，它可以實現(xiàn)計算機間或單片機同其它外設之間的通更多資料 17 信，該并行口功能較強，可以做為全雙工異步通訊的收發(fā)器也可以作為同步移位器用。 中斷控制系統(tǒng)： 8031 有五個中斷源，既外部中斷兩個，定時計數(shù)中斷兩個，串行中斷一個，全部 的中斷分為高和低的兩個輸出級。 3. 2. 2. 2 8031 的引腳 圖 315 8031 引腳圖 8031 的制作工藝為 HMOS，采用 40 管腳雙列直插 DIP 封裝，引腳說明如下： VCC（ 40 引腳）正常運行時提供電源。 VSS（ 20 引腳）接地。 XTAL1（ 19 引腳）在單片機內部，它是一個反向放大器的輸入端，該放大器構成了片內的震蕩器，可以提供單片機的時鐘信號，該引腳也是可以接外部的晶振的一個引腳，如采用外部振蕩器時，對于 8031 而言此 引腳應該接地。 XTAL2（ 18 引腳）在內部，接至上述振蕩器的反向輸入端，當采用外部振蕩器時， 對 MCS51 系列該引腳接收外部震蕩信號，即把該信號直接接到內部時鐘的輸入端。 RST/VPD（ 9 引腳）在振蕩器運行時，在此引腳加上兩個機器周期的電平將單片機復位，復位后應使此引腳電平保持不高于 8031 正常工作。在掉電時，此引腳接備用電源 VDD，以保持 RAM 數(shù)據(jù)不丟失，當 BVCC 低于規(guī)定的更多資料 18 值時，而 VPD 在其規(guī)定的電壓范圍內時， VPD 就向內部數(shù)據(jù)存儲器提供備用電源。 ALE/PROG（ 30 引腳） 當 8031 訪問外部存儲器時，包括數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器， ALE9 地址鎖存允許 0 輸入的脈沖的下沿用于鎖存 16 位地址的低 8 位，在不訪問外部存儲器的時候， ALE 仍有兩個周期的正脈沖輸出，其頻率為振蕩器的頻率的1/6，在訪問外存儲器的是候，在兩個周期中， ALE 只出現(xiàn)一次， ALE 斷可驅動 8 個LS TTL 負載，對于有片內 EPROM 的而言，在 EPROM 編程期間，此腳用于輸入編程脈沖 PROG。 （ 29 引腳）此腳輸出為 單片機內訪問外部程序存儲器的讀選通信號，在讀取外部指令期間， PSEN 非有兩次在每個周期有效，在此期間， 每當訪問外部存儲器時，兩個有效的 PSEN 非將不再出現(xiàn)，同樣這個引腳可驅動 8 個 LSTTL 負載。 /VPP（ 31 引腳）當 保持高電平時，單片機訪問內部存儲器，當 PC 值超過0FFFH 時，將自動轉向片外存儲器。當 保持低電平時，則只訪問外部程序存儲器，對 8031 而言，此腳必須接地。 P0， P1， P2， P3： 8031 有四個并行口，在這四個并行口中，可以在任何一個輸出數(shù)據(jù)，又可以從它們那得到數(shù)據(jù)，故它們都是雙向的，每一個 I/O 口內部都有一個8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和一個 8 位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，各成為 SFR 中的一個，因此 CPU數(shù) 據(jù)從并行 I/O 口輸出時可以得到鎖存，數(shù)據(jù)輸入時可以得到緩沖，但他們在功能和用途上的差異很大， P0 和 P2 口內部均有個受控制器控制的二選一選擇電路，故它們除可以用做通用 I/O 口以外還具有特殊的功能， P0 口通常用做通用 I/O 口為 CPU 傳送數(shù)據(jù)， P2 口除了可以用做通用口以外，還具有第一功能，除 P0 口以外其余三個都是準雙向口。 8031 有一個全雙工串行口，這個串行口既可以在程序下把 CPU的 8 位并行數(shù)據(jù)變成串行數(shù)據(jù)一位一位的從發(fā)送數(shù)據(jù)線發(fā)送出去，也可以把串行數(shù)據(jù)接受進來變成并行數(shù)據(jù)給 CPU，而且這種串行發(fā)送和接收可以單 獨進行也可以同時進行。 8031 的 串行發(fā)送和接收利用了 P3 口的第二功能，利用 做串行數(shù)據(jù)接收線，串行接口的電路結構還包括了串行口控制寄存器 SCON，電源及波特率選擇寄存器PCON 和串行緩沖寄存器 SBUF，他們都屬于 SFR， PCON 和 SCON 用于設置串行口工作方式和確定數(shù)據(jù)發(fā)送和接收， SBUF 用于存放欲發(fā)送的數(shù)據(jù)起到緩沖的作用。 3. 2. 2. 3 8031 程序存儲器 MCS51