——模拟比较器的应用（一）.htm

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            style="TEXT-INDENT: 30px">信号B由电阻R3和R4分压，分压系数kB=1.25kA=0.205,也符合安全要求。如果取R4=1k<FONT 
            face=Arial>Ω,</FONT>就可以通过方程R4/（R3+R4）=kB求解出R3=3.88k<FONT 
            face=Arial>Ω(</FONT>取R3=3.9k<FONT face=Arial>Ω)</FONT>。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">根据要求，当信号B达到或超过信号A的80%时，比较器应该输出低电平。如果采用比较器1，则信号A应该输入比较器1的正向输入端CIN1A（P0.4），信号B应该输入比较器1的反向输入端CMPREF（P0.5），LED应该接在它的输出端CMP1O（P0.6）。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">根据要求，当信号B达到超过信号A的80%时，比较器应该输出低电平。如果采用比较器1，则信号A应该输入比较器1的正向输入端CIN1A（P0.4），信号B应该输入比较器1的反向输入端CMPREF（P0.5），LED应该接在它的输出端CMP1O（P0.6）。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">在程序设计中，有三件事要做：首先，在主程序的初始化部分应该将比较器1的输入端设置为模拟输入状态，将比较器1的输出信号从CMP1O输出，以便控制LED，设置好比较器1的中断功能。其次，在中断向量区填写一条转移指令，引导到比较器1的中断子程序。最后，编写比较器1的中断子程序。由于比较器输出端的上升沿和下降沿均能触发中断，故在中断子程序中要根据情况分别处理，相关程序如下：</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">CMP1 DATA 0ACH；比较器1控制寄存器</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">P0M1 DATA 84H；P0方式寄存器1</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">P0M2 DATA 85H；P0方式寄存器2</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">PT0AD DATA 0F6H；P0数据输入禁能</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">IEN1 DATA 0E8H；中断使能寄存器1</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">EC1 BIT IEN1.5；比较器1中断使能</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">CIN1A BIT P0.4；比较器1输入A（正向输出端）</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">CMPREF BIT P0.5；比较器参考输入（反向输出端）</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">CMP1O BIT P0.6；比较器1输出</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">ORG 0000H</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">LJMP MAIN；至主程序</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">ORG 0063H</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">LJMP CMP1；至比较器1中断子程序</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">ORG 0080H</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MAIN：. ；主程序例行操作，自检、初始化等</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">.</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">.</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV 
            PT0AD，#30H，禁止CIN1A和CMPREF上的数字输入功能，使能比较器</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">ANL P0M2，#0CFH</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">ORL P0M1，#30H；开启比较器1并进行如下设置</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV 
            CMP1，#24H；正向输入为CIN1A，反向输入为CMPREF，结果输出到CMP1O</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV R2，#5；延时</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">DELAY：DJNZ R2，DELAY</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">ANL CMP1，#0FEH；清除比较器1的中断标志</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">SETB EC1；使能比较器1中断，保持当前中断优先权</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">SETB EA ；开中断</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">. ；主程序其他内容</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">.</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">.</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">CMP1：MOV A，CMP1；只响应下降沿引起的中断</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">JB ACC.1，CMP1E</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">. ；比较器1中断子程序，执行相关操作</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">.</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">.</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">CMP1E：ANL CMP1，#0FEH；清除比较器1的中断标志</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">RETI ；中断结束，返回</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">2.多路独立模拟信号的监测</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">P87LPC76X系列单片机虽能有2个模拟比较器，可以输入4路模拟信号，但只有一个公共的反向输入端，这意味着各路模拟信号必须与同一个参考电压进行比较。如果各路模拟信号的监测电压互不相同，只能通过调节各路信号的分压系数的方法实现多路信号监测。如果选用1.28V的内部参考电压，可以简化外部电路。下面以一个示例说明多路独立模拟信号的监测方法。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">有4路模拟信号须要监测，条件为：当信号A超过8V时，LED1点亮；当信号B超过2V时，LED2点亮；当信号C不足4V时，LED3点亮；当信号D不足5V时，LED4点亮。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">电路设计，硬件电路如图2所示。A路模拟信号通过电阻R1和R2分压后输入到比较器1的正向输入端CIN1A（P0.4）；B路模拟信号通过电阻R3和R4分压后输入到比较器1的正向输入端CIN1B（P0.3）；C路模拟信号通过电阻R5和R6分压后输入到比较器2的正向输入端CIN2A（P0.2）；D路模拟信号通过电阻R7和R8分压后输入到比较器2的正向输入端CIN2B（P0.1）。P0口的另外4个端口用来驱动4个LED。<BR><IMG 
            height=425 hspace=10 src="——模拟比较器的应用（一）.files/6b.gif" width=548 
            vspace=10 border=0><BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <SPAN 
            class=main1>各路分压电阻计算：公共参考电压为1.28V，取R2=R4=R6=R8=1k<FONT 
            face=Arial>Ω</FONT>。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">R1=[（8/1.28）-1]R2=5.25k<FONT 
            face=Arial>Ω</FONT>，选用7.5k<FONT face=Arial>Ω</FONT>可调电阻。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">R3=[(2/1.28)-1]R4=0.56k<FONT 
            face=Arial>Ω</FONT>，选用750<FONT face=Arial>Ω</FONT>可调电阻。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">R5=[(4/1.28)-1]R6=2.13k<FONT 
            face=Arial>Ω</FONT>，选用3.3k<FONT face=Arial>Ω</FONT>可调电阻。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">R7=[(5/1.28)-1]R8=2.90k<FONT 
            face=Arial>Ω</FONT>，选用3.3k<FONT face=Arial>Ω</FONT>可调电阻。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">由分压系数计算出来的电阻值一般都不是标称值，即使正好是标称值也不能直接采用，因为内部参考电压1.28V有10%的误差。因此，每路信号均接入一个可调电阻，通过实际调整达到预定的监测条件。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">程序设计：主程序初始化过程中将P0口设置为4路模拟输入和4路开漏输出，以便检测4路模拟信号和控制4路LED。由于检测过程很简单，耗时也不多，可以设计成一个检测子程序，既可以在主程序中调用，也可以在定时中断子程序中调用。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">CMP1 DATA 0ACH；比较器1控制寄存器</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">CMP2 DATA 0ADH；比较器2控制寄存器</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">P0M1 DATA 84H；P0方式寄存器1</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">P0M2 DATA 0F6H；P0数据输入禁能</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">LED1 BIT P0.0；A路信号指示（低电平有效）</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">LED2 BIT P0.5；B路信号指示（低电平有效）</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">LED3 BIT P0.6；C路信号指示（低电平有效）</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">LED4 BIT P0.7；D路信号指示（低电平有效）</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">ORG 0000H</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">LJMP MAIN；至主程序</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">ORG 0080H</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MAIN：. ；主程序例行操作：自检、初始化等</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">.</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">.</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV PT0AD，#1EH；禁止4路模拟信号输入端上的数字输入功能</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV 
P0M1，#0FFH；P0口设置为4路模拟输入端，4路开漏输出端</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV P0M2，#0E1H</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">. ；主程序其他内容</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">.</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">.</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">LOOP：LCALL TEST</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">. ；主程序其他内容</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">.</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">LJMP LOOP</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">TEST：MOV CMP2，#0；关闭比较器2</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV 
            CMP1，#28H；使能比较器1，选通CIN1A，选用内部参考电压</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV R2，#5</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">TEST1：DJNZ R2，TEST1；延时</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV A，CMP1</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV C，ACC.1；取信号A的检测结果</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">CPL C</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV LED1，C；控制LED1</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV 
            CMP1，#38H；使能比较器1，选通CIN1B，选用内部参考电压</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV R2，#5</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">TEST2：DJNZ R2，TEST2，延时</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV A，CMP1</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV C，ACC.1；取信号B的检测结果</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">CPL C</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV LED2，C；控制LED2</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV CMP1，#0；关闭比较器1</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV 
            CMP2，#28H；使能比较器2，选通CIN2A，选用内部参考电压</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV R2，#5</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">TEST3：DJNZ R2，TEST3；延时</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV A，CMP2</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV C，ACC.1；取信号C的检测结果</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV LED3，C；控制LED3</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV 
            CMP2，#38H；使能比较器2，选通CIN2B，选用内部参考电压</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV R2，#5</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">TEST4：DJNZ R2，TEST4；延时</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV A，CMP2</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV C，ACC.1；取信号D的检测结果</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV LED4，C；控制LED4</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">RET</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">3.一路模拟信号的多条件监测</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">在很多情况下，我们检测的模拟信号中只有路，但检测的条件不止一个。最常见的情况是对一个模拟信号同时进行上下限检测，超过上限要报警，低于下限也要报警，并分别采取不同的措施。我们以一个简单的例子来说明设计方法。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">有一个模拟信号，电压在0～9V之间变化，正常值的范围是4～6V。有一个执行机构，它动作时可以使模拟信号慢慢升高；停止动作时，模拟信号会慢慢衰减。要求用模拟比较器设计一个简单的自动控制系统，使该模拟信号的幅度变化基本上保持在正常范围之内。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">该系统虽然只有一个模拟信号，但有两个检测条件，我们可以把这个信号分成两路，每路检测一个条件。利用前一节介绍的方法，很容易得到图3所示电路。R1和R2对信号进行分压，输入到比较器1的CIN1A（P0.4）端口，用来进行上限检测；另一路R3和R4对信号进行分压，输入到比较器1的CIN1B（P0.3）端口，用来进行下限检测。比较器采用内部1.28V的参考电压。LED1用于上限超限报警（用P0.6控制）；LED2用于下限超限报警。用P0.0输出执行机构的控制信号OUT，低电平动作，高电平停止。<BR><IMG 
            height=341 hspace=10 src="——模拟比较器的应用（一）.files/6c.gif" width=549 
            vspace=10 border=0><BR></SPAN>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <SPAN 
            class=main1>各路分压电阻计算：公共参考电压为1.28V，取R2=R4=1k<FONT 
            face=Arial>Ω</FONT>。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">R1=[(6/1.28)-1]R2=3.69k<FONT 
            face=Arial>Ω</FONT>；选用4.7k<FONT face=Arial>Ω</FONT>可调电阻。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">R3=[(4/1.28)-1]R4=2.13k<FONT 
            face=Arial>Ω</FONT>；选用3.3k<FONT face=Arial>Ω</FONT>可调电阻。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">系统运行时，如果信号低于下限，则点亮LED2，进行下限超限报警，并输出低电平，启动执行机构；如果信号高于上限，则点亮LED1，进行上限在正常范围之内，则熄灭两个LED，维持执行机构的工作状态不变。在实际调试中，因为系统具有惯性，如果严格按照规定条件设置上限和下限，控制的效果反而不好，系统必然经常超限。如果上限检测条件适度低于6V（如5.8V），下限检测条件适度高于4V（如4.2V），执行机构就可以提前采取动作，使系统不至于超限。这时，LED1和LED2点亮，说明系统将要超限。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">程序设计：主程序初始化过程中将P0口设置为2路模拟输入和6路开漏输出，以便进行上限检测和下限检测，控制2路LED和1路执行机构。由于检测过程很简单，耗时也不多，可以设计成1个检测子程序，既可以在主程序中调用，也可以在定时中断子程序中调用。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">CMP1 DATA 0ACH；比较器1控制寄存器</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">P0M1 DATA 84H；P0方式寄存器1</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">P0M2 DATA 85H；P0方式寄存器2</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">PT0AD DATA 0F6H；P0数据输入禁能</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">LED1 BIT P0.6；上限超限报警（低电平有效）</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">LED2 BIT P0.0；执行机构控制输出（低电平有效）</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">FLAG DATA 20H；标志字节</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">UP BIT FLAG.0；上限控制结果</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">DOWN BIT FLAG.1；下限检测结果</P>