【正文】 V ＝ 0 . 0 0 m V ？ 0 檔 amp。由于輸入信號(hào)未知，為避免電路被燒壞，設(shè)定的初始量程應(yīng)為最高量程。注意：不要輸入幅值高于 100V 的電壓，顯示更高電壓是可能的，但有損壞毫伏表內(nèi)部線路的危險(xiǎn)。 1:有 B口緩沖器： 0:空 。如計(jì)數(shù)器未啟動(dòng)則無(wú)操作，知計(jì)數(shù)器正運(yùn)行則停止計(jì)數(shù)。由于對(duì)命令寄存器只能進(jìn)行寫(xiě)操作 , 對(duì)狀態(tài)寄存器只能進(jìn)行讀操作 , 因此把它們統(tǒng)一編址 , 合稱命令 / 1. 8155 命令字格式命令字共 8 位 , 用于定義 I/O 口及定時(shí)器的工作方式。 表 42 8155內(nèi)部寄存器地址分配表 低八位地址 I/O口 xxxxx000B 命令 /狀態(tài)口 xxxxx001B PA口 xxxxx010B PB口 xxxxx011B PC口 xxxxx100B 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器低字節(jié)寄存器 xxxxx101B 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器高字節(jié)寄存器 8155 I/O 的工作方式 8155 I/O 的工作方式有兩種 : 基本 I/O 和選通 I/O。 PA0～ PA7 PB0～ PB7 VSS(GND) VCC(＋ 5 V) PC0～ PC7 C A B 計(jì)數(shù)器 14 定時(shí) 位 RAM 靜態(tài) 字節(jié) 256 RD ALE CE AD0～ AD7 IO/M WR R E S E T TIMER IN TIMER OUT 圖 42 8155的內(nèi)部接口圖 AD012P A 021AD113P A 122AD214P A 223AD315P A 324AD416P A 425AD517P A 526AD618P A 627AD719P A 728P B 029CE8P B 130RD9P B 231WR10P B 332I O / M7P B 433A L E11P B 534P B 635P B 736T M R O U T6P C 037P C 138T M R I N3P C 239P C 31P C 42R E S E T4P C 558155圖 43 8155的引腳封裝圖 27 (7) IO/M： RAM 或 I/O 口的選擇線。每段 發(fā)光二極管需 5～ 10mA 的驅(qū)動(dòng)電流才能正常發(fā)光，一般需加限流電阻控制電流的大小。 穩(wěn)壓電源電路 本文設(shè)計(jì)采用穩(wěn)壓電源電路，將 220V 交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?15V? 和 5V? ，來(lái)滿足設(shè)計(jì)的供電。 7800 系列輸出正電壓，其輸出電壓有 5V、 6V、 8V、 10V、 12V、 15V、 18V、 20V、 24V 等品種。電路的缺點(diǎn)是二極管用的較多。 （ 1）輸出電壓的平均值 U0： 2220o in21 UUttdUU ??? ? ???? ? (341) 直流電流為 ： L 2o ? （ 342） （ 2）脈動(dòng)系數(shù) S 圖 312 中整流輸出電壓波形中包含有若干偶次諧波分量稱為紋波，它們疊加在直流分量上。 圖 311（ a）單相橋式整流電路 圖 311（ b）簡(jiǎn)化畫(huà)法 在電源電壓 u2的正、負(fù)半周內(nèi) (設(shè) a端為正， b端為負(fù)時(shí)是正半周 )電流通路分別用圖 311（ a）中實(shí)線和虛線箭頭表示。 A D 5 7 41 282 273 264 255 246 238 219 2010 1911 1812 171314＋ 5 VA0CEVCCRE FO U TAGNDRE FINVEEBI P O F F S E T10VIN20VINS T SDB11DB10DGND7 221615812/ CSCR/DB9DB8DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB0DB1圖 39AD57引腳封裝 圖 38 AD574 原理與引腳圖 19 圖 310 AD574 與 89C51 單片機(jī)的接口電路 圖中 310 STS 可有三種接法以對(duì)應(yīng)三種控制方式： （ 1）如 STS 空著，單片機(jī)只能采取延時(shí)等待方式，在啟動(dòng)轉(zhuǎn)換后，延時(shí) 25?s以上時(shí)間，再讀入 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果； （ 2）如 STS 接單片機(jī)一條端口線，單片機(jī)就可以用查詢的方法等待 STS 為低后再讀入 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果； （ 3） 如 STS 接單片機(jī)外部中斷線，就可以在引起單片機(jī)中斷后，再讀入 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。 (9)STS：工作狀態(tài)信號(hào)，高表示正在轉(zhuǎn)換，低表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。 AD574 適用于對(duì)精度和速度要求較高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。 2. AD574 芯片使用 AD574 是 AD 公司生產(chǎn)的 12 位逐次逼近 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。 16 圖 36 逐次比較式 A/D 轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu) 工作 原理：?jiǎn)?dòng)信號(hào)作用后，時(shí)鐘信號(hào)先通過(guò)邏輯控制電路使 N位寄存器的最高位 DN1 為 1，以下各位為 0，這個(gè)二進(jìn)制代碼經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓 U0（此時(shí)為全量程電壓的一半）送到比較器與輸入模擬電壓 UX比較。若 CPU采用無(wú)條件傳送方式輸入 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，則從啟動(dòng) A/D 芯片轉(zhuǎn)換開(kāi)始，到 A/D 芯片轉(zhuǎn)換結(jié)束，需要一定的時(shí)間，此時(shí)間為延時(shí)等待時(shí)間，實(shí)現(xiàn)延時(shí)等待的一段延時(shí)程序，要放在啟動(dòng)轉(zhuǎn)換程序之后，此延時(shí)等待時(shí)間必須大于或等于 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)間。 A/D 轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) （ 1）分辨率。(4)緩沖放大器 。此外，芯片內(nèi)部輸入端有過(guò)壓保護(hù)電路，即使輸入電壓超過(guò)電源電壓，一般也不會(huì)損壞芯片。如果要 測(cè)量交流電壓，必須增加交流 /直流（ AC/DC）轉(zhuǎn)換電路。 同相比例運(yùn)算電路，圖 31 所示 同相比例運(yùn)算電路見(jiàn)圖 31 a），利用“虛斷”的概念有 fii ?1 利用“虛短”的概念有 11110 RvRvRvi iPN ????? foifoNf R vvR vvi ???? 最后得到輸出電壓的表達(dá)式 RRR12fvvii1fioN++__....vvioa) b)...圖 31 同相比例運(yùn)算電路 11 ifo vRRv )1( 1?? （ 311） 由于是串聯(lián)反饋電路，所以輸入電阻很大，理想情況下 Ri=∞。 51 單片機(jī)的復(fù)位是由 RESET 引腳來(lái)控制的，此引腳與高電平相接超過(guò) 24 個(gè)振蕩周期后， 51 單片機(jī)即進(jìn)入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到 RESET引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查 EA 引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會(huì)執(zhí)行外部程序。 單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè) 2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。當(dāng) P3口寫(xiě)入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口作為第八位地址接收。 5 VCC：供電電壓。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。 （ 9） 5 個(gè)中斷源，可編程為 2個(gè)優(yōu)先級(jí)。由于具有上述優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)，單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機(jī)電一體化設(shè)備等各個(gè)方面。 在電量的測(cè)量中，電壓，電流和頻率是最基本的三個(gè)被測(cè)量 ， 其中電壓量的測(cè)量最為經(jīng)常 ， 而且隨著電子技術(shù)的發(fā) 展，更需要測(cè)量弱電的電壓，所以毫伏電壓表就成為一種必不可少的測(cè)量?jī)x器。其中，電壓量的測(cè)量最為經(jīng)常。 隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的不斷深入和產(chǎn)業(yè)化程度的不斷提升，新的應(yīng)用環(huán)境和 產(chǎn)業(yè)化需求對(duì)嵌入式系統(tǒng)軟件提出了更加嚴(yán)格的要求。 5%， 測(cè)量頻率范圍廣，能有效應(yīng)用于需要高精度、寬頻率范圍的交流電壓測(cè)量等領(lǐng)域。 （ 6） 4個(gè) 8位并行 I/O接口： P0,P1,P2,P3。 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性 能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。空閑方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體 或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。 7 （ 1） 復(fù)位功能。 值得指出的是，記住一些特殊功能寄存器復(fù)位后的主要狀態(tài)，對(duì)于了解單片機(jī)的初態(tài)，減少應(yīng)用程序中的初始化部分是十分必要的。 10 3 單元電路設(shè)計(jì) 衰減、放大倍數(shù)可調(diào)電路設(shè)計(jì) 信號(hào)的衰減及放大由單片機(jī) I/O 口通過(guò)微型繼電器控制，與 A/D 配合，以實(shí)現(xiàn)量程的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。微型繼電器示意圖，如圖 32 所示。 AD637 的制造工藝先進(jìn)，采用激光修正，一般 13 情況下不需要加外部調(diào)整元件。 2. AD637 電路主要組成 AD637 的簡(jiǎn)化電路如圖 35 所示 ,主要包括 5 部分 :（ 1）有源整流器 (亦稱絕對(duì)值電路，屬全波整流 )。模擬接口的作用就是在計(jì)算機(jī)所 能處理得數(shù)字量與外部設(shè)備的模擬信號(hào)之間建立一條信息交換渠道。 （ 2）轉(zhuǎn)換時(shí)間。 A/D 轉(zhuǎn)換電路中與每一個(gè)數(shù)字量對(duì)應(yīng)的模擬輸入量并非是單一的數(shù)值，而是一個(gè)范圍 ? 。這樣經(jīng)過(guò) N 次比較后， N位寄存器保留的狀態(tài)就是轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量數(shù)據(jù)?？芍苯优c 8位和 16位的 CPU 接口。 (5)STS：工作狀態(tài)信號(hào)，高為正在轉(zhuǎn)換，低為轉(zhuǎn)換結(jié)束。 18 表 33 AD574的操作 CE CS R/C 12/8 A0 操作 1 0 0 X 0 12位轉(zhuǎn)換 1 0 0 X 1 8位轉(zhuǎn)換 1 1 0 +5V 0 12位并行輸出 1 0 1 接地 0 輸出高 8位數(shù)據(jù) 1 0 1 接地 1 輸出低 4位數(shù)據(jù) 3. 本文設(shè)計(jì) AD574 與 89C51 單片機(jī)的接口電路 根據(jù) AD574 各引腳的功能， 89C51 單片機(jī)與 AD574 的接口電路可按如圖 210所示電路來(lái)安排。在本文設(shè)計(jì)中同樣要用到這種直流穩(wěn)壓電源。整流電路的工作性能指標(biāo)有輸出電壓 U0和脈動(dòng)系數(shù) S 。此時(shí) D D4 所承受到的最大反向電壓均為 u 2的最大值，即 DRMU = 22U (354) 同理，在 u 的負(fù)半周 D D3 也承受同樣大小的反向電壓。保護(hù)電路具有過(guò)流、過(guò)熱及短路保護(hù)功能。 C1為輸入穩(wěn)定電容，其作用是減小紋波、消振、抑制高頻和脈沖干擾， C1 一般為 ~ f。管腳排列如下圖所示。 8155 的內(nèi)部組成及引腳說(shuō)明 1. 8155 各引腳的功能為： (1) 地址 /數(shù)據(jù)線 AD0～ AD7（ 8 條）：是低 8位地址線和數(shù)據(jù)線的共用輸入總線，常和 MCS51單片機(jī)的 P0口相連，用于分時(shí)傳送地址和數(shù)據(jù)； (2) PA0～ PA PB0～ PB7：為 A、 B口線，用于和外設(shè)之間傳遞數(shù)據(jù)； (3) PC0～ PC5為 C端口線，既可與外設(shè)傳送數(shù)據(jù)，也可以作為 A、 B 口的控制絡(luò)線； (4) CS：片選線，低電平有效。 (11) VCC：電源端。 28 (2) STB: 選通信號(hào) , 輸入 , 低電平有效。 8155 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的工作方式由命令字中的高兩位 D7D6 進(jìn)行