【正文】 ile allowing the RAM, timer/counters, serial port, and interrupt system to continue functioning. The Power Down Mode saves the RAM contents but freezes the oscillator, disabling all other chip functions until the next hardware reset. Pin Description 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 共 52 頁 VCC Supply voltage. GND Ground. Port 0 Port 0 is an 8bit open drain bidirectional I/O port. As an output port, each pin can sink eight TTL inputs. When 1s are written to port 0 pins, the pins can be used as highimpedance inputs. Port 0 can also be configured to be the multiplexed loworder address/data bus during a。 我要感謝所有的師弟師妹們，在這個團(tuán)結(jié)奮斗、積極向上、充滿愛心的集體中，我獲得了不斷進(jìn)取的動力。他不僅在學(xué)術(shù)上給了我指導(dǎo)，在生活上也給了我無盡的關(guān)懷。但是本產(chǎn)品相對模擬電壓表來說讀數(shù)時非常的方便，抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。如果一樣，說明設(shè)計成功完成。 5） 總調(diào)試。 4） 檢查數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換模塊程序。本設(shè)計的按鍵模塊程序是用狀態(tài)機(jī)的方法，可以在 key_state1狀態(tài)下加一個任務(wù)，如顯示一個字符在液晶上。 1） 檢查液晶顯示模塊程序。軟件調(diào)試是一個模塊一個模塊進(jìn)行的。 1） 檢查所設(shè)計的硬件電路板所有的器件和引腳是否正確，尤其是電源的連接是否正確；檢查各總線是否有短路的故障。所以在本設(shè)計中采用 C語言編寫軟件程序。但它依賴于計算機(jī)硬件，程序可讀性和可移植性比較差。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 共 52 頁 圖 總 電路圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 共 52 頁 4． 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 匯 編語言和 C語言的特點(diǎn)及選擇 本設(shè)計是硬件電路和軟件編程相結(jié)合的設(shè)計方案，選擇合適的編程語言是一個重要的環(huán)節(jié)。 圖 1602 液晶與單片機(jī)連接 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 共 52 頁 按鍵控制電路設(shè)計 。 A/D 轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)的連接 此設(shè)計中選擇的是 A/D轉(zhuǎn)換芯片的通道 通道 通道 3，數(shù)據(jù)輸出口連接單片機(jī)的 P0口，脈沖端連接單片機(jī)的 ale口。 輸入電路 由于輸入電路的電壓比基準(zhǔn)電壓（ 5V）高很多，因此在輸入電路必須加電壓衰減器。設(shè)計的基本框圖如下： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 共 52 頁 圖 設(shè)計的基本框圖 3．硬件電路系統(tǒng)模塊的設(shè)計 根據(jù)上述選擇的各元器件，各電路模塊的電路圖如下描述。 可以通過調(diào)檔開關(guān)實現(xiàn)各檔位。 第一種連接方式需要一片 74LS373做地址鎖存器。 4. 三種連接方式的綜合比較 第一種和第二種連接方式允許多片 ADC0809與單片機(jī)連接，第三種連接方式只能連接一片。 基于這種外部 RAM的唯一單元概念設(shè)計的 AT89S51與 ADC0809的連接電路如圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 共 52 頁 圖（ 319）。 圖 ADC0809 與 51 單片機(jī)的第三種連接方式 當(dāng) 51單片機(jī)沒有外擴(kuò) RAM和 I/O口時， ADC0809就可以在概念上作為一個特殊的唯一的外擴(kuò) RAM單元。除了較低 3 位以外，累加器 A 的其余 5 位數(shù)據(jù)對于 ADC 也沒有任何 意義。 這種連接方式有一個特點(diǎn)，那就是單片機(jī)要把最低 3 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線寫入ADC0809 的地址鎖存器，然后作為通道地址使用。因此可以在把 51 單片機(jī)的 8 位數(shù)據(jù)線接到 ADC0809 的 8 位數(shù)據(jù)線的同時，又把其中的 3 位直接接到 ADC0809 的 3根地址線以確定通道號。 編程概要： MOV DPTR， 7FF8H； DPTR 指向 0809 通道 0 MOVX ＠ DPTR， A。當(dāng) ， 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 共 52 頁 或非門敞開，允許寫信號通過，將單片機(jī)負(fù)的寫脈沖轉(zhuǎn)換為 ADC0809 所需要的正脈沖，以選中 ADC0809 某一通道并啟動轉(zhuǎn)換。但是由于 51單片機(jī)沒有現(xiàn)成的低 8 位地址總線，所以采用這種標(biāo)準(zhǔn)連接方式需要用 74LS373 或類似芯片產(chǎn)生低 8 位地址總線。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時， EOC 向單片機(jī)發(fā)出中斷請求信號，由中斷服務(wù)子程序讀取 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果并存儲到 RAM 中，然后啟動 ADC0809 的下一次轉(zhuǎn)換。由于 ADC0809 的輸出 D7~D0 具有三態(tài)輸出鎖存緩沖器，因此ADC0809 可以直接和單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連。 1. 定時傳送方式 對于一種 A/D 轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時間作為一個主要技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。在 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時， ADC0809 會發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 EOC，通知89C51 可以讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。地址總線的 、 和 可以對應(yīng)連接 ADC0809 的 A、 B、 C 三位地A LE地址總線 穩(wěn)定模擬輸入S T A R TE OCD A T AO U TP U T E N EB L E穩(wěn)定輸出允許 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 共 52 頁 址信號輸入線，用以控制 8 路模擬輸入中哪一路被 選中輸入。 ADC0809 與單片機(jī)的接口 ADC0809 與單片機(jī)的連接主要考慮三方面：與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的連接。此時，數(shù)據(jù)已保存到 8位鎖存器中。 第 二步：使 ALE 端接收一正脈沖信號，使該路模擬信號經(jīng)選擇開關(guān)達(dá)到比較器的輸入端。 Vcc：電源，單一＋ 5V。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。其主要引腳功能如下所示。 三態(tài)門輸出鎖存器用來保存 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果，當(dāng)輸出允許信號 OE 有效時，打開三態(tài)門，輸出 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果。 ADC0809 由 3 部分組成： 8 路模擬量選通開關(guān)、 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器。 模數(shù)（ A/D）芯片 ADC0809 的資料 綜合本設(shè)計的各方面考慮，我們選了 ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。 TLC2543C是 12位開關(guān)電容逐次逼近 A/D轉(zhuǎn)換，每個器件有三個控制輸入端，片選，輸入 /輸出時鐘以及地址輸入端。 多路開關(guān)可選通 8個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所以， A/D芯片的選擇是設(shè)計過程中一個很重要的環(huán)節(jié) 。 N=0 當(dāng)讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減一，且光標(biāo)減一。輸出： D0D7 為數(shù)據(jù)。 1602 液晶的參數(shù)資料 我們選擇了 1602液晶做為本設(shè)計的顯示 模塊的顯示器件。也不是理解的顯示器件。使用時也直接編寫軟件程序按一定的時序驅(qū)動即可。 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器已經(jīng)存儲了 160個不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字 這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼 。 LED 點(diǎn)陣顯示器件是由好多個發(fā)光二極管組成的。小電流下可以驅(qū)動每光，發(fā)光響應(yīng)時間極短，體積小，重量輕，抗沖擊性能好，壽命長。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。 XTAL2： 來自 反向振蕩器的輸出。 /EA/VPP： 當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部存儲器時，地址 鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。當(dāng) P3口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 管腳說明 ： VCC：供電電壓。 綜合以上各種單片機(jī)的基本性能及本設(shè)計的滿足需要，我們將選擇 51 系列單片機(jī)。 AVR單片機(jī)是 atmel公司推出較 新的單片機(jī)，它的顯著特點(diǎn)是：高性能，低功能，高速度，指令單周期為主，但性格方面比 51單片機(jī)要高。 單片機(jī)是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機(jī)系統(tǒng)，具有一個完整計算機(jī)所需要的大部分部件：CPU，內(nèi)存，總線系統(tǒng)等。 此方案不僅能夠繼承上一種方案的各種優(yōu)點(diǎn)，還能改進(jìn)上一種設(shè)計方案設(shè)計不靈活，難與在原基礎(chǔ)上進(jìn)行功能擴(kuò)展等不足。由于單片機(jī)的發(fā)展已經(jīng)成熟，利用單片機(jī)系統(tǒng)的軟硬件結(jié) 合，可以組裝出許多的應(yīng)用電路來。此方案設(shè)計其優(yōu)點(diǎn)是，設(shè)計成本低，能夠滿足一般的電壓測量。 基于分立元件的電壓表 這種設(shè)計方案是由模擬電路與數(shù)字電路兩大部分組成，模擬部分包括輸入放大器、 A/D 轉(zhuǎn)換器和基準(zhǔn)電壓源；數(shù)字部分包括計數(shù)器、譯碼器、邏輯控制器、振蕩器和顯示器。另外，由于數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準(zhǔn)確方便、精度高、誤差小、靈敏度高和分辨率高、測量速度快等特點(diǎn)而倍受用戶青睞，數(shù)字式電壓表就是基于這種需求而發(fā)展起來的，是一種必不可少的電子測量儀表。 但在日常生活中，數(shù)字電壓表一般是按照原理不同進(jìn)行分類的，目前大致分為以下幾類：比較式，電壓 —— 時間變換式，積分式等。而常用的分類方法有如下幾種： 按用途來分：有直流數(shù)字電壓表，交、直流數(shù)字電壓表，交直流萬用表等。隨后，在斜波式的基礎(chǔ)上雙引伸出階梯波式，它的唯一的進(jìn)步是成本降低了，可是準(zhǔn)確寬，速以及抗干擾能力都未能提高。而采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表由于測量精度高，速度快，讀數(shù)時也非常的方便，抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛的應(yīng)用于電子及電工的測量，工業(yè)自動化儀表，自動測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域。這種電子測量的儀表之所以出現(xiàn)，一方面是由于電子計算機(jī)的應(yīng)用逐漸推廣到系統(tǒng)的自動控制信實驗研究的領(lǐng)域，提出了將各種被觀察量或被控制量轉(zhuǎn)換成數(shù)碼的要求，即為了實時控制及數(shù)據(jù)處理的需要；另一方面，也是電子計算機(jī)的發(fā)展，帶動了脈沖數(shù)字電路技術(shù)的進(jìn)步，為數(shù)字化儀表的出現(xiàn)提供了條件。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 V 目 錄 引 言 ........................................................ 1 1．系統(tǒng)設(shè)計方案的選擇 ....................................... 3 基于分立元件的電壓表 ................................... 3 基于單片機(jī)系統(tǒng)及 A/D 轉(zhuǎn)換芯片的電壓表。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作 者 簽 名：