启动输入电流 最大输入电压 最小输入电压 探针1增益 探针1增益非线性 1脚偏移 探针2增益 探针2增益非线性 =0V =600Ω 脚7电压80-250mV 脚7电压240-1.57mV REG300 nA -0.3 % mV % V -2 -2 -0.3 0.2 10.15 0 5 3.4 0.2 V 2 2 REG 7脚偏移 输入阻抗 探针1输入电压围 探针1开路阀值 探针1短路阀值 14脚输入泄漏电流 1脚输入泄漏电流 重复周期 电容放电时间 =9--18V =7.5V 5脚处 脚14电压4V =22uF =22uF 1 1 5 5 -0.85 -0. 5 3.5 mV MΩ V V -0.V V nA nA s ms uF uF V REGV6 REGV35 REG0.35 0.6 1.5 17 0.85 2.0 5.0 36 135 0.47 0.47 脚1电压300mV 9.1 记忆电容值 输入电容值 3.2.1 LM1042的引脚功能
液位检测芯片LM1042的引脚图如图3-3所示。各引脚功能描述如下: 图3-3 LM1042的引脚图
1脚:热阻探针输入,接放大器,在探针开始测量时被箝位到低电平; 2脚:器件接地端;
3脚:连接到外部PNP晶体管的发射极,为热阻探针提供200mA的固定电流,芯片部的参考源使该端的电压维持在比电源端低2V的电平上。 4脚:连接到外部PNP晶体管的基极上; 5脚:接热阻探针以便对之进行开路和路检测;
6脚:电源端+Vs,电压围7.5~18V,可承受50V的瞬时电压;
7脚:第二热阻探针输入或其他线性信号输入,输入电压围为1~5V,探针增益可通过10脚进行调整;
8脚:探针选择与控制端。如果该端加逻辑低电平,探针1被选中并启动定时周期,随后低电平被锁定直到测量结束。在该端为低电平时,根据9脚的状态,探针1进行一次测量或重复测量;如果在探针1的测量周期外该端输入为逻辑高电平则选中探针2进行测量
9脚:重复振荡器的定时电容器在该脚与地之间连接。当探针1的测量周期被启动时,2μA的电流对定时电容充电,直到电压值为4.3V。如果该端接地,重复振荡器被禁止。在8脚为低电平时,只允许探针1进行一次测量;
10脚:可在该端与地之间接一电阻以改变探针2的输入放大器增益。此增益在该端开时为1.2,在该端对地短路时为3.4。可通过电阻分压网络把直流偏置调整为VREG或地电平;
11脚:电压调整输出,应将该端连接到15脚以构成完整的电压调整控制环路。使15脚电压保持恒定6V;
12脚:在该端与地之间连接一电容,用以设定探针1测量的定时周期;
13脚:在该端与地之间连接一电阻以设定12脚的充电电流,电阻值应介于3kΩ到15kΩ之间,典型值为12kΩ;
14脚:在该端与探针电压端11脚之间连接一具有低漏电流的电容,作为探针1测量时的记忆电容器,该电容的典型值为0.1μF(不大于0.47μF)。对于长记忆保持时间,该端的部泄漏电流最大为2nA;
15脚:此端为部电压探针器的反馈输入,通常连接到11脚。可在该端串接一电阻以调节调整电压输出值;
16脚:探针1和探针2的线性电压输出端,能够提供±10mA的启动电流。该端可通过一600Ω的测量仪表连接到VREG端。 3.2.2 传感器连接方法
在LM1042传感器电路中,7脚和10脚主要用于对探针2 的调整,由于本系统只用到探针1,故可将7脚和10脚直接接地;1脚是热阻探针输入端;5脚为探针故障端;6脚是电源端;3、4脚分别接PNP管的发射极和集电极用于给探针提供200MA
的固定电流;16端,输出与液位12、13脚用来调9、14脚外接两个电容,记忆探针
脚为模拟电压输出成正比的模拟电压;整探针的测量周期;电容作为探针的记忆的电压值。
3.3 单片机的8155
8155由
编程RAM和I/OMCS-51单片机接
用系统中最最广泛使用的芯片。其芯片资源有:
·256字节的静态RAM,最快的存取时间为400ns; ·一个可编程的6位的并行I/O口PC口; ·一个可编程的14位的减法计数器。
·两个可编程的8位的并行I/O口PA口、PB口; 3.3.1 8155的结构
8155的引脚如下图3-4。8155各引脚功能说明如下:
并行扩展芯片
Intel公司生产的可扩展的芯片,比 口简单,是单片机应
图3-4 8155的引脚图
AD0~AD7:三态地址/数据总线。单片机和8155之间的地址、数据、命令和状态数据传输通过总线口。通过mcs—51汇编语言和单片机地址/数据总线连接,它分复用功能,并通过mcs—51汇编语言口相同。3个通用的并行I / O口通过PA、铅、电脑。
一台计算机编程信号线口了接触铅,会使爸爸,根据选择的方式。一14铅口定时/计数器。这是二进制“减1”柜台为点,可提供各种频率的冲动和方波信号。
RST:复位信号输入端。复位后,3个I/O口均为输入方式。
AD0~AD7:三态的地址/数据总线。与单片机的低8位地址/数据总线(P0口)相连。单片机与8155之间的地址、数据、命令与状态信息都是通过这个总线口传送的。
RD:读选通信号,对8155的读操作引脚。 WR:写选通信号,对8155的写操作引脚。 CE:片选信号线,低电平有效。
IO/M:8155的RAM存储器或I/O口选择线。当IO/ =0时,则选择8155的片RAM,AD0~AD7上地址为8155中RAM单元的地址(00H~FFH);当IO/ =1时,选择8155的I/O口,AD0~AD7上的地址为8155 I/O口的地址。
ALE:地址锁存信号。8155部设有地址锁存器,在ALE的下降沿将单片机P0口输出的低8位地址信息及IO/ 的状态都锁存到8155部锁存器。因此,P0口输出的低8位地址信号不需外接锁存器。
PA0~PA7:8位通用I/O口,其输入、输出的流向可由程序控制。 PB0~PB7:8位通用I/O口,功能同A口。
PC0~PC5:有两个作用,既可作为通用的I/O口,也可作为PA口和PB口的控制信号线,这些可通过程序控制。
TIMER IN/OUT:定时/计数器脉冲输入端/输出端。 3.3.2 8155的地址编码及工作方式
在单片机应用系统中,8155是按外部数据存储器统一编址的,为16位地址,其高8位由片选线提供。当CE=0,IO/M=0时,选中8155片RAM,这时8155只能作片外RAM使用,其RAM的低8位编址为00H~FFH;当CE =0,IO/M=1时,选中8155的I/O口,其端口地址的低8位由AD7~AD0确定,如表6-6所示。这时,A、B、C口的口地址低8位分别为01H、02H、03H(设地址无关位为0)。
表3-7 8155芯片的I/O口地址 AD7~AD0 选择I/O口 A7 × × × × × A6 × × × × × A5 × × × × × A4 × × × × × A3 × × × × × A2 0 0 0 0 1 A1 0 0 1 1 0 A0 0 1 0 1 0 命令/状态寄存器 A口 B口 C口 定时器低8位 × × × × × 1 0 1 定时器高6位及方式 3.3.3 8155与MCS-51单片机的接口方法
因8155的AD0~AD7为三态双向地址/数据总线口,部有地址锁存器,故8155能直接与MCS-51单片机的P0口相连而不需要任何外加锁存电路。MCS-51单片机扩展一片8155可为系统增加256字节片外RAM、22根I/O口线及一个14位定时器。
8155与单片机连接图如下所示,P26接8155的CE端,P25接8155的IO/M口,来控制8155用于输入输出口还是用其做存储器。
女男男女女男男女女男男女 图3-5 8155与单片机连接图
3.4 A/D转换器
A/D转换器是一种能把输入模拟电压或电流变成与它成正比的数字量,即能把被控对象的各种模拟信息变成计算机可以识别的数字信息。A/D转换器种类很多,但从原理上通常可分为以下四种:计数器式A/D转换器、双积分式A/D转换器、逐次逼近式A/D转换器和并行A/D转换器。计数器式A/D转换器结构很简单,但转换速度很慢,所以很少采用。双积分式A/D转换器抗干扰能力强,转换精度高,但速度不够理想,常用于数字式测量仪表中,计算机中广泛采用逐次逼近式A/D转换器作为接口电路,它的结构不太复杂,转换速度也高。并行A/D
转换器的转换速度最快,但因结构复杂而造价高,故只用于那些转换速度极高的场合。