【正文】 第 25 頁(yè) 共 39 頁(yè) 第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件總體設(shè)計(jì)思路 及結(jié)構(gòu) [7] 該程序由一個(gè)主程序及五個(gè)子程序所組成，子程序中包括：中斷程序、顯示程序、數(shù)據(jù)處理程序及延時(shí)程序。 (1)LED 靜態(tài) 顯示方式 [7] 所 謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通或設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 24 頁(yè) 共 39 頁(yè) 截止。 表 31 顯示段與代碼位的對(duì)應(yīng)關(guān)系表 代碼位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 顯示段 dip g f e d c b a 按照表 31格式， 8段 LED顯示器的字型碼如表 32 所示 。 為了使 LED 顯示器顯示不同的符號(hào)或數(shù)字，就要把不同段的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，這樣就要 為 LED 顯示器提供代碼，因?yàn)檫@些代碼可使 LED 相應(yīng)的段發(fā)光，從而顯示不同的字型，因此該代碼稱(chēng)之為段碼（或字型碼）。這種顯示器有共陰極和共陽(yáng)極兩種，如圖 317所示。 LED 顯示器是由發(fā)光二極管構(gòu)成的。若 送低電平 0，三極管 T1 則導(dǎo)通，再配合 送出的字型碼，便可在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的字樣。 顯示部分的設(shè)計(jì) 顯示電路原理圖 如圖 317所示 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 22 頁(yè) 共 39 頁(yè) 圖 317 顯示電路原理圖 該顯示部分電路原理圖用 9012PNP 型三極管來(lái)驅(qū)動(dòng) 共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管。單片機(jī)復(fù)位方式有二種：上電復(fù)位（如圖 314）、人工復(fù)位（如圖 315）。接到晶振兩端的瓷片電容作用是使振蕩器起振和對(duì) f 微調(diào)補(bǔ)償，典型值為 30PF，本設(shè)計(jì)中選用 20PF 瓷片電容。 時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。 內(nèi)部 中斷 中斷控制 外部中斷 CPU OSC E—— A—— ALE P—— S—— E—— N—— 程序存貯器 4K 字節(jié) ROM 總線 控制 P0 P1 P2 P3 數(shù)據(jù)存貯器 128字 節(jié) RAM 4 8 I/O 口 TXD RXD 串行口 外部計(jì) 數(shù)脈沖 定時(shí)器 1 定時(shí)器 0 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 20 頁(yè) 共 39 頁(yè) 圖 311 STC89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 [14] STC89C51 是雙列制插封裝形式的器件，其引腳圖如圖 312所示。 (9) 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍。 (5) 低功耗電流，適合于電池供電。 (3) 單位增益頻帶寬 (約 1MHz) 。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模組 ,音頻放大器、工業(yè)控制、 DC增益部件和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。有些情況下，電路設(shè)計(jì)者可以從圖 38 提供的穩(wěn)定性邊界條件曲線估計(jì)出穩(wěn)定電容。 TL431 為用于多方面的可編程精密參考。 （ 4） mA至 100 mA 的灌電流能力 。 TL431 塑料封裝外殼如圖 37 所示。這些器件顯示出寬工作電流范圍，在典型動(dòng)態(tài)電阻 歐姆時(shí)為 mA 至 100mA。 （ 9）標(biāo)準(zhǔn)三端晶體管封裝。 （ 5） 80dB 紋波抑制比。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 15 頁(yè) 共 39 頁(yè) 36 封裝外殼 它主要特性 : （ 1）可調(diào)整輸出電壓低到 。比如把調(diào)整端懸浮到一個(gè)較高的電壓上，可以用來(lái)調(diào)節(jié)高達(dá)數(shù)百伏的電壓，只要輸入輸出壓差不超過(guò) LM317 的極限就行。通常 LM317 不需要外接電容，除非輸入濾波電容到 LM317 輸入端的連線 超過(guò) 6 英寸（約 15 厘米）。 LM317 的輸出電壓范圍是 至 37V，負(fù)載電流最大為 。 最后還要說(shuō)明一點(diǎn)，由于數(shù)字部分以 DGNG 端作為接地端，所以所有輸出端輸出電平以 DGNG 作為相對(duì)參考點(diǎn)。利用這個(gè)特性，可使得顯示器件在過(guò)程時(shí)產(chǎn)生一亮一暗的直觀現(xiàn)象。該信號(hào) DE 階段開(kāi)始時(shí) 變化，并維持一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換調(diào)期。 (e)UR（ 28 腳）當(dāng)輸入電壓等于或低于滿量程的 9%（讀數(shù)為 1800），則一當(dāng) BUST圖 35 ICL7135 的波形圖 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 14 頁(yè) 共 39 頁(yè) 信號(hào)結(jié)束， UR 將會(huì)變高。因此利用 BUSY 功能，可以實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的遠(yuǎn)距離雙線傳送，其還原方法是將 BUSY 和CLK“ 與 ” 后來(lái)計(jì)數(shù)器，再減去 10001 就可得到原來(lái)的轉(zhuǎn)換結(jié)果。因?yàn)槊總€(gè)選信號(hào)（ D5D1）的正脈沖寬度為 200 個(gè)時(shí)鐘周期（只有 AZ和 DE階段開(kāi)始時(shí)的第一個(gè) D5的脈沖寬度為 201 個(gè) CLK 周期），所以ST 負(fù)脈沖之間相隔也是 200 個(gè)時(shí)鐘周期。若把 R/H 端用作啟動(dòng)功能時(shí)，只要在該端輸入一個(gè)正脈沖（寬度 ≥300 ns），轉(zhuǎn)換器就從 AZ 階段開(kāi)始進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換。 ICL7135 一次A/D 轉(zhuǎn)換周期分為四個(gè)階段： a、自動(dòng)調(diào)零（ AZ）； b、被測(cè)電壓積分（ INT）； c、基準(zhǔn)電壓反積分（ DE）； d、積分回零（ ZI） ,主要介紹引腳的使用。 BCD 碼。 。 （ 1） ICL 7135 主要特點(diǎn)如下： （序號(hào)不連續(xù)） A/D 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速度慢 A/D 轉(zhuǎn)換前，內(nèi)部電路都自動(dòng)進(jìn)行調(diào)零操作 ，可保證零點(diǎn)在常溫下的長(zhǎng)期穩(wěn)定。波形如 圖 32 所示。 （更詳細(xì)敘述） 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 9 頁(yè) 共 39 頁(yè) L M 3 1 7 ( + 5 . 5 V )7 9 0 5 ( 5 V )I C L 7 1 3 5負(fù) 電 壓正 電 壓S T C 8 9 C 5 1電 壓 值控 制被 測(cè) 信 號(hào) 0 5 V四 位 數(shù) 碼 管 顯 示四 分 頻 7 4 L S 7 42 MC L K 5 0 0 K H ZT L 4 3 12 . 5 0 V 基 準(zhǔn) 電 壓 圖 22 原理 框圖 第三章 硬件 設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換電路 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 10 頁(yè) 共 39 頁(yè) A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度對(duì)測(cè)量電路極其重要，它的參數(shù)關(guān)系到測(cè)量電路性能。 選用 綜上所述電源部分我選取的是 7 79系列 三端固定正 、負(fù) 穩(wěn)壓器 ， A/D轉(zhuǎn)換 選取的是 ICL7135雙積分 AD， 控制、處理系統(tǒng) 選用的是 STC89C51，顯示部分選用的是八段 LED數(shù)碼管，此方案既能完成預(yù)定目標(biāo)，材料費(fèi)又比較低廉。 （ 2）利用 ARM技術(shù) 來(lái)實(shí)現(xiàn)控制和處理， ARM的 RISC 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展中已經(jīng)提供了低功耗、小體積、高性能的方案。其原理是首先將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率，然 后用計(jì)數(shù)器將頻率轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。 （ 2） 逐次比較型（如 TLC0831） [4] 逐次比較型 AD 由一個(gè)比較器和 DA 轉(zhuǎn)換器通過(guò)逐次比較邏輯構(gòu)成，從 MSB開(kāi)始，順序地對(duì)每一位將輸入電壓與內(nèi)置 DA 轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，經(jīng) n 次比較而輸出 數(shù)字值。每種類(lèi)型由于內(nèi)部電流的限制，以及過(guò)熱保護(hù)和安全工作區(qū)的保護(hù)，使它基本上不會(huì)損壞。 （ 2） A/D 轉(zhuǎn)換 ： 將 輸入模擬電壓 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將其送給控制 、處理電路 。與此同時(shí)，由 DVM 擴(kuò)展而成的各種通用及專(zhuān)用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測(cè)量技術(shù)提高到嶄新水平 [2]。 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)用模擬電壓表功能單一、精度低、體積大，且存在讀數(shù)時(shí)的視差，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用易引起視覺(jué)疲勞，使用中存在諸多不便。 ICL7135。s one kind of voltage measurement electric circuit, this electric circuit uses the ICL7135 high accuracy, the double integral A/D switching circuit, the measuring range directs current 0+5 volts, uses the LED nixietube to demonstrate. The main text has given software and hardware system39。 該電路采用高精度、雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ICL7135，測(cè)量范圍 為 直流 0+5 伏，使用 LED 數(shù)碼管顯示。 本文介紹一種基于 STC89C51 單片機(jī)的一種電壓測(cè)量電路 。s development, the method which the electronic surveying into general electron worker must grasp, is also getting higher and higher to the survey precision and the function request, but the voltage survey is prominent really, because voltage survey most universal [1]. This article introduced that one kind based on the STC89C51 monolithic integrated circuit39。