单片机花卉温室控制系统 第5页

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这种连接方式由于将多位字段线连在一起，当输出字段码时，由于多门同时选通，每一位将显示相同的内容。因此，要想显示不同的内容。必须采取轮流显示的方式。即在某一瞬间时，只让某一位的字位线处于选通状态，其他各位的字位线处于开断状态，同时字段线上输出这一位相应要显示字符的字段码。在这一瞬时，只有这一位在显示，其他几位暗。同样在下一瞬时，单独显示下一样，这样依次轮流显示，循环扫描。由于人的视觉滞留效应，人们看到的是多位同时稳定显示。

5、74LS164介绍

74LS164串行输入并行输出移位寄存器，本设计用74LS164把输入的串行数转换成并行数输出。

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                               图8   74LS164引脚图

其引脚图如图8所示，功能如下：

A　B：串行输入端；   Q0~Q7：并行输出端；   CLR：清零端，低电平有效；   CK：时钟脉冲输入端，上升沿有效。

6、EPROM2764A介绍

EPROM2764的容量为8K*8位.8K表示有8*1024个存储单元,8位表示每个单元存储数据的宽度是8位.前者确定了地址的位数是12位(A0~A11),后者确定了数据的位数是8位(O0~O7).目前,除了串行存储器之外,一般情况下,我们使用的都是8位数据存储器.2764采用单一+5V供电,最大静态工作电流为100mA文持电流为35mA，读出时间最大为250nS，2764的封装脚为DIP24，管脚如下图9所示，其中，A0~A12为地址线，Q0~Q7为数据线； CE为片选线；OE/VPP为输出允许/编程高压。

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图9     EPROM2764A引脚图

7、74LS373介绍

74LS373是常用的带三态门的8D锁存器。下图10所示为其结构框图和引脚图。当允许端G由高电平时，D端的数据被锁存到锁存器的输出端。当输出控制端OC-为低电平时，三态门开通，锁存器的内容输出到芯片输出端Q。

 

 

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        图10  （a）结构框图                      （b)引脚图

由于74LS373具有琐存功能，所以能用来作为顺态量的输入接口。

下图11所示为用74LS373扩展的选通输入口。当外设向单片机输入数据时，8位数据送到74LS373的输入端1D~8D，同时外设将一个通信号STB（正脉冲）送到74LS373的允许端G。在选通信号的下降沿，输入数据进入锁存器中，同时向MCS-51的INT0端发生中断请求。单片机响应中断后从74LS373读数。74LS373的口地址为0BFFFH。74LS373也可以用来扩展输出口。当MCS-51系列单片机的P0口扩展地址锁存器时，由于单片机的ALE信号正好可以直接用作74LS373的G端允许信号，因此经常使用74LS373作为MCS-51系列单片机的低8位地址锁存器，使P0口实现地址/数据总线的分时复用。

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                     图11     用74LS373扩展选通输入口

四  系统硬件设计

    系统的硬件电路包括主机、温度检测、温度控制、人机对话（键盘/显示/报警）4个主要部分。图12为系统的结构框图。

人机对话部分

主   机

温度显示

      温度检测部分

变送器

热电阻

A/D转换器

键盘

 

 

 

 

   

        温度控制部分       

声音报警

可控硅调功器

光耦

驱动器

电炉

 

 

 

                        

 图12 温室控制系统结构框图

 

1、微处理器主机电路及扩展

本例对控制精度要求不高，控制功能一般，程序并不复杂。因此选择常用的MCS-51系列单片机中的8031作为CPU。8031的晶振频率为6MHz，片外程序存储器选用2764（8KB）作为EPROM。74LS373作低8位地址锁存器。估计能留有相当余量。因采集和处理的数据不多，估计数据存储器使用片内的即能满足要求。这样可以画出主机的电路图。图13所示为主机系统电路图。

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图13     主机系统电路图

由于8031无片内ROM，故EA应接地，使用片外ROM。8031的P0口为低8位地址及数据总线的分时复用引脚，需要地址锁存器，将低8位的地址锁存后在接到2764A的A0—A7上。该电路采用74LS373作为地址锁存器，8031的地址锁存控制信号线ALE接锁存器控制端G，当ALE发生从高电平向低电平的跳变时，74LS373将低8位地址锁存后，P0与D0~D7口相连方可作为数据线使用。地址锁存控制信号ALE为高电平时，P2口输出高4位地址PCH，P0口输出低8位地址PCL；ALE下降为低电平后，P2口信息保持不变，而P0口将通过D0~D7来读取片外ROM中的指令。因此，低8位地址必须在ALE降为低电平之前由外部地址锁存器74LS373锁存起来。在PSEN输出负跳变选通片外ROM后，P0口转为输入状态，读入片外ROM的指令字节。

2、温度检测电路

 这部分包括温度传感器、变送器和A/D转换三部分。

    温度传感器和变送器的类型选择与被控温度的范围及精度等级有关。型号为WZB-003,分度号为BA2的铂热电阻适应于0℃∽500℃的温度测量范围，可以满足本系统的要求。

变送器将电阻信号转换与温度成正比的电压，当温度在0℃∽500℃时变送器输出0∽4.9V左右的电压。

ADC0809与单片机的接口电路如图14 所示。由于ADC0809片内无时钟，故利用8031提供的地址锁存允许信号ALE经D触发器二分频后获得。ALE引脚的频率是单片机时钟频率的1/6，如果单片机时钟频率为6MHZ，则ALE引脚的频率是1MHZ。在经二分频后为500KHZ，所以ADC0809更加能可靠工作。

由于ADC0809具有输出三态锁存器，故其八位数据输出线可直接与单片机数据总线相连，单片机的低8位地址信号在ALE作用下锁存在74LS373输出的低3位信号夹道ADC0809的通道选择端A、B、C上，作为通道编码。单片机的P2.7作为片选信号，与WR进行或非操作，得到一个正脉冲，夹道ADC0809的ALE和START 引脚上。由于ALE和START连接在一起，因此ADC0809在锁存通道地址的同时也启动转换。在读取转换结果时，用单片机的读信号RD和P2.7引脚经或非门后产生的正脉冲作为OE信号，用以打开三态输出锁存器。显然，上述操作时，P2.7应为低电平。ADC0809的EOC端经反相器连接到单片机的P3.3引脚，作为查询或中断信号。

这种连接方式由于将多位字段线连在一起，当输出字段码时，由于多门同时选通，每一位将显示相同的内容。因此，要想显示不同的内容。必须采取轮流显示的方式。即在某一瞬间时，只让某一位的字位线处于选通状态，其他各位的字位线处于开断状态，同时字段线上输出这一位相应要显示字符的字段码。在这一瞬时，只有这一位在显示，其他几位暗。同样在下一瞬时，单独显示下一样，这样依次轮流显示，循环扫描。由于人的视觉滞留效应，人们看到的是多位同时稳定显示。

5、74LS164介绍

74LS164串行输入并行输出移位寄存器，本设计用74LS164把输入的串行数转换成并行数输出。

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                               图8   74LS164引脚图

其引脚图如图8所示，功能如下：

A　B：串行输入端；   Q0~Q7：并行输出端；   CLR：清零端，低电平有效；   CK：时钟脉冲输入端，上升沿有效。

6、EPROM2764A介绍

EPROM2764的容量为8K*8位.8K表示有8*1024个存储单元,8位表示每个单元存储数据的宽度是8位.前者确定了地址的位数是12位(A0~A11),后者确定了数据的位数是8位(O0~O7).目前,除了串行存储器之外,一般情况下,我们使用的都是8位数据存储器.2764采用单一+5V供电,最大静态工作电流为100mA文持电流为35mA，读出时间最大为250nS，2764的封装脚为DIP24，管脚如下图9所示，其中，A0~A12为地址线，Q0~Q7为数据线； CE为片选线；OE/VPP为输出允许/编程高压。

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图9     EPROM2764A引脚图

7、74LS373介绍

74LS373是常用的带三态门的8D锁存器。下图10所示为其结构框图和引脚图。当允许端G由高电平时，D端的数据被锁存到锁存器的输出端。当输出控制端OC-为低电平时，三态门开通，锁存器的内容输出到芯片输出端Q。

 

 

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        图10  （a）结构框图                      （b)引脚图

由于74LS373具有琐存功能，所以能用来作为顺态量的输入接口。

下图11所示为用74LS373扩展的选通输入口。当外设向单片机输入数据时，8位数据送到74LS373的输入端1D~8D，同时外设将一个通信号STB（正脉冲）送到74LS373的允许端G。在选通信号的下降沿，输入数据进入锁存器中，同时向MCS-51的INT0端发生中断请求。单片机响应中断后从74LS373读数。74LS373的口地址为0BFFFH。74LS373也可以用来扩展输出口。当MCS-51系列单片机的P0口扩展地址锁存器时，由于单片机的ALE信号正好可以直接用作74LS373的G端允许信号，因此经常使用74LS373作为MCS-51系列单片机的低8位地址锁存器，使P0口实现地址/数据总线的分时复用。

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                     图11     用74LS373扩展选通输入口

四  系统硬件设计

    系统的硬件电路包括主机、温度检测、温度控制、人机对话（键盘/显示/报警）4个主要部分。图12为系统的结构框图。若图片无法显示请联系QQ752018766

人机对话部分

主   机

温度显示

      温度检测部分

变送器

热电阻

A/D转换器

键盘

 

 

 

   

        温度控制部分       

声音报警

可控硅调功器

光耦

驱动器

电炉

 

 

                        

 图12 温室控制系统结构框图

 

1、微处理器主机电路及扩展

本例对控制精度要求不高，控制功能一般，程序并不复杂。因此选择常用的MCS-51系列单片机中的8031作为CPU。8031的晶振频率为6MHz，片外程序存储器选用2764（8KB）作为EPROM。74LS373作低8位地址锁存器。估计能留有相当余量。因采集和处理的数据不多，估计数据存储器使用片内的即能满足要求。这样可以画出主机的电路图。图13所示为主机系统电路图。

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图13     主机系统电路图

由于8031无片内ROM，故EA应接地，使用片外ROM。8031的P0口为低8位地址及数据总线的分时复用引脚，需要地址锁存器，将低8位的地址锁存后在接到2764A的A0—A7上。该电路采用74LS373作为地址锁存器，8031的地址锁存控制信号线ALE接锁存器控制端G，当ALE发生从高电平向低电平的跳变时，74LS373将低8位地址锁存后，P0与D0~D7口相连方可作为数据线使用。地址锁存控制信号ALE为高电平时，P2口输出高4位地址PCH，P0口输出低8位地址PCL；ALE下降为低电平后，P2口信息保持不变，而P0口将通过D0~D7来读取片外ROM中的指令。因此，低8位地址必须在ALE降为低电平之前由外部地址锁存器74LS373锁存起来。在PSEN输出负跳变选通片外ROM后，P0口转为输入状态，读入片外ROM的指令字节。

2、温度检测电路

 这部分包括温度传感器、变送器和A/D转换三部分。

    温度传感器和变送器的类型选择与被控温度的范围及精度等级有关。型号为WZB-003,分度号为BA2的铂热电阻适应于0℃∽500℃的温度测量范围，可以满足本系统的要求。

变送器将电阻信号转换与温度成正比的电压，当温度在0℃∽500℃时变送器输出0∽4.9V左右的电压。

ADC0809与单片机的接口电路如图14 所示。由于ADC0809片内无时钟，故利用8031提供的地址锁存允许信号ALE经D触发器二分频后获得。ALE引脚的频率是单片机时钟频率的1/6，如果单片机时钟频率为6MHZ，则ALE引脚的频率是1MHZ。在经二分频后为500KHZ，所以ADC0809更加能可靠工作。

由于ADC0809具有输出三态锁存器，故其八位数据输出线可直接与单片机数据总线相连，单片机的低8位地址信号在ALE作用下锁存在74LS373输出的低3位信号夹道ADC0809的通道选择端A、B、C上，作为通道编码。单片机的P2.7作为片选信号，与WR进行或非操作，得到一个正脉冲，夹道ADC0809的ALE和START 引脚上。由于ALE和START连接在一起，因此ADC0809在锁存通道地址的同时也启动转换。在读取转换结果时，用单片机的读信号RD和P2.7引脚经或非门后产生的正脉冲作为OE信号，用以打开三态输出锁存器。显然，上述操作时，P2.7应为低电平。ADC0809的EOC端经反相器连接到单片机的P3.3引脚，作为查询或中断信号。

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