A/D转换器设计与应用

　　四、 范例：三点式温度检知器

• 　　本节依据HT46R47微控器具有四组模拟/数字转换器之特性，，我们分别使用了J型热电耦（电压型）、AD590（电流型）、及PT100（电阻型）三种温度感知器，来说明模拟/数字转换器之使用。以下将就硬件设计、功能规划、和软件设计三方面详加说明，在硬件规划方面将分成主电路和感测电路，而在功能规划方面则说明显示器及按键的功能，最后则说明本系统的三支主要程序。

　　 主电路的规划

　　HT46R47微控器主电路及显示电路如图一所示，规划使用PA3-PA0经由74LS47译码IC控制四个共阳型七段显示器之数字、PA4控制四个共阳型七段显示器之小数点、PA6-PA5经由74LS139译码IC控制四个共阳型七段显示器之电源供扫瞄显示及扫瞄按键、PA7读取按键值，图中四个二极管主要隔离作用、当数个按键同时按下时可以避免74LS139译码IC之输出短路。AD590（电流型）、PT100（电阻型）及K型热电耦（电压型）温度感测电路如图2、图3、及图4所示，经由OP07放大器将讯号放大、当温度从摄氏0度至100度变化时输出电压范围为0~5V之间，再分别接入HT46R47微控器的PB0~PB2接脚。利用PD0以脉波宽度调变方式 (PWM)经由继电器来控制加热器的启闭，考量PD0重置时为高电位，因此使用晶体管设计成反相器，当PD0送出低电位时激活加热器；反之，PD0送出高电位时可关闭加热器。
四颗共阳极七段显示器显示规划如表5所示，编号DS1用来标示第几信道，例如：显示“0”表示信道AN0(AD590传感器)，编号DS2- DS4七段显示器系显示温度DS2为拾位数、DS4为小数点第一位，显示范围为99.9-0.00。为了区隔显示目前温度与设定温度，故在显示目前温度时以正常方式显示，反之显示设定温度时则以闪烁显示方式处理。

　　 按键功能归划

　　在本系统中共有四个按键，而工作模式共有显示目前温度、设定温度、察看其它组目前温度、察看其它组温度设定情形及设定温度控制组别等模式，必须使用复合键(双键同按)，按键功能规划如表六所示。

　　 软件程序规划

　　在软件规划方面，分成三大部份：主程序、计时中断程序、A/D中断程序，流程图如图5所示。计时中断程序(如图6a所示)主要产生250us中断时间基频，每中断一次将CO_NUMB_0内存值增加一，主程序依据CO_NUMB_0值产生5ms信号做扫瞄显示及扫瞄按键使用。A/D中断程序(如图六b所示)主要将每一个模拟信号信道之ADRH及ADRL的值取样128次后取平均值，考量HT46微控器其堆栈系以地址堆栈方式，因此在执行A/D中断时先将ACC及STATUS缓存器存入内存ACC_B及STATUS_B中、执行完毕再从内存ACC_B及STATUS_B取回原先之值，避免影响主程序的执行。主程序负责工作包括：依据计时中断所产生时间基频做扫瞄显示、扫瞄按键、温度转换、及以PWM方式进行温度控制，经由按键做查询各信道目前温度、设定温度、及调整更换设定温度。
五、 结论

　　HOLTEK微控器采用精简指令集架构设计而成，具有很强的运算能力，再加上它根据不同的需求设计专用的微控器，除了提升效能外，也大量减少硬件电路设计的成本，以本文所介绍的模拟/数字转换器为例，一般通用型的微控器不但要增加模拟/数字转换芯片，而且对于有多信道的需求，要兼顾到成本的考量，往往只用一颗模拟/数字转换芯片搭配一颗模拟开关，而采用HT46系列的微控器，上述两颗芯片都可以省略，而且使得应用电路更加的简洁