回路電阻測(cè)量?jī)x的硬件電路設(shè)計(jì)原理

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在了解了回路電阻測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)任務(wù)和功能之后，我們將回路電阻測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)任務(wù)按功能模塊分解成若干個(gè)課題，再逐一進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。

1、單片機(jī)的選擇

在智能化測(cè)量?jī)x表中，單片機(jī)是儀表的主體，是核心。MCS-51系列單片機(jī)具有數(shù)據(jù)存貯器和程序存貯器兩個(gè)尋址空間，分別都為64K，在指令空間和執(zhí)行速度上，MCS-51系列單片機(jī)也是比較合理的，它的算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令功能較強(qiáng)，而且還有乘除指令和位操作指令（即布爾操作指令）。中斷處理能力較強(qiáng)，能滿足一般實(shí)際應(yīng)用的要求，其外圍擴(kuò)展芯片也十分豐富。根據(jù)各方面的綜合考慮，8051適合于低成本的場(chǎng)合，因此我們采用8051單片機(jī)。

2、單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)

如果干擾信號(hào)已經(jīng)通過(guò)某種途徑作用到了CPU上，則CPU就不能按正常狀態(tài)執(zhí)行程序，從而引起混亂，這就是通常所說(shuō)的程序“跑飛”。為了防止程序跑飛和保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)了一種模仿人工監(jiān)測(cè)的“程序運(yùn)行監(jiān)視器”俗稱“看門狗”（WATCHDOG）。

3、單片機(jī)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)

單片機(jī)雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須在外部加附加電路。*常用的內(nèi)部時(shí)鐘方式是采用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振電路。本設(shè)計(jì)采用的振蕩晶體為7.3728MHZ。C1和C2都采用20PF，電容值無(wú)嚴(yán)格要求。

4、單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展設(shè)計(jì)

由于單片機(jī)內(nèi)資源的限制，在許多情況下，往往不能滿足使用的要求，因此必須進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展。此次設(shè)計(jì)擴(kuò)展了一片程序存儲(chǔ)器2764（8K*8位的紫外線擦除電可編程只讀存儲(chǔ)器，單一+5V供電）和一片外部RAM（8K*8）。因?yàn)槲覀冞@次設(shè)計(jì)要求該回路電阻測(cè)量?jī)x有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。我們將要保存的測(cè)量數(shù)據(jù)和測(cè)量時(shí)的日期時(shí)間存儲(chǔ)在擴(kuò)展的外部RAM中，以防止內(nèi)部RAM存儲(chǔ)空間的不足。采用環(huán)行存儲(chǔ)，儀表每次存儲(chǔ)一組數(shù)據(jù)，程序?qū)y(cè)量次數(shù)加1，當(dāng)超過(guò)100組存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，程序?qū)y(cè)量次數(shù)存儲(chǔ)單元清零，下一組測(cè)量數(shù)據(jù)將從數(shù)據(jù)區(qū)首地址開(kāi)始存入，儀表內(nèi)部總是保存*新的100組測(cè)量數(shù)據(jù)。

5、單片機(jī)I/O擴(kuò)展設(shè)計(jì)

     8051單片機(jī)有4個(gè)8位并行I/O（Input/Output,輸入/輸出）口，只有不進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，這4個(gè)才能完全提供給用戶使用，否則P0口和P2口要作為地址和數(shù)據(jù)總線使用，這樣真正提供給用戶使用的只有P1和P3口的一部分，往往滿足不了要求，因此要進(jìn)行I/O口擴(kuò)展。本次設(shè)計(jì)采用的I/O接口芯片是8155。