多通道電壓檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-09-30 15:02 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1腳主要是和 4 只電容連接在一起的，這樣就能夠產(chǎn)生 +12v 和 12v的兩個(gè) TIN ROUT ROUT TIN RXD TXD GND TXD RXD ＧＮＤ 7 電源，以便能夠供給 RS232串口電平的需要。 1 1 1 1 7腳能夠構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。 其中， 13 腳、 12腳、 11 腳、 14腳為第一數(shù)據(jù)通道， 8 腳、 9 腳、 10腳、 7腳為第二數(shù)據(jù)通道。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)是從 T1IN、 T2IN 輸入然后轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)，從 T1OUT、 T2OUT送到電腦的DP9插頭； DP9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入然后轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后是從 R1OUT、R2OUT輸出的。 15腳為接地腳 GND。 16腳為接 +5v的電源腳 VCC。 PBO：接數(shù)碼管位碼擴(kuò)展芯片的使能端。 PB1：接數(shù)碼管段碼擴(kuò)展芯片的使能端。 PB2: 接 LED燈擴(kuò)展芯片的使能端。 PB3：接鎖存器時(shí)鐘信號(hào)。 PB4：接輸入輸出信號(hào)。 PB5：接 DSI302 的復(fù)位端。 PB7：接時(shí)鐘信號(hào)。 PA0— PA2：接輸入通道。 PA4— PA7：接開(kāi)關(guān)。 PC0— PC7：接擴(kuò)展芯片。 ATmega16單片機(jī)具體分配圖如圖 。 8 圖 ATmega16 單片機(jī)具體分配圖 ，復(fù)位電路部分 任何的不管是復(fù)雜的或是簡(jiǎn)單的電路都是離不開(kāi)電源部分的 ,都需要電源來(lái)為其供電才能夠運(yùn)行，當(dāng)然單片機(jī)系統(tǒng)也不例外 ,也需要電源，而且我們應(yīng)該高度重視單片機(jī)系統(tǒng)的電源部分 ,不能因?yàn)殡娫床糠蛛娐繁容^簡(jiǎn)單就將其忽略 ,這樣是不對(duì)的，因?yàn)橛袑⒔话氲墓收匣蚴请娐分谱魇〉那闆r大都數(shù)是和電源有關(guān)的 ,只有電源部分做好了才能夠保證我們的電路能夠正常工作了。 首先我們來(lái)設(shè)計(jì)電源 部分中最基本的也是最必須的部分。電路圖如圖 ： 9 圖 電源 其中 C13 的阻值要比較大主要是因?yàn)樗鸬綖V波的作用，小電容 C6具有提供一個(gè)小內(nèi)阻的高頻通道作用，從而可以降低電源的全頻帶內(nèi)阻功能。一般來(lái)說(shuō)大電容旁邊都要并聯(lián)一個(gè)小電容的，主要的目的是使整個(gè)電路能夠降低高頻內(nèi)阻，串聯(lián)一個(gè)電感 L1 的主要目的是為了隔直交流只通直流的目的，由于大的電解電容一般都是采用卷燒工藝制造而成的，所以等效電感較大。C7主要是阻止低頻通過(guò)只限高頻通入的。 晶振電路是能夠產(chǎn)生原始的 時(shí)鐘頻率 的電路 ，該電路做 振蕩器 用的時(shí)候，是可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的振蕩周期的，該電路做作 濾波器 用的時(shí)候，是可以獲得非常穩(wěn)定的和陡削的帶通或帶阻 曲線(xiàn) 的作用 。 這個(gè)頻率經(jīng)過(guò)頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了各種不同的總線(xiàn)頻率。在 電路 中的實(shí)際應(yīng)用上是把它當(dāng)作一個(gè)高 Q值的電磁諧振回路。 通常在 晶振 電路的 兩個(gè)腳上對(duì)地 的接上 兩個(gè)叫晶振的負(fù)載電容 ， 一般 該電容的阻值是 在幾十皮 法， 它 的阻值往往 會(huì)影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度 ，晶振的電路如圖 ： 10 圖 晶振 復(fù)位電路是整個(gè)電路中必不可少 的一部分，因?yàn)橐_保微機(jī)系統(tǒng)中 電路 的 穩(wěn)定性和可靠工作能力，一般來(lái)說(shuō)微機(jī)電路中電路的正常工作需要我們供給 ～ 。當(dāng)電壓超過(guò) 且低于 ，復(fù)位信號(hào)才能夠被撤除，微機(jī)電路才能開(kāi)始正常的工作，但是由于微機(jī)電路是時(shí)序的數(shù)字電路，因此它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，需要在電源上電，復(fù)位電路如圖 ： 圖 復(fù)位電路 復(fù)位電路的工作原理如 圖 ，起初給 VCC上電，在通電的過(guò)程中電容 C4就持續(xù)著充電，這個(gè)時(shí)候 R34 電阻上會(huì)出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位；等到幾毫秒以后，電容 C4 充電結(jié)束，這個(gè)時(shí)候 R34電阻上電流會(huì)降為 0，則電壓也變?yōu)?0，使得單片機(jī) 進(jìn)入工作狀態(tài) 。在工作期間， 11 按下開(kāi)關(guān) S2，則電容 C4 充當(dāng)著放電作用，再按下開(kāi)關(guān) S2，電容 C4又再充電，這時(shí)候在 R34的電阻上又出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位。幾毫秒以后，單片又機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。 PC通信電路 PC通信是 atmega16 單片機(jī)自帶的一個(gè)全雙工的通用的同步 /異步串行的收發(fā)模塊的 USART，是一個(gè)高度靈活的串行通訊設(shè)備，它的主要功能是用來(lái)與與單片機(jī)之間進(jìn)行交換信息的。該電路支持全雙工的操作作用，而且還可以同時(shí)的進(jìn)行接收和發(fā)送；具有三個(gè)完全獨(dú)立的中斷，其中，TX 為發(fā)送完成區(qū)， TX 為發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器空區(qū)， RX 為接收完成區(qū)， PC通信電路如圖 ： 圖 PC 通信 由于單片機(jī)輸入，輸出的電平都是 TTL 電平，而 PC機(jī)設(shè)置的是 RS— 232 標(biāo)準(zhǔn)的串行接口，兩者的 電氣規(guī)范是不一樣的，因此想要完成單片機(jī)與 PC 機(jī)的數(shù)據(jù)通信，就必須對(duì)單片機(jī)輸出的TTL電平進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。而 Max232即為 RS— 232/TTL 電平轉(zhuǎn)換芯片。 數(shù)碼管的工作原理：數(shù)碼管的工作原理就是通過(guò)控制不同的 LED燈的亮滅情況來(lái)顯示出不同的字形，其中數(shù)碼管分為兩種情況，一種是共陰極一種是共陽(yáng)極，共陰極就是將八個(gè) LED燈的陰極連在一起，然后接地，然后再給任何一個(gè) LED燈的另一個(gè)端口輸入高電平，這樣輸入高電平對(duì) 12 應(yīng)的管腳即被點(diǎn)亮。共陽(yáng)極就是將八個(gè) LED的陽(yáng)極連在一起，然后再給任何一個(gè) LED燈的另一個(gè)端口輸入低電平，這樣輸入低電平對(duì)應(yīng)的管腳即被點(diǎn)亮。數(shù)碼管顯示電路如圖 ： 圖 數(shù)碼管顯示電路 其中引腳圖的 COM端是公共端，連在一起，當(dāng)數(shù)碼管共陰極連在一起時(shí)這時(shí)要將其接地，當(dāng)數(shù)碼管共陽(yáng)極連在一起時(shí)，這時(shí)要將其接正 5伏電源。以便電平從高流入低，其中一個(gè)八段的數(shù)碼管稱(chēng)為一位，將多個(gè)數(shù)碼管并列的接在一起就可以可構(gòu)成多位的數(shù)碼管，其中數(shù)碼管的的段選線(xiàn)（即 a,b,c,d,e,f,g,dp）連在一起，而各自的公共端即被稱(chēng)為位選線(xiàn)。顯示的時(shí)候，數(shù)據(jù)都是從段選線(xiàn)送入字符編碼的， 而選中哪個(gè)位選線(xiàn)，那個(gè)數(shù)碼管便會(huì)被點(diǎn)亮。數(shù)碼管的 8段，對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)的 8 位， a對(duì)應(yīng)最低位， dp對(duì)應(yīng)最高位。所以如果想讓數(shù)碼管顯示數(shù)字 0，那么共陰數(shù)碼管的字符編碼為 00111111，即 0x3f；共陽(yáng)數(shù)碼管的字符編碼為 11000000，即 0xc0。從而可以看出兩個(gè)編碼的各位正好相反。 在單片機(jī)電路里，芯片的驅(qū)動(dòng)電流很小，一般為微安級(jí)別的，要通過(guò)三極管（可驅(qū)動(dòng)電流為毫安級(jí)別，甚至更大）來(lái)驅(qū)動(dòng) LED（正常工作電流為幾十毫安）發(fā)光。 LED顯示燈 LED顯示電路如圖 ： 13 圖 LED 顯示電 路 將二極管 D2— D9 和 R26— R33 連接到單片機(jī)的輸出口，當(dāng) Q0— Q7口的任意一只引腳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，相應(yīng)的 LED燈管將會(huì)發(fā)光，通過(guò)編寫(xiě)程序即可使得 Q口的電平依次的變?yōu)榈碗娖饺缓蠼?jīng)過(guò)幾秒的時(shí)間后再變?yōu)楦唠娖?，這樣就可以實(shí)現(xiàn)燈管顯示的效果了。 按鍵部分 按鍵部分的電路設(shè)計(jì)要比較簡(jiǎn)單， 在 每個(gè)按鍵的 兩端 要 并接 一個(gè) 電容 ，主要 是 為了能夠 消除電路中的 干擾。 因?yàn)?當(dāng)外部 電路 檢測(cè)其瞬間 的 低電平時(shí)， 首先要先 按一下 按鍵 然后 再 松開(kāi)， 這個(gè)時(shí)候 產(chǎn)生的低電平信號(hào)可能不止一個(gè)， 這個(gè)時(shí)候 外部接收到的信號(hào) 可能 會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。 這樣在 按鍵兩端 并聯(lián)一個(gè)電容 就 可以消除觸發(fā)信號(hào)的抖動(dòng) 了 。 在按鍵兩端 并聯(lián)一個(gè)電容一般 是 在單片機(jī)外接鍵盤(pán)的時(shí)候會(huì)用到 的 。 按鍵部分電路如圖 ： 14 圖 按鍵部分 74HC20： 74HC20為四輸入端雙與非門(mén)。 74HC20引腳圖如圖 ： 圖 74HC20 74HC20 邏輯圖如圖 ：
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