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1、内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）毕业设计论文流量积算仪设计摘 要近年来，伴随着工业生产、医疗卫生等领域的技术进步，人们对流量计量提出了更高的要求，而在全球自然资源供应日趋紧张的今天，提高流量测量精度更具有举足轻重的现实意义。因此，设计一个测量精度高、具有人机接口技术的流量积算仪具有很高的实用价值。论文以差压式流量计作为流量测量前端，采用STC89S52单片机作为控制核心，ADC0832为模数转换电路，并设计了由数码管和矩阵式键盘组成的人机对话接口。在测量过程中，系统将流量计节流所获得的差压信号，经差压变送器后变成420mA的电流信号，通过I/V转换电路变为电压信号，然后进入ADC083
2、2转变为单片机可接受的数字量，经单片机进行处理、积分运算后送数码管进行累积流量的显示。在对流量计算方法深入研究的基础上，论文主要完成了流量积算仪总体方案的设计，同时完成了其硬件电路的设计和软件调试，成功完成了流量设定、累积和显示等方面的调试。关键词：流量测量；单片机；积算；ADC0832 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）The Design Of Flow TotalizerAbstractIn recent years, people have paid much more attention to the accuracy of flow measurement as techno
3、logy progresses. Therefore, it is of great value in designing a flow totalizer which can measure flow accurately and have the man-machine interface technology. The intelligent flow totalizer system in this design is combined with the differential pressure flowmeter, pressure transducer and the micro
4、 controller unit techniques. The differential pressure flowmeter, it is used as the sensor of flow measurement. And aiming for a small and intelligent design, we use the MCU named STC89S52 as the main controller, the LEDs and the keyboard as the user interface. During the period of measurement, the
5、transduction circuits transform the differential pressures received by the sensors into the voltage signals, and then, the voltage signals are transformed into digital signals by the A/D convertor. The MCU processes these digital signals and calculates the cumulation of the flow. Finally the result
6、of accumulated flow is displayed in LEDs.To the current deep researchs foundation about flow calculation method, the paper has mainly completed the overall concept design of the flow totalizer, simultaneously has completed its hardware circuits design and the software debugging, in which the flow se
7、tting, the accumulation and the demonstration has been debugged successfully.Key Words: flow measurement; micro controller unit; flow totalizer; A/D convertor 目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 智能仪器概述11.2 流量和流量计概述11.2.1 流量概述11.2.2 流量测量概述31.3 差压式流量计与智能化流量积算仪概述41.3.1 差压式流量计概述41.3.2 差压式流量计与智能化流量积算仪的发展与现状51.3.
8、3 流量积算仪的分类61.4 本设计主要完成的任务7第二章 流量积算仪系统82.1 流量积算仪系统概述82.2 流量积算仪硬件部分的设计92.2.1 硬件设计整体思想92.2.2 I/V转换电路92.2.3 A/D转换电路112.2.4 单片机132.2.5 显示电路172.2.6 键盘电路192.3 流量积算仪硬件电路图20第三章 流量积算仪软件部分的设计213.1 软件设计的整体思想213.2 各模块的软件实现213.2.1 编程语言选择及编程环境213.2.2 主程序223.2.3 A/D转换模块233.2.4 标度变换模块243.2.5 流量累积模块263.2.6 LED显示模块263
9、.2.7 延时模块273.2.8 按键处理模块283.2.9 中断服务程序模块293.3 流量积算仪设计总程序31第四章 系统的调试及实验结果324.1 硬件的组装324.2 硬件和软件的联合调试324.2.1 使用工具的熟悉324.2.2 软件编程的调试32总 结35参考文献36附录A 硬件原理图38附录B 源程序39致 谢47第一章 绪论1.1 智能仪器概述以单片机为主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，就组成了所谓的“智能化测量控制系统”，也就是智能仪器。智能仪器的出现，极大地扩充了传统仪器的应用范围。智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势，迅速地在家用电器、科研单位和工业企业
10、中得到了广泛的应用。智能仪器具有以下功能特点：操作自动化、具有自测功能、具有数据处理功能、具有友好的人机对话能力、具有可程控操作能力。智能仪器的工作原理：传感器拾取被测参量的信息并转换成电信号，经滤波去除干扰后送入多路模拟开关；由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器，放大后的信号经A/D转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中；单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理（如非线性校正等）；运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印；同时单片机把运算结果与存储于片内FlashROM（闪速存储器）或EEPROM（电可擦除存储器）内的设定参数进行运算比较后，根据运算
11、结果和控制要求，输出相应的控制信号（如报警装置触发、继电器触点等）。此外，智能仪器还可以与PC机组成分布式测控系统，由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据，通过串行通信将信息传输给上位机PC机，由PC机进行全局管理。智能仪器的发展趋势：微型化、多功能化、人工智能化、融合ISP和EMIT技术，实现仪器仪表系统的Internet接入（网络化）、智能仪器发展的新阶段虚拟仪器。11.2 流量和流量计概述1.2.1 流量概述工业上通常所讲的流量，是指在单位时间内通过封闭管道或明渠有效截面的流动介质的量。用流体流过的体积与时间之比来表示流量时，称为体积流量（或容积流量）。用流体流过的质量与时间之比来表示
12、流量时，称为质量流量。如果流体的流动是不随时间而变化的流动，即稳定流。那么，体积流量可用流体在单位时间内通过具有一定面积的截面时的体积来表示。质量流量可以用流体在单位时间内通过具有一定面积的截面的质量来表示。当流动为非稳定流时，流量时时刻刻都在变化。这种情况下的某一时刻的流量，可以假定该时刻的流动保持恒定不变，用单位时间内流过流体的体积或质量来表示。2设流体通过有效截面中的某一微小面积为，并将通过该微小面积流体的流速取为v，则流体通过该微小面积的体积流量和质量流量可分别由以下公式求得： =v （1-1）= v （1-2）式中，为被测流体的密度。所以，流体通过整个有效截面的体积流量和质量流量可由
13、对截面积A进行积分求得： （1-3） （1-4）如果有效截面上各点的流速是相等的，或能求出其流速平均值，则流量公式1-3、1-4可写成如下简单形式： （1-5） （1-6）式中，为平均流速。在某一段时间内流体流过封闭管道或明渠有效截面的流体量称为累积流量或流体总量。累积流量可通过流量对时间的积分求得： （1-7） （1-8）式中，为累积体积流量；为累积质量流量；为测量时间。在工业生产中，瞬时流量是流体介质工艺流程中需要加以控制和调节的重要参数，用来保持均衡稳定的生产和保证产品质量。累积流量则是有关流体介质的贸易、分配、交接、供应等商业性活动中必备的参数之一，是计价、结算、收费的基础。用于测量流
14、量的计量仪器称为流量计。专门测量流体体积流量的流量计称为体积流量计，测量质量流量的流量计称为质量流量计。在流体密度已知的情况下，两种测量结果可以相互转换。1.2.2 流量测量概述在我们周围，有空气、水、石油、天然气等各种流体，这些流体与人们的日常生活和生产活动有着非常密切的关系。在使用各种流体的过程中，我们往往需要了解这些流体的在各种流动状态下的流量，不论是在工农业生产、国防、科研、贸易还是日常生活中，流量计量都扮演着极其重要的角色，是人们对生产流程进行监督控制、保障安全、改进工艺、经济核算的基础。因此，流量计量技术的发展，直接关系到整个国民经济的发展，尤其在工业技术迅速发展和能源问题日益突出
15、的今天，流量测量的对象、环境日趋多样化，对流量测量精度的要求也越来越高。对流体流量的精确测量和调节，不但是保证工艺过程处于最佳运行状态的重要前提，也是正确评价生产过程经济性的保证。同时，随着工业生产自动化、管道化的的发展，流量仪表在整个仪表生产中所占的比重也越来越大，目前已广泛应用于生物、石油、化工、冶金、电力、医药、食品、能源管理、航空航天、机械制造等行业的流量积算和定量控制。为了满足不同环境下对不同流动特性的流体进行计量的要求，目前国内外投入使用的流量计类型已超过100种，根据其结构原理，大致可将流量计归纳为以下几种类型：差压式流量计、速度式流量计、容积式流量计、靶式流量计、转子流量计、热
16、式流量计、质量流量计等。3近年来，随着电子技术和计算机技术的不断进步，流量测量也开始向一体化、智能化的方向发展。其中，智能流量积算仪就是一种应用非常广泛的智能流量测量仪表，它通过对来自不同类型流量变送器流量信号的测量，辅以由温度变送器和压力变送器获得的温度、压力等补偿信号，对不同的流体依照不同的算法进行实时的流量补偿，从而实现了流体体积流量或质量流量的测量、累积、显示以及输出。除了这些基本功能外，目前的流量积算仪还具备了记录、通信、打印等附加功能，并有一定的故障诊断和自恢复能力。与传统的模拟式流量计相比，智能化流量仪表在提高了测量精度和运行可靠性的同时，增加了仪表功能，简化了设备结构，降低了生
17、产和运行的成本，因而广泛应用于石油、化工、冶金、电力、医药、轻工、能源管理等行业的流量积算控制和定量控制。1.3 差压式流量计与智能化流量积算仪概述1.3.1 差压式流量计概述通过测量安装在管道中的节流装置或动压测定装置（如皮脱管、匀速管等）在流体流过时产生的压力差来反映流量大小的，统称为差压式流量计。各种差压式流量计的敏感元件多为弹性元件。由于差压与流量呈平方根关系，故将该型流量计的测量值开平方，即可使流量刻度线性化。配合流量积算装置，可显示运行期间的累积流量，便于经济核算。差压式流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时所产生的静压差来测量流量大小的一种流量计，由节流装置、引压
18、管和差压计三部分组成。如图1-1所示：图1-1 差压式流量计组成框图节流装置节流装置安装于管道中产生差压，节流件前后的差压与流量成开方关系。引压导管将节流装置前后产生的差压传送给差压变送器。差压变送器将节流装置前后产生的差压转换为标准电信号（420mA）。差压式流量计发展较早，积累了可靠的实验数据和运行经验，是目前工业部门应用最为广泛的一类流量仪表，占整个流量仪表的一半以上。目前，孔板、喷嘴、文丘里管等节流装置已经标准化，称为标准节流装置。标准节流装置不需要标定，只要严格按照标准进行制造、安装，就可以根据规定的计算方法得到差压和流量的关系。46差压式流量计不但结构简单、安装方便，而且历史悠久、
19、测量方法成熟，常用来测量比较重要的参数。节流装置结构简单、使用寿命长、适应范围较广，几乎能够测量各种工况下的单相流体和高温、高压下的流体流量。1.3.2 差压式流量计与智能化流量积算仪的发展与现状差压式流量计有着悠久的历史，它具备很多独特的优点，可以测量除固体物质以外的任何介质（如各种气体、液体、汽-水两相流体、饱和蒸汽及过热蒸汽等）的流量，因而成为应用最为广泛的流量检测仪表。89上世纪5060年代所使用的差压式流量计是就地指示的机械式流量计，由节流装置、引压导管和差压指示仪表组成。差压指示仪表将差压变送器和二次流量指示仪表以机械的方式结合起来，信号在机械传递的过程中，采用凸轮进行开方处理，经
20、凸轮转换后的差压信号与流量成比例。这种机械式差压流量计仅通过一个差压信号来确定流量，而差压信号的处理精度又限于凸轮的加工质量，因此这种机械式差压流量计的性能较差，调试不便，测量误差也较大。在此基础上出现的机械式补偿装置虽然可以对蒸汽等介质进行压力校正，但整个校正装置体积笨重、结构复杂，由于可动部件较多，因而故障率高、精度低，且只能进行定点校正，应用不够灵活，对压力波动频繁的场合无法发挥补偿作用。60年代出现了机械式电动补偿装置，它将介质的压力、温度等参数转换为电阻或电压形式的信号，通过电路并配合机械机构组成自动补偿系统，完成连续补偿运算。这类补偿装置的结构同样比较复杂，调校困难，精度也不高。7
21、080年代初，随着电动单元仪表的出现，人们开始用电动单元组合仪表的变送器和运算单元建立自动补偿系统，从而实现了自动连续补偿，监测精度也有所提高。这种流量检测装置将差压变送器和二次仪表分开，在用差压信号确定流量的基础上，引进了温度和压力信号，并将其转换为统一的电流信号，作为对流体密度的补偿，再由计算单元进行运算，经显示仪表显示出流量值。由于电信号容易传输，二次仪表可以安装在离现场有一定距离的控制室内，大大方便了对工业现场流量变化情况的监测。单元组合仪表具有通用性强、组成系统比较灵活等优点，但这类补偿装置使用的仪表数量多、一次性投资大，且由于模拟电子线路不可能完全跟踪流体的工况变化，因此系统的累积
22、误差较大，一套补偿装置只能进行一个流路的流量补偿。该类型仪表常见的型号有DDZ-和DDZ-型电动单元组合仪表。随着电子器件的发展，还出现了专用的自动补偿仪表，如日本生产的ESL系列自动补正积算仪、美国的DPC数字补偿仪和输出频率信号的流量变送器组成的压力补偿系统。从80年代中期开始，计算机技术的进步使差压式流量计所使用的模拟型二次仪表逐渐被智能型二次仪表所取代。智能型二次仪表以单板机、单片机和其它微控制器技术为核心，配合传感器、变送器，通过采集差压、压力、温度等信号来跟踪流体的工况变化，能够快速准确的计算流量公式中的各个参数，进而获得真实的流量值。凭借计算机在存储能力和运算速度方面的优势，智能
23、型流量计不但可以实现多流路、高精度的补偿，还可以提供显示、打印、通信等附加功能，大大提高了仪表的可靠性和精确性，方便了人们对生产过程的监控，提高了生产管理水平。近年来，随着计算机应用科学、通讯技术和网络技术的进一步发展，以微控制器为核心的智能化流量积算控制器，已经在流量测量领域获得了广泛的应用10。过去需要数台电动单元组合仪表才能完成的计算功能，现在只需一台智能化流量积算控制器就可以顺利地完成。智能化流量计算控制器除具备瞬时流量和累积流量显示等基本功能外，还具有补偿修正、通信、报警等辅助功能，可以与其它积算仪一起构成分布式流量测量网络。由于采用了高性能的微控制器与集成化的A/D转换电路，仪表的
24、测量精度也大为提高，从而使流量整体测量水平获得了明显的提升。目前，国内外有许多厂商从事智能流量积算仪的设计生EmersonProcessManagement公司、E+H公司、横河公司、ABB公司、GE Panametrics公司、上海光华仪表厂等均有相关产品。1.3.3 流量积算仪的分类流量积算仪可按下述原则分类。(1)按所处理的流量信号种类分1.模拟输入型 常与差压式流量计、电磁流量计、模拟输出涡街流量变送器等配用。如DDZ-、DDZ-电动单元组合仪表中的比例积算仪、开方积算仪等等。模拟流量信号常见的有010mA、420mA和1-5V等。2.脉冲输入型 该类仪表通常由专门生产涡轮流量计等脉冲
25、输出型流量传感器制造厂配套生产，型号众多。脉冲信号经整形，一路除以流量系数和倍率，送电磁机械计数仪显示累积流量；另一路送积分电路转换成瞬时流量模拟信号，放大后用作模拟输出和面板显示。这种积算仪的累积流量精度可做得很高，误差仅为1个脉冲，但瞬时流量信号输出和显示，难以高于0.5级。采用计算机技术后，精度可明显提高，瞬时流量显示精度一般可达0.10.3级。3.模拟脉冲兼容输入型 以微处理器或单片机为基础的积算仪，多数设计成这种类型，因为单片机具有强大的功能，设计成兼容型比设计成只会处理一种信号的仪表，所增加的成本微不足道，而具有良好的通用性。(2)按接受流量信号的能力分1.单路流量积算仪 只能接受
26、并处理一路流量信号大多数为这种类型。目前在生产和使用的积算仪，绝大多数为这种类型。2.多路型 能接受并处理二路或二路以上的流量信号。选用此类积算仪，费用可降低些，但操作、使用和维修不如单路型积算仪方便。(3)按流体种类分1.液体流量积算仪 此类积算仪常常与椭圆齿轮流量计、腰轮流量计等配合使用。有的还引入流体密度、温度补偿。有的还具有定量控制功能，应用于定量装捅、定量发料。2.气体流量积算仪 此类积算仪一般均带流体温度、压力补偿，并在表内装有按理想气态定律进行补偿的数学模型。3.蒸汽流量积算仪 此类积算仪型号很多，有些适用于过热蒸汽，带温度压力补偿，有些适用于饱和蒸汽按压力或温度进行补偿。从温度
27、压力求取蒸汽密度的方法有用曲线拟合法，也有用查表法，以查表法较准确。4.固体流量积算仪 此类积算仪专门与固体流量传感器配套完成固体流量测量、积算和显示。5.通用型流量积算仪 此类积算仪一般均以微处理器为基础，功能较强，可与大多数流量变送器、传感器配套，实现多种流体的流量积算、积算和显示。通用型将是流量积算仪的发展方向。81.4 本设计主要完成的任务本设计主要的工作有：(1)了解流量积算仪组成及工作原理，重点掌握传感器数据采集方法；(2)根据查阅大量的资料，分析研究流量积算仪的基本功能，明确流量积算仪的设计思路，选定设计方案；(3)确定硬件电路功能模块，根据设计方案和所选硬件模块完成硬件电路设计
28、；(4)根据硬件电路及具体功能编写程序，并完成程序调试；(5)软硬件联合调试，最终实现瞬时流量和累积流量的切换显示和流量的设定。第二章 流量积算仪系统2.1 流量积算仪系统概述流量积算仪是一种应用广泛的智能仪表, 与各种流量传感器或变送器、温度传感器或变送器和压力变送器配合使用，流量积算仪的功能就是采集来自现场的模拟量信号,并将现场的模拟信号转化为数字信号,通过微处理器进行比较复杂的处理和数学运算(如开方运算、小信号切除、仿真功能、累积速率设置等) ,得到瞬时流量值和累积流量值,并对这些主要数据进行监测、统计、报表生成、报警等。在测控系统中，通常采用PC作为上位机、单片机作为下位机的分布式结构
29、，这种结构可以方便的对整个工业现场的被测对象进行监控，对地理上分散的测控系统来说是一种非常优秀的解决方案，整个系统使用灵活、性价比高。本设计中的流量积算仪系统只研究下位机部分。其基本功能结构框图如图2-1：图2-1 流量积算仪的基本结构框图下位机将流体管道内的差压、绝压、温度信号经变送器电路转换为电流信号，再通过I/V转换电路后送交A/D转换模块，A/D转换模块将模拟信号转变为数字信号后送至单片机系统，单片机系统对这些数字信号进行相应的标度变换、校正等运算处理后，求得差压、绝压、温度及流量值，累计后得到积算流量。单片机系统还负责将数据送交显示模块进行现场显示，控制、读取实时时钟电路的当前时间值
30、，响应键盘输入并完成相应操作，通过通信模块与上位机进行交互操作。系统中还有电源模块，负责处理系统断电等情况。2.2 流量积算仪硬件部分的设计2.2.1 硬件设计整体思想此流量积算仪的核心是单片机，由于单片机只能接收和处理数字量，所以现场的模拟量要经过一个数模转换单元即A/D转换；另外，由于来自现场的模拟信号是电流信号，当A/D 电路对这些信号采集时，一般均将其电流转换成电压信号，所以需要I/V转换电路，要对瞬时流量、累积流量进行显示因此需要显示模块；对流量显示进行参数设置实现人机对话还需要键盘；除此之外还应有时钟电路、电源。考虑到实际设计情况的限制，该设计只研究其中的几部分，硬件设计的结构框图
31、如下图2-2：图2-2 流量积算仪结构框图2.2.2 I/V转换电路在工业现场检测和控制中，需要用A/D电路对信号采集和转换，从而由计算机根据得出的信息对现场进行调节控制。由于现场各种电的干扰较多，且需将信号通过长线送出，因而必须用电流形式。通常信号用各种传感器、变送器或二次仪表，以010mA或420mA 电流形式送出。本设计中的差压式流量计，以420mA电流输出以反映流量输出情况。当用计算机配接的A/D转换电路对这些信号采集时，一般均将其电流转换成05V或0l0V电压信号，然后再采集并转换成数字量， 因而采集前对信号的处理I/V变换便必不可少。12在设计中需要将变送器输出的420mA的电流信
32、号转换为05V的电压信号，然后被ADC0832采集。具体的电路见图2-3： 图2-3 I/V转换电路在图2-3中由节点方程可知故有 若取R1=250，R2=870，R3 =10K，R4 =100K，调整电位器RW1使=12.5V，则当Is=420mA时，可求得=05V。其中，R5=R6=4.7K, RW1=10K 放大器采用LM324，增加这级运算放大器可以起到方便零点处理的作用13。因为零点信号的时候，会有一个零点电流流过R1，如果按照420mA输入电流转换到最大5V电压来分析，零点的时候恰好就是1V，这个1V在单片机资源足够的时候，可以由单片机软件去减掉它。可是这样一来，其有用电压就会剩下
33、5-1=4V而不是5V了。由于单片机的A/D最大输入电压就是单片机的供电电压，这个电压通常就是5V，因此，采用上述I/V转换电路无需耗用单片机的内部资源，尤其单片机是采用A/D接口来接受这种零点信号不为零电压的输入时，可以保证A/D转换位数的资源能够全部应用于有用信号上。该电路对零点的处理是在反相输入端上加入一个调整电压，其大小恰好为输入4mA时在R1上的压降。有了运算放大器，还使得 R1的取值可以更加小，因为这时信号电压不够大的部分可以通过配置运放的放大倍数来补足。这样，就可以真正把420mA电流转换成为05V电压了。同时，线路输入与主电路之间可能引入干扰信号，为了防止引入干扰信号加入滤波电
34、容C1，另外这个隔离级还可以起到保护单片机系统的作用。2.2.3 A/D转换电路本设计A/D转换器选用ADC0832。 ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。它体积小，兼容性强，性价比高。ADC0832是8脚双列直插式双通道A/D转换器，能分别对两路模拟信号实现模数转换，可以用在单端输入方式和差分方式下工作。 ADC0832采用串行通信方式，通过DI 数据输入端进行通道选择、数据采集及数据传送。8位的分辨率（最高分辨可达256级），可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在05V之间。具有双数据输出可作为数据
35、校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制的更加方便。以下是ADC0832的引脚图和简单介绍：图2-4 ADC0832芯片引脚图图2-5 ADC0832与单片机的连接图1ADC0832特点：1.8位分辨率；2.双通道A/D转换；3.输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；4.5V电源供电时输入电压在05V之间；5.工作频率为250KHZ，转换时间为32S；6.一般功耗仅为15mW；7.8P、14PDIP（双列直插）、PICC 多种封装；2芯片接口说明：1.CS 片选使能，低电平芯片使能。2.CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。3.CH1
36、模拟输入通道1，或作为IN+/-使用。4.GND 芯片参考零电位（地）。5.DI 数据信号输入，选择通道控制。6.DO 数据信号输出，转换数据输出。7.CLK 芯片时钟输入。8.Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）3ADC0832的工作原理：正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时使用并与单片机的接口是双向的，所以在I/O口资源紧张时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和DO/DI 的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS
37、使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟（CLK）输入端输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第一个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第二、三个脉冲下沉之前DI端应输入两位数据用于选择通道功能。当此两位数据为“1”、“0”时，只对CH0 进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。当两位数据为“0”、“0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入。当两位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-，CH1 作为正输入端IN+进行输入。到
38、第三个脉冲的下降之后道DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下降沿开始由DO端输出转换数据最高位Data7，随后每一个脉冲的下降沿DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据Data0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下降沿输出Data0。随后输出8位数据，到第19 个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了。时序说明请参照图2-6。作为单通道模拟信号输入时ADC0832的输入电压是05V且8位分辨
39、率时的电压精度为19.53mV，即（5/256）V。如果作为由IN+与IN-输入的输入时，可是将电压值设定在某一个较大范围之内，从而提高转换的宽度。但值得注意的是，在进行IN+与IN-的输入时，如果IN-的电压大于IN+的电压则转换后的数据结果始终为00H。4ADC0832的工作时序15图2-6 ADC0832工作时序2.2.4 单片机选用STC单片机的理由：降低成本，提升性能，原有程序直接使用,硬件无需改动。STC89C52RC/RD+系列单片机是新一代超强抗干扰/高速/功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，最新的D版本内部集成MA
40、X810专用复位电路。（1）特点：1.增强型6时钟/机器周期，12时钟/机器周期 8051 CPU2.工作电压：5.5V-3.4V(5V单片机) / 3.8V-2.0V(3V单片机)3.工作频率范围：0-40 MHZ，相当于普通8051的0-80 MHZ，实际工作频率可达48 MHZ4.用户应用程序空间4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字节5.片上集成1280字节/512字节RAM6.通用I/O口（32/36个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向/弱上拉（普通8051传统I/O口）7.ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程)，无需专用编程器/仿真器，可通过串口（P
41、3.0/P3.1）直接下载用户程序，8K程序3秒即可完成一片8.EFPROM 功能9.看门狗电路10.内部集成MAX810 专用复位电路（D版本才有），外部晶体20M以下时，可省外部复位电路11.共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用12.外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒13.通用异步串行口（URAT）,还可用定时器软件实现多个URAT14.工作温度范围：075/-40+8015.封装：PDIP-40，PLCC-44，PQFP-44图2-7 STC89S52单片机引脚图2管脚说明：1.VCC：供
42、电电压。2.GND：接地。3.P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 4.P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 5.P2口：P
43、2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 6.P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内
44、部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为STC89S52的一些特殊功能口，如下所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（计时器0外部输入） P3.5 T1（计时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号7.RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。8.ALE/
45、PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 9./PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问
46、外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 10./EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 11.XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 12.XTAL2：来自反向振荡器的输出。3振荡器特性：STC89S52中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器，振荡电路如图2-8。外接石英晶体（或陶瓷谐振器）及电容C1,C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1,C2虽然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低，振荡器工作的稳定性，如果用石英晶体，电容使用30PF。图2-8 外部晶振连接(4)复位电路的设计系统采用的是上电复位的方式。在通电的瞬间,在RC电路的充电过程中,RESET端出现正脉冲,用于复位。如图2-9：图2-9 复位电路连接5芯片擦