【正文】 多重顯示儀表 為徹底解決數(shù)字儀表不便于觀察連續(xù)變化量的技術(shù)難題， 數(shù)字 /模擬條圖 雙顯示儀表已成為國際流行款式，它兼有數(shù)字儀表準(zhǔn)確度高、模擬式儀表便于觀察被測量的變化過程及變化趨勢的兩大優(yōu)點。以 DMM為例，常見的誤操作是用電流檔或電阻檔去測量電壓。 22腳為地址鎖存控制 ，當(dāng)輸入為高電平時，對地址信號進行鎖存。 上點復(fù)位 AT89C52 P0 P2 P1 P3 ADC0809 LED 顯示 串口通信 電源電路 圖 系統(tǒng)電路圖 圖 52芯片 與 A/D模塊 連接 電路 圖 圖 2分頻電路圖 分頻器是由兩塊 74S74 芯片組成的二分頻電路，也可由 14024 芯片單獨完成。 19腳 XTAL1是振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。寄存器 R3 用作 8 路循環(huán)控制， R0用作顯示數(shù)據(jù)地址指針。 第 四 章 主要硬件功能及 介紹 系統(tǒng)所采用的硬件為： A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 以及單片機 AT89C52。輸入輸出與 TTL 兼容。 START： A／ D轉(zhuǎn)換啟動信號，輸入，高電平有效。 GND：地。片內(nèi)含 8kbtyes的可反復(fù)擦寫的 Flash只讀程序儲存器和 256bytes的隨即存取數(shù)據(jù)儲存器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司高密度、非易失性儲存技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)及8052 產(chǎn)品引腳兼容。對 P0端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。 此外， /計數(shù)器 2的外部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），具 體如下表所示。 在 flash編程和校驗時， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號。 RST 腳輸出 96個晶振周期的高電平。這一位置“ 1”， ALE僅在執(zhí)行 MOVX或 MOVC指令時有效。 在 flash編程期間， EA也接收 12伏 VPP電壓。由于這些寄存器在將來可能被賦予新的功能，復(fù)位后，這些位都為“ 0”。 POF可以軟件控制使用與否，但不受復(fù)位影響。 當(dāng)一條指令訪問高于 7FH 的地址時，尋址方式?jīng)Q定 CPU 訪問高 128 字節(jié) RAM 還是特殊功能寄存器空間。 定時器 2 定時器 2是一個 16位定時 /計數(shù)器，它既可以做定時器，又可以做事件計數(shù)器。一個機器周期采樣到高電平，而下一個周期采樣到 低電平，計數(shù)器將加 1。對于 AT89S52， 。然而，定時器 2 的標(biāo)志位 TF2 在計 數(shù)溢出的那個周期的 S2P2被置位，在同一個周期被電路捕捉下來。這種狀態(tài)可以通過軟件產(chǎn)生。復(fù)位重新定義了 SFR 的值，但不改變片上 RAM 的值。編程接口需要一個高電壓（ 12V）編程使能信號，并且兼容常規(guī)的第三方 Flash或 EPROM編程器。 回顧這個畢業(yè)設(shè)計的整個階段，我感覺前所未有的滿足感。古人云：驕兵必敗。直到最后階段才不得不倉促完成畢業(yè)設(shè)計。 附錄 附錄一 簡易數(shù)字電壓表的單片機控制源程序 ； ********************** ； * 簡易數(shù)字電壓表 * ； ********************** ；測量電壓最大為 5V，顯示最大值為 ； 70H~77H 存放采樣值， 78H~7BH 存放顯示數(shù)據(jù)，依次為個位，十位，百位，通道標(biāo)示位 ； 作單路顯示 — 循環(huán)顯示轉(zhuǎn)換按鍵用， 作單路顯示時選擇通道按鍵用。 總之，向著自己的目標(biāo)前進，充實的過好每一天，只要無悔，便是成功。 ，發(fā)揮主觀能動性 在畢業(yè)設(shè)計過程中，我從和指導(dǎo)老師和同學(xué)們的交流中不斷的吸取經(jīng)驗，并且不斷的對這些東西進行總結(jié)和分析，用自己的想法和思路來完成對問題的理解 。 在這個漫長的畢業(yè)設(shè)計過程中， 當(dāng)然有挫折，有失敗，但正是這種經(jīng)歷使我一步步積累了寶貴的經(jīng)驗。字節(jié)寫周期時自身定制的，典型值僅僅 50us。如果器件復(fù)位，而沒有 復(fù)位，將鎖存一個隨機值，直到復(fù)位為止?？臻e模式被硬件復(fù)位終止后，為了防止預(yù)想不到的寫端口，激活空閑模式的那一條指令的下一條指令不應(yīng)該是寫端口或外部存儲器。由于外部時鐘信號經(jīng)過二分頻觸發(fā)后作 為外部時鐘電路輸入的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有其它要求，最長低電平持續(xù)時間和最少高電平持續(xù)時間等還是要符合要求的。程序進入中斷服務(wù)后， 這些標(biāo)志位都可以由硬件清 0。 中斷 AT89C52 有 6個中斷源：兩個外部中斷（ INT0 和 INT1），三個定時中斷（定時器 0、 2）和一個串行中斷。 在定時工作方式中，每個機器周期， TL2寄存器都會加 1。例如，下面的間接尋址方式中， R0 內(nèi)容為 0A0H，訪問的是地址 0A0H的寄存器，而不是 P2口（它的地址也是 0A0H）。 對于 89C52，如果 EA 接 VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲器（地址為 0000H～ 1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為： 2020H~FFFFH。特殊寄存器 AUXR1 中 DPS＝ 0 選擇 DP0； DPS=1 選擇 DP1。 并不是所有的地址都被定義了。 當(dāng) AT89C52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEN在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， PSEN將不被激活。在 flash編程時，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。 P3口亦作為 AT89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。程序校驗時，需要外部上拉電阻?？臻e方式停止 CPU的工作，但允 許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。下降沿啟動 A／ D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。 CLK：時鐘脈沖輸入端。 21～ 28： 8位數(shù)字量輸出端。 3）轉(zhuǎn)換時間為 100μ s 4）單個＋ 5V 電源供電 5）模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點和滿刻度校準(zhǔn)。這就決定了該電壓表的最大分辨率（精度）只能達到 。當(dāng)進行一次測量后，將顯示每一通道的 A/D 轉(zhuǎn)換值，每個通道的數(shù)據(jù)顯示時間為 1s 左右。引腳 5連接 0809 的 10腳。 10腳為 0809 的時鐘輸入端，利用單片機 30 腳的六分頻晶振頻率再通過分頻器二分頻得到 1MHz 時鐘。系統(tǒng) 除能確保實現(xiàn)要求的功能外，還可以方便進行 8路其他 A/D 轉(zhuǎn)換量的測量、遠程測量結(jié)果傳送等擴展功能。這種顯示器的亮度高，成本低，但象素尺寸較大，功耗高，驅(qū)動電路復(fù)雜。預(yù)計在不久的將來，許多數(shù)字儀表將由標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化的模塊所構(gòu)成，給電路設(shè)計和安裝調(diào)試、維修帶來極大方便。 7．測量速度快 數(shù)字電壓表在每秒鐘內(nèi)對被測電壓的測 量次數(shù)，叫測量速率，單位是 次 /S。 4．分辨率高 數(shù)字電壓表在最低電壓量程上末位 1 個字所代表的電壓值，稱為儀表的分辨力，它反映儀表靈敏度的高低。 新型數(shù)字電壓表還增加了標(biāo)志符顯示功能，包括測量項目、符號單位和特殊符號、為解決 DVM 不能反映被測電壓的連續(xù)變化過程以及變化趨勢這一難題，一種 數(shù)字 /模擬條圖 儀表業(yè)已問世。 雖然單片機的硬件選型不盡相同，軟件編寫也千差萬別，但系統(tǒng)的研制步驟和方法是基本一致的，一般都分為總體設(shè)計、硬件電路的構(gòu)思設(shè)計、軟件的編制和仿真調(diào)試幾個階段 。 此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機除了功能強和功耗低外，還要求其體積要小。 此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。 1． 2 單片機的應(yīng)用領(lǐng)域 單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個范疇： 單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳 感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。 不同的單片機有著不同的硬件特征和軟件特征，即它們的技術(shù)特征均不盡相同，硬件特征取決于單片機芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，用戶要使用某種單片機，必須了解該型產(chǎn)品是否滿足需要的功能和應(yīng)用系統(tǒng)所要求的特性指標(biāo)。觀察獨立分析、設(shè)計單片機的能力，以及實際編程技能。摘要 單片機是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力 (如算術(shù)運算，邏輯運算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理 )的微處理器 (CPU)。 本課題主要解決 A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及顯示控制等三個模塊。這里的技術(shù)特征包括功能特性、控制特性和電氣特性等等，這些信息需要從生產(chǎn)廠商的技術(shù)手 冊中得到。采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。 1． 3 單片機的發(fā)展趨勢 現(xiàn)在可以說單片機是百花齊放，百家爭鳴的時期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機，從 8 位、 16 位到 32 位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流 C51 系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補，為單片機的應(yīng)用提供廣闊的天地?，F(xiàn)在的許多單片機都具有多種封裝形式，其中 SMD(表面封裝 )越來越受歡迎，使得由單片機構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。 總體設(shè)計 確立功能特性指標(biāo)不管是工程控制系統(tǒng)還是智能儀器儀表，都必須先分析和了解項目的總體要求，輸入信號的類型和數(shù)量，輸出控制的對象及數(shù)量，輔助外設(shè)（如傳感器 ） 的種類及要求，使用的環(huán)境及工作的電源要求，產(chǎn)品的成本，可靠性要求和可維護性及經(jīng)濟效益等等因素，必要時可參考同類產(chǎn)品的 技術(shù)資料，制定出可行的性能指標(biāo)。 模擬圖條 （ Anal of Bargraph）有雙重含義：第一，被測量為模擬量；第二，利用條狀圖形來模擬被測量的大小及變化趨勢。分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。它主要取決于 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率，其倒數(shù)是測量周期。 表面安裝技術(shù)（ SMT）和表面安裝元器件（ SMD）將獲得普遍應(yīng)用。 4．安全性 儀器儀表在設(shè)計和使用中的安全性，對于生產(chǎn)廠家和廣大用戶都是至關(guān)重要的問題。數(shù)字電壓表系統(tǒng)設(shè)計方框圖如圖 。單片機的 P ~ 端口作為四位 LED 數(shù)碼管顯示控制。 10 腳為 0809 的時鐘輸入端。主程序在調(diào)用顯示程序和測試子程序之間循環(huán)，主程序流程圖見圖 。測試時電壓數(shù)值的變化一般以 的電壓幅度變化，如要獲得更高的精度要求，應(yīng)采用 12位、 13 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器。 6）工作溫度范圍為 40～＋ 85攝氏度 7）低功耗，約 15mW。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址輸入線，用與選通 8 路模擬輸入中的一路。要求時鐘頻率不高于 640KHZ。直到 A／ D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖剑甘?A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。掉電方式保存 RAM中的內(nèi)存，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 TTL 邏輯電平。 在訪問外部程序存儲器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時， P2 口送出高八位地址。 在 flash編程和校驗時， P3口也接收一些控制信號。 在一般情況下， ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。 EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。片上沒有定義的地址是不能用的。用戶應(yīng)該在訪問數(shù)據(jù)指針寄存器前先初始化DPS至合理的值。 數(shù)據(jù)存儲器： AT89C52 有 256 字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。 MOV R0 , data 堆棧操作也是間接尋址方式。由于一個機器周期由 12個晶振周期構(gòu)成，因此，計數(shù)頻率就是晶振頻率的 1/12。這些中斷如圖 位或清除特殊寄存器 IE 中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷 源有效或無效。實際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是 TF2 或 EXF2激活中斷，標(biāo)志位也必須由軟件清 0。 圖 內(nèi)部振蕩電路連接圖 圖 外部振蕩電路連接圖 石英晶振 C1,C2=30PF177。 掉電模式 在掉電模式下，晶振停止工作，激活掉電模式的指令是最后一條執(zhí)行指令。為了器件功能正常，模式 程序儲存器 ALE PSEN PORT0 PORT1 PORT2 PORT3 空閑 內(nèi)部 1 1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 空閑 外部 1 1 浮空 數(shù)據(jù)