电路中这一驱动电路包括了光耦隔离芯片TL2521-4组成的隔离电路和由集成运放芯片LM324组成的电压跟随器。
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图5-1-1驱动电路
5．2测量信号的预处理
从盐水中输出的测量信号是一个很微弱且不十分稳定的信号。需要经过一系列的预处理之后，才能进行A\\D转换输入单片机。信号预处理的过程一般包括放大、滤波和隔离等步奏。这部分电路是为后面能正常、准确地采集到检测信号做的准备。
...............................................*....*....*.....*....*....*.........*....*....*.....*....*....*.....5．2．1初级放大电路
初级放大电路是用来对微弱的检测信号进行放大的电路，采用的是运算放大器芯片LM324组成的反向放大器，放大倍数AV=10，电路如图5-2-1所示。放大器采用单电源供电, 由R1、R2组成1/2V+偏置,C1是消振电容。放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定：Av=-Rf/Ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数值, Av=-10。此电路输入电阻为Ri。一般情况下先取Ri与信号源内阻相等,然后根据要求的放大倍数再选定Rf。Co和Ci为耦合电容。电路如图5-2-1所示
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图5-2-1反相放大电路 5．2．2线性光耦电路
线性光耦电路是用来进行隔离的电路，其作用是使前后电路独立，从而减少相互之间的影响带来的干扰。为达到线性耦合的目的，系统中使用的是由线性光
耦芯片HCNR201构成的耦合电路。电路如图5-2-2所示。
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图5-2-2线性光耦电路
HCNR201线性光耦芯片的光耦原理与普通光耦没有差别,只是将普通光耦的单发单收模式稍加改变,增加一个用于反馈的光接受电路进行反馈。这样,虽然两个光接受电路都是非线性的,但两个光接受电路的非线性特性都是一样的,这样,就可以通过反馈通路的非线性来抵消直通通路的非线性,从而达到实现线性隔离的目的。芯片的1、2引作为隔离信号的输入,3、4引脚用于反馈,5、6引脚用于输出。
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滤波电路则可以把检测信号中的高频部分滤去，使信号变得平滑，便于进行A\\D转换。系统中的这部分电路是利用运算放大器构成的低通放大器，电路如图5-2-3所示。
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图4-2-3 滤波电路
5．3检测信号的采集
检测信号的采集工作是由A\\D转换芯片、单片机组成的电路完成的，并对单片机编写的程序控制采集的过程。
5．3．1 A\\D转换电路
系统中用到的A\\D转换芯片是TLC0831，它的典型的应用电路如下图4-3-1所示。
VCCP1.2INPUT0-5V1234CSIN+IN-GNDTLC0831VCCCLKD0REF56780-5VP1.1P1.0
图4-3-1 TLC0831A\\D转换芯片的应用电路
TLC0831是8位逐次逼近电压型A/D转换器，支持单信道输入串口输出，极性设置固定，不需寻址。其内部有一采样数据比较器将输入的摸拟信号微分比较后转换为数字信号。摸拟电压的差分输入方式有利于抑制共摸信号和减少或消除转换的偏移误差。而且，电压基准输入可调，使得小范围摸拟电压信号转化时的分辨率更高。由标准移位寄存器或微处理器将时间变化的数字信号分配到串口输出，当IN-接地时为单端工作，此时IN+为输入，也可将信号差分后输入到N+与N-之间，此时器件处于双端工作状态。其主要特点如下： (1) 8位分辨率； (2) 单信道差分输入；
(3) 5V的电源提供0-5V可调基准电压； (4) 输入输出可与TTL和MOS兼容；
(5)总失调误差为1SB 5．3．2单片机电路
系统中使用的单片机的型号为W78E58B，芯片引脚如图5-3-2所示。W78E58B是具有带 ISP功能的Flash EPROM的低功耗8位微控制器；ISP功能的 Flash EPROM可用于固件升级。它的指令集同标准8052指令集完全兼容。W78E58B包含32K字节的主ROM、4K字节的辅助 ROM。（位于 4K 字节辅助ROM中的装载（loader）程序，可以让用户更新位于32K主ROM中的程序内容。）512字节片内 RAM；4个8位双向、可位寻址的 I/O 口；一个附加的4 位 I/O 口 P4；3个16位定时/计数器及一个串行口。这些外围设备都由有8个中断源和2级中断能力的中断系统支持。为了方便用户进行编程和验证，W78E58B内含的ROM允许电编程和电读写。一旦代码确定后，用户就可以对代码进行保护。
...............................................*....*....*.....*....*....*.........*....*....*.....*....*....*....................................................*....*....*.....*....*....*.........*....*....*.....*....*....*.....T2,P1.0T2EX P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTRXD/P3.0TXD/P3.1INTo/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VSS1234567891011121314151617181920 4039383736353433323130292827262524232221VccP0.0 AD0P0.1 AD1P0.2 AD3P0.3 AD3P0.4 AD4P0.5 AD5P0.6 AD6P0.7 AD7EA/VPPALEPSENP2.7 A15P2.6 A14P2.5 A13P2.4 A12P2.3 A11P2.2 A10P2.1 A9P2.0 A8W78E58B
图5-3-2 W78E58B引脚图
W78E58B有两种节电模式，空闲模式和掉电模式，两种模式均可由软件来控制选择。空闲模式下，处理器时钟被关闭，但外设仍继续工作。在掉电模式下晶体振荡器停止工作，以将功耗降至最低。外部时钟可以在任何时间及状态下被关闭，而不影响处理器运行。
...............................................*....*....*.....*....*....*.........*....*....*.....*....*....*.....W78E58B的体系结构包括一个外围有多个寄存器的核心控制器，4个通用 I/O口，一个4位可编程特殊功能 I/O口，512字节的 RAM，3个定时器/计数器和一个串行口。处理器支持 111 条不同的操作码，并可访问64K的程序地址空间和64K的数据存储空间。
...............................................*....*....*.....*....*....*.....---*---*---*---*---*---*W78E58B有512字节的片内RAM，它被分成了2个区，一个256字节的暂存RAM区，和一个256字节的辅助RAM区。这些RAM通过不同的方式寻址。
...............................................*....*....*.....*....*....*.....---*---*---*---*---*---*地址为0H-7FH的RAM。这些RAM可以用与8051相同的直接或间接寻址方式来寻址。在选定的RAM区内，寻址指针是R0和R1。定的RAM区内，寻址指针是R0和R1。
...............................................*....*....*.....*....*....*.....---*---*---*---*---*---*地址为80H-FFH的RAM 只能以与8051相同的间接寻址方式来寻址，在选
...............................................*....*....*.....*....*....*.........*....*....*.....*....*....*.....定时器0、1、2 分别包含2个8位数据寄存器。它们是定时器0下的TL0、TH0，定时器1 下的 TL1、TH1，定时器2下的 TL2、TH2。
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采集数据的工作流程图如图5-3-3所示：
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注入盐水 采集检测电极1的数据 容器是否装满？ No Yes 采集检测电极2的数据 电导率是否符合标准？ No Yes 输出OUTPUT信号 另作处理 图5-3-3采集数据的工作流程图
（精编）牧场智能挤奶与综合信息管理系统资料
