第三章 硬件电路的设计
转化。
LM324是四运放集成电路，它采用14管脚双列直插塑料（陶瓷）封装。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。 LM324与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它有一些显著的特点，该四放大器可以工作在低到3.0V或者高到32V的电源下，静态电流大致为MC1741的静态电流的五分之一，共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。LM324元器件的引脚图如图3-5：
图3-5 LM324的引脚图
3.3 A/D转换电路
A/D转换器将采集来的电压信号进行A/D转换，把模拟信号转换为数字信号，再在单片机的控制下输送给单片机处理控制。单片机的时钟信号由12MHz的晶振提供，A/D转换器的时钟信号由单片机经四分频获得。本电路还采用74LS02元器件，实现端口间的“或非”功能。A/D转换电路如图3-6：
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第三章 硬件电路的设计
图3-6 最小系统电路图
（1）在本次设计中，采用的A/D转换器为ADC0809型。ADC0809是8位逐次
逼近型A/D转换器，可对八路模拟电压量进行分时转换，转换速度为100μs。当地址锁存允许信号ALE=1时，3位地址信号A、B、C送入地址锁存器，选择8路模拟量中的一路实现A/D变换。本设计中只使用通道NI0，所以，地址译码器ABC直接接地为000，采用线选法寻址。ADC0809的引脚图如图3-7：
图3-7 ADC0809引脚图
ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如上图所示。下面说明各引脚功能：
IN0～IN7：8路模拟量输入端。 2-1～2-8：8位数字量输出端。
ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路 ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 START： A／D转换启动信号，输入，高电平有效。
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第三章 硬件电路的设计
EOC： A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。
OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（-）：基准电压。 Vcc：电源，单一＋5V。 GND：地。
（2）采用的单片机为AT89C52型，AT89C52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，其具有如下特点：40个引脚，256 bytes的随机存取数据存储器，8K Bytes Flash片内程序存储器，2个数据指针，32个外部双向输入/输出(I/O)口，看门狗定时电路，3个16位可编程定时计数器，5个中断优先级，2个全双工串行通信口，2层中断嵌套中断，片内时钟振荡器。此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0HZ并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM、定时计数器、串行口及外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。其工作电压为5V，晶振频率采用12MHZ。AT89C52单片机的引脚图如图3-8：
图3-8 AT89C52引脚图
AT89C52单片机有40条引脚，采用双列直插式封装，如上图所示。下面说明各引脚功能：
XTAL2:系统时钟的反相放大器输出端,一般在设计上只要在XTAL1和XTA L2上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了
RESET:AT89C52的重置引脚,高电平动作。 VCC:AT89S52电源正端输入
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第三章 硬件电路的设计
EA/Vpp:EA低电平动作,当此引脚接低电平后,系统会取用外部的程序代码来执行程序。
VSS:电源地端。
XTALI:单芯片系统时钟的反相放大器输入端。
ALE/PROG:ALE可以触发外部的8位锁存器,将端u0的地址总线(A0-A7)锁进锁存器中。平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6,因此可以用来驱动其他周边晶片的时钟输入
PSEN:PSEN为程序储存启用,当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时(EA=0),会送出此信一号以便取得程序代码,通常这支脚是接到EPROM的OE脚。 PO(P0.0~P0.7 ):端口0是一个8位宽的双向输出入端口,P0.0表示位0, P0.1表示位I,依此类推。
P1(P1.0--P1.7):端口1也是具有内部提升电路的双向1/O端口。 P2(P2.0~ P2.7):端口2是具有内部提升电路的双向1/O端口。 P3(P3.0--P3.7):端口 3也具有内部提升电路的双向I/O端口。
（3）ADC0809片内有三态输出缓冲器，可直接与单片机的数据总线相连接，这里将它的数据输出口直接与单片机的数据总线P0口相连接，AT89C52的P0口作为数据总线，又作为低8位地址总线，ADC0809的片内没有时钟，利用AT89S52提供的地址锁存允许信号ALE经计数器74LS163构成的4分频器分频获得。
放大后的电压信号经过通道IN0送入ADC0809进行A/D转换。将P2.7作为片选信号，由AT89C52的P2.7和写信号WR控制ADC0809的转换启动START和地址锁存ALE，当ADC0809的START启动信号输入端为高电平时A/D开始转换，转换结束时，送出转换结束信号EOC，并将8位数字量D7-D0锁存到输出缓存器。AT89S52的读信号RD端发出一个输出允许命令输入到ADC0809的OE端，OE端呈高电位，用以打开三态输出锁存器，AT89C52从ADC0809读取相应电压数字量，然后存入数据缓冲器中。 3.4 键盘控制电路的设计
键盘是最常用的单片机输入设备,是一组按键的集合。操作人员可以通过键盘输入数据或命令，实现简单的人-机通信。按键是一种常开型按钮开关。常态时，按键的两个触点处于断开状态，按下键时他们才闭合。
本设计中采用独立连接式非编码键盘，即每一个按键占用一条I/O接口线。当有任一键按下时，与之相连的输入数据线为“0”，否则置“1”。键盘控制电路
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第三章 硬件电路的设计
如图3-9：
图3-9 键盘控制电路图
本设计选用的这种键盘控制电路的优点是明了简单，判断是否有键按下的程序也十分简单。其中，K1键作为功能键设置灵敏度△U，灵敏度是可调的，K2为加1键，K3为减1键，都用来调节灵敏度，K4是确定键，用来确定灵敏度值。 3.5 显示电路的设计
显示电路与单片机的RXD、TXD相连，用于显示探测仪的灵敏度，其数值由键盘控制电路设置。AT89C52工作在0模式下，收发信息均通过RXD完成，TXD则作为同步时钟输出，在同步时钟作用下，利用串行口加外围芯片74HC164构成的并行输入/输出口，实现由串行到并行的数据通信，用于显示器数码管驱动。当键盘控制部分各键按下时，数码管显示相对应灵敏度数值。显示电路如图3-10：
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