基于單片機(jī)的簡易數(shù)字電壓表的的設(shè)計(jì)論文-預(yù)覽頁
【正文】 ；模擬輸入電壓范圍0 +5V，無需外部零點(diǎn)和滿度調(diào)整；低功耗，約15mW[6]。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(yīng)關(guān)系如表1所示： 表1 ADC0808通道選擇表地址碼 對應(yīng)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(dòng)脈沖”輸入法，該線上正脈沖由CPU送來，寬度應(yīng)大于100ns，上升沿清零SAR,下降沿啟動(dòng)ADC工作。REF+、REF:參考電壓輸入量，給電阻階梯網(wǎng)絡(luò)供給標(biāo)準(zhǔn)電壓。（2）地址鎖存與譯碼器用于當(dāng)ALE信號有效時(shí)，鎖存從ADDA、ADDB、ADDC 3根地址線上送來的3位地址，譯碼后產(chǎn)生通道選擇信號，從8路模擬通道中選擇當(dāng)前模擬通道。（2）送START一高脈沖，START的上升沿使逐次寄存器復(fù)位，下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，并使EOC信號為低電平。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容，由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，它為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51采用PDIP封裝形式，引腳配置如圖5所示[7]。P1口：這8個(gè)引腳和P0口的8個(gè)引腳類似，當(dāng)P1口作為通用I/O口使用時(shí)，也用于傳送用戶的輸入和輸出數(shù)據(jù)。在不訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，89C51自動(dòng)在ALE線上輸出頻率為1/6震蕩器頻率的脈沖序列。RST：復(fù)位線，可以使89C51處于復(fù)位(即初始化)工作狀態(tài)。MCS51單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳RST,采用施密特觸發(fā)輸入。 圖6 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)單片機(jī)中CPU每執(zhí)行一條指令，都必須在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖的控制下嚴(yán)格按時(shí)間節(jié)拍進(jìn)行，而這個(gè)時(shí)鐘脈沖是單片機(jī)控制中的時(shí)序電路發(fā)出的。圖7 時(shí)鐘電路電路中的器件選擇可以通過計(jì)算和實(shí)驗(yàn)確定，也可以參考一些典型電路的參數(shù)，電路中，電容器C1和C2對震蕩頻率有微調(diào)作用，通常的取值范圍是30177。LED顯示器是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成顯示字段的顯示器件[6]。本系統(tǒng)中前一位顯示電壓的整數(shù)位，即個(gè)位，后兩位顯示電壓的小數(shù)位。硬件譯碼是指利用專門的硬件電路來實(shí)現(xiàn)顯示字符碼的轉(zhuǎn)換。 共陰極字段碼表顯示字符共陰極字段碼03FH106H25BH34FH466H56DH67DH707H87FH96FH LED顯示器與單片機(jī)接口設(shè)計(jì)由于單片機(jī)的并行口不能直接驅(qū)動(dòng)LED顯示器，所以，在一般情況下，必須采用專用的驅(qū)動(dòng)電路芯片，使之產(chǎn)生足夠大的電流，顯示器才能正常工作[7]。圖11 簡易數(shù)字電壓表電路圖此電路的工作原理是：+5V模擬電壓信號通過變阻器VR1分壓后由ADC08008的IN0通道進(jìn)入（由于使用的IN0通道，所以ADDA,ADDB,ADDC均接低電平），經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字量經(jīng)過其輸出通道D0D7傳送給AT89C51芯片的P1口，AT89C51負(fù)責(zé)把接收到的數(shù)字量經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生正確的7段數(shù)碼管的顯示段碼傳送給四位LED，同時(shí)它還通過其四位I/、。但要真正實(shí)現(xiàn)電路對電壓的測量和顯示的功能，還需要有相應(yīng)的軟件配合，才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束？輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)值轉(zhuǎn)換顯示結(jié)束圖13 A/D轉(zhuǎn)換流程圖 顯示子程序顯示子程序采用動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)四位數(shù)碼管的數(shù)值顯示，在采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式時(shí)，要使得LED顯示的比較均勻，又有足夠的亮度，需要設(shè)置適當(dāng)?shù)膾呙桀l率，當(dāng)掃描頻率在70HZ左右時(shí)，能夠產(chǎn)生比較好的顯示效果，一般可以采用間隔10ms對LED進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描一次，每一位LED的顯示時(shí)間為1ms[10]。Proteus支持的微處理芯片包括8051系列、AVR系列、PIC系列、HC11系列及Z80等等。 圖14 輸入電壓為0V時(shí)，LED的顯示結(jié)果，顯示結(jié)果如圖15所示。 從上表可以看出，這可以通過校正ADC0808的基準(zhǔn)電壓來解決。但設(shè)計(jì)中的不足之處仍然存在。基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表使用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、外接元件少。通過本次設(shè)計(jì)，我對單片機(jī)這門課有了進(jìn)一步的了解。通過這次設(shè)計(jì)，對它的工作原理有了更深的理解。 參考文獻(xiàn)[1]：機(jī)械工業(yè)出版社，2004年10月[2]，2005年12月[3]于殿泓、2007年5月[4]謝維成、2006年3月[5]，2007年5月[6]姜志海,[M] .北京: [7]，2005年[8]amp。本次設(shè)計(jì)得以順利完成，也與學(xué)院其他老師的幫助分不開的，雖然他們沒有直接參與我的論文指導(dǎo)，但在論文的形成過程中也給我提供了不少的意見，提出一些可行的建議，在此向他們表示感謝！同時(shí)也要感謝導(dǎo)師組的老師，他們在本文寫作的各個(gè)階段給出了許多寶貴意見。
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