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温湿度控制系统设计 第4页

更新时间:2008-12-25:  来源:毕业论文

温湿度控制系统设计 第4页
A、B、C(11、10、9):地址引脚
INH(6):禁止输入引脚。若INH为高电平,则为禁止各通道和输出端OUT/IN接至;若INH为低电平,则允许各通道按表3-2关系和输出段OUT/IN接通。VDD(16)和VSS(8):VDD为正电源输入端,极限值为17V;VSS为负电源输入端,极限值为-17V。
VGG(7);电平转换器电源,通常接+5V或-5V。
CD4051作为8选1功能时,若A、B、C均为逻辑“0”(INH=0),则地址码00013经译码后使输出端OUT/IN和通道0接通。其它情况下,输出端OUT/IN输出端OUT/IN和各通道的接通关系如下
                       表   3-2
输入状态 接通

通道       输入状态 接通

通道
INH C B A  INH C B A 
0 0 0 0 0 0 1 0 1 5
0 0 0 1 1 0 1 1 0 6
0  0 1 0 2 0 1 1 1 7
0 0 1 1 3 1 x x x 均不显示
0 1 0 0 4     3.2  信号分析与处理
3.2.1  A/D转换
一.A/D转换器的特点
为了把温度、湿度检测电路测出的模拟信号转换成数字量送CPU处理,本系统选用了双积分A/D转换器MC14433,它精度高,分辨率达1/1999。由于MC14433只有一路输入,而本系统检测的多路温度与湿度信号输入,故选用多路选择电子开关,可输入多路模拟量。
MC14433 A/D 转换器
由于双积分方法二次积分时间比较长,所以A/D转换速度慢,但精度可以做得比较高;对周期信号变化的干扰信号积分为零,抗干扰性能也比较好。
目前,国内外双积分A/D转换器集成电路芯片很多,大部分是用于数字测量仪器上。常用的有3.5位双积分A/D装换器MC14433和4.5位双积分A/D转换器ICL7135
二.MC14433A/D转换器件简介
MC14433是三位半双积分型的A/D转换器,具有精度高,抗干扰性能好的优点,其缺点是转换速率低,约1—10次/秒。在不要求高速转换的场合,例如,在低速数据采集系统中,被广泛采用。MC14433A/D转换器与国内产品5G14433完全相同,可以互换。
MC14433A/D转换器的被转换电压量程为199.9mV或1.999V。转换完的数据以BCD码的形式分四次送出(最高位输出内容特殊,详见表3-3)。 
图3-10 MC14433A/D转换器的内部逻辑框图 
                         图3-11  MC14433引脚图
MC14433 的框图(图3-10)和引脚(图3-11)功能说明
各引脚的功能如下:
电源及共地端
VDD:   主工作电源+5V。
VEE:     模拟部分的负电源端,接-5V。
VAG:   模拟地端。
VSS:    数字地端。
VR:    基准电压。
外界电阻及电容端
RI:     积分电阻输入端,VX=2V时,R1=470Ω;VX=200Mv时,R1=27KΩ。
C1:     积分电容输入端。C1 一般为0.1µF。   
C01、C02:  外界补偿电容端,电容取值约0.1µF。
R1/C1:   R1 与C1的公共端。
CLKI、CLKO : 外界振荡器时钟调节电阻Rc,Rc一般取 470 KΩ左右。
转换启动/结束信号端
EOC:转换结束信号输出端,正脉冲有效。
DU:  启动新的转换,若DU与EOC相连,每当A/D转换结束后,自动启动新的转换。
过量程信号输出端
/OR  :    当|Vx|›VR,过量程/OR 输出低电平。
位选通控制线
DS4----DS1:  选择个、十、百、千位,正脉冲有效。
DS1 对应千位,DS4 对应个位。每个选通脉冲宽度为18个时钟周期,两个相应脉冲之间间隔为2个时钟周期。
 
                    图3-12 MC14433选通脉冲时序图
BCD码输出线
Q0---Q3: BCD码输出线。其中Q0为最低位,Q3 为最高位。当DS2、DS3和DS4选通期间,输出三位完整的BCD码数,但在DS1选通期间,输出端Q0-------Q3 除了表示个位的0或1外,还表示了转化值的正负极性和欠量程还是过量程其含意见表3-3
 
表3-3、DS1选通时Q3~Q0表示的结果
 
由表可知Q3 表示1/2位,Q3=“0”对应1,反之对应0。
         Q2 表示极性,Q2=“1”为正极性,反之为负极性。
       Q0=“1”表示超量程:当Q3=“0”时,表示过量程;当Q3=“1”时,表示欠量程;
一. MC14433与8031单片机的接口设计
由于MC14433的A/D转换结果是动态分时输出的BCD码,Q0~Q3HE  DS1~DS4都不是总线式的。因此,MCS-51单片机只能通过并行I/O接口或扩展I/O接口与其相连。对于8031单片机的应用系统来说,MC14433可以直接和其P1口或扩展I/O口8155/8255相连。下面是MC14433与8031单片机P1口直接相连的硬件接口,接口电路如图3-13所示 
图3-13  MC14433与8031单片机P1口直接相连的硬件接口
3. 2. 2单片机8031
为了设计此系统,我们采用了8031单片机作为控制芯片,在前向通道中是一个非电信号的电量采集过程。它由传感器采集非电信号,从传感器出来经过功率放大过程,使信号放大,再经过模/数转换成为计算机能识别的数字信号,再送入计算机系

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