【正文】 個簡單的直流數字電壓表。⑵采用1路模擬量輸入，能夠測量05V之間的直流電壓值。⑶電壓顯示用4位一體的LED數碼管顯示，至少能夠顯示兩位小數。 ⑷盡量使用較少的元器件。 設計思路 ⑴根據設計要求，選擇AT89C51單片機為核心控制器件。⑵A/D轉換采用ADC0808實現，與單片機的接口為P1口和P2口的高四位引腳。⑶電壓顯示采用4位一體的LED數碼管。⑷LED數碼的段碼輸入,由并行端口P0產生：位碼輸入，用并行端口P2低四位產生。 設計方案硬件電路設計由6個部分組成。 A/D轉換電路，AT89C51單片機系統(tǒng)，LED顯示系統(tǒng)、時鐘電路、復位電路以及測量電壓輸入電路。硬件電路設計框圖如圖1所示。 時鐘電路 復位電路A/D轉換電路測量電壓輸入顯示系統(tǒng)AT89C51 P1 P2 P2 P0 圖1 數字電壓表系統(tǒng)硬件設計框圖3 硬件電路設計 A/D轉換模塊現實世界的物理量都是模擬量，能把模擬量轉化成數字量的器件稱為模/數轉換器（A/D轉換器），A/D轉換器是單片機數據采集系統(tǒng)的關鍵接口電路，按照各種A/D芯片的轉化原理可分為逐次逼近型，雙重積分型等等。雙積分式A/D轉換器具有抗干擾能力強、轉換精度高、價格便宜等優(yōu)點。與雙積分相比，逐次逼近式A/D轉換的轉換速度更快，而且精度更高，比如ADC080ADC0808等，它們通常具有8路模擬選通開關及地址譯碼、鎖存電路等，它們可以與單片機系統(tǒng)連接，將數字量送到單片機進行分析和顯示。一個n位的逐次逼近型A/D轉換器只需要比較n次，轉換時間只取決于位數和時鐘周期，逐次逼近型A/D轉換器轉換速度快，因而在實際中廣泛使用[1]。 逐次逼近型A/D轉換器原理逐次逼近型A/D轉換器是由一個比較器、A/D轉換器、存儲器及控制電路組成。它利用內部的寄存器從高位到低位一次開始逐位試探比較。轉換過程如下：開始時，寄存器各位清零，轉換時，先將最高位置1，把數據送入A/D轉換器轉換，轉換結果與輸入的模擬量比較，如果轉換的模擬量比輸入的模擬量小，則1保留，如果轉換的模擬量比輸入的模擬量大，則1不保留，然后從第二位依次重復上述過程直至最低位，最后寄存器中的內容就是輸入模擬量對應的二進制數字量[5]。其原理框圖如圖2所示：順序脈沖發(fā)生器逐次逼近寄存器ADC電壓比較器輸入電壓輸入數字量圖2 逐次逼近式A/D轉換器原理圖 ADC0808 主要特性ADC0808是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉換器，帶有使能控制端，與微機直接接口，片內帶有鎖存功能的8路模擬多路開關，可以對8路05V輸入模擬電壓信號分時進行轉換，由于ADC0808設計時考慮到若干種模/數變換技術的長處，所以該芯片非常適應于過程控制，微控制器輸入通道的接口電路，智能儀器和機床控制等領域[5]。ADC0808主要特性:8路8位A/D轉換器，即分辨率8位；具有鎖存控制的8路模擬開關；易與各種微控制器接口；可鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTL兼容；轉換時間：128μs；轉換精度：%；單個+5V電源供電；模擬輸入電壓范圍0 +5V，無需外部零點和滿度調整；低功耗，約15mW[6]。 ADC0808的外部引腳特征 ADC0808芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，其引腳圖如圖3所示。圖3 ADC0808引腳圖下面說明各個引腳功能:IN0IN7（8條）：8路模擬量輸入線，用于輸入和控制被轉換的模擬電壓。地址輸入控制（4條）：ALE:地址鎖存允許輸入線，高電平有效，當ALE為高電平時，為地址輸入線，用于選擇IN0IN7上那一條模擬電壓送給比較器進行A/D轉換。ADDA,ADDB,ADDC:3位地址輸入線，用于選擇8路模擬輸入中的一路，其對應關系如表1所示： 表1 ADC0808通道選擇表地址碼 對應的輸入通道 C B A 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 START：START為“啟動脈沖”輸入法，該線上正脈沖由CPU送來，寬度應大于100ns，上升沿清零SAR,下降沿啟動ADC工作。EOC: EOC為轉換結束輸出線，該線上高電平表示A/D轉換已結束，數字量已鎖入三態(tài)輸出鎖存器。D1D8：數字量輸出端，D1為高位。OE：OE為輸出允許端，高電平能使D1D8引腳上輸出轉換后的數字量。REF+、REF:參考電壓輸入量，給電阻階梯網絡供給標準電壓。Vcc、GND: Vcc為主電源輸入端，GND為接地端，一般REF+與Vcc連接在一起，REF與GND連接在一起. CLK:時鐘輸入端。 ADC0808的內部結構及工作流程ADC0808由8路模擬通道選擇開關，地址鎖存與譯碼器，比較器，8位開關樹型A/D轉換器，逐次逼近型寄存器，定時和控制電路和三態(tài)輸出鎖存器等組成，其內部結構如圖4所示。