精密V/F转换器与MCS-51单片机的接口技术
摘 要
在利用单片机设计的自动测量和控制系统中，经常要将电压信号转换为频率信号。本文介绍了一种将电压信号转换为频率信号的集成电路芯片LM331，它具有价格低、精度高、编程简单等优点，在数字仪表或计算机应用系统中可作为廉价的模/数（或数/模）转换器件。利用这种芯片可构成实训台恒温箱采集控制器的一部分，从而进行温度的测量。同时，文中还介绍了用于测量温度系统的热电偶技术、滤波电路、放大电路、精密V/F转换器、单片机以及键盘显示电路。论文包括了实训台恒温箱采集控制器的硬件电路设计、软件编程以及MATLAB仿真，重点介绍了V/F转换器与MCS-51单片机接口技术。本论文的设计对老师的教学及同学们了解V/F转换器及单片机接口技术有一定的帮助。
关键词：V/F；接口技术；测温
目 录
摘要……………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论…………………………………………………………………………………1
第2章 热电偶测温技术……………………………………………………………………3
2.1 热电偶简介…………………………………………………………………………3
2.1.1 热电效应………………………………………………………………… 3
2.1.2 热电偶基本定律………………………………………………………… 4
2.1.3 标准热电偶……………………………………………………………… 5
2.1.4 热电偶的冷端温度补偿………………………………………………… 5
2.2 二阶滤波电路…………………………………………………………………… 7
2.2.1 频率特性………………………………………………………………… 8
2.2.2 压控电压源型低通滤波电路…………………………………………… 8
2.3 放大器…………………………………………………………………………… 9
第3章 V/F转换器 ………………………………………………………………………12
3.1 V/F转换器的类型………………………………………………………………12
3.1.1 通用运放V/F转换电路…………………………………………………13
3.1.2 集成V/F转换器…………………………………………………………15
3.2 V/F转换的基本原理……………………………………………………………17
3.3 高精度的V/F转换器……………………………………………………………21
第4章 V/F转换器与MCS-51单片机的接口技术………………………………………23
4.1 硬件电路设计……………………………………………………………………23
4.2 软件程序设计……………………………………………………………………23
4.2.1 采样子程序………………………………………………………………23
4.2.2 等距节点分段直线校正子程序…………………………………………25
4.2.3 标度变换子程序…………………………………………………………26
4.2.4 软件滤波子程序…………………………………………………………27
4.3 用8255扩展键盘/显示器接口电路……………………………………………28
4.3.1硬件电路连接图…………………………………………………………29
4.3.2 软件设计…………………………………………………………………29
第5章 部分电路的仿真与实验………………………………………………………… 34
5.1 部分电路的仿真…………………………………………………………………34
5.1.1 MATLAB简介……………………………………………………………34
5.1.2 利用MATLAB对二阶滤波电路的仿真、波特图……………………… 35
5.2 分度表变换成温度采集曲线……………………………………………………36
结论…………………………………………………………………………………………38
参考文献……………………………………………………………………………………39
致谢……………………………………………………………………………………40
