【文章內容簡介】 列，并讀回計算機。在設計中，我們對 A/D的轉換速度、精度和器件成本作了最好的折中，選用了 8位 A/D轉換器 ADC0809。 ADC0809是八位 A／ D轉換器。每采集一次一般需 100μ S， A／ D轉換結束后會自動產生EOC信號。 ADC0809在實驗系統(tǒng)中的電路 ADC0809 在實驗平臺中的電路如圖所示。 ADC0809 輸入通道的控制是由單片機的 ， 和 完成，跳線 J504使能 U501 鎖存使能。 EOC 與單片機的中斷 0（ INT0）相連，當數(shù)據(jù)轉換完成時 EOC向單片機發(fā)送中斷請求，單片機響應中斷，讀取轉換數(shù)據(jù)（也可采用查詢方式）。 ADC0809的 D0~D7與單片機的P0口相連。單片機的 ALE信號經過 74LS74二分頻后，作為 ADC0809的時鐘信號。 U504是與 非門 CD4001，用于和單片機的 AD的片選和使能信號。 ，且當 WR信號來（為低電平），這時送到 AD轉換器的 ALE和 START引腳為高電平，啟動 AD轉換。同樣，當 RD信號來時使能 OE信號， AD轉換器向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)。實驗時，對 ADC0809的控制過程是：通過 ， 和 ；通過 WR信號啟動 AD轉換；等待轉換結束標志 EOC；輸出數(shù)據(jù)使能 OE；讀取轉換數(shù)據(jù)。 16 IN 31IN 42IN 53IN 64IN 75S T A R T6E O C7D38OE9C L K10V C C11V R E F ( + )12GND13D114D215V R E F ( )16D017D418D519D620D721A L E22ADDC23ADDB24ADDA25IN 026IN 127IN 228U 5 03A D C 08 0 9V C CV C CV C C123456789101112131411U 5 04C D 4 00 1P R E4C L K3D2C L R1Q5Q6U 5 02 A7 4L S 7 4P 0. 0P 0. 1P 0. 2P 0. 3P 0. 4P 0. 5P 0. 6P 0. 7A L EWRRDP 2. 3OC1C111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19U 5 017 4L S 3 73P 2. 0P 2. 1P 2. 2A L EIN T 0V C CV C CR 5 00IN 0C 5 051 04C 5 031 04C 5 041 041234567J 50 3C O N 73 12J 50 4C O N 2R 5 061 0KV C C 圖 7 AD0809 實驗電路圖 （ 1） ADC0809的 引腳 圖及其引腳 含義 圖 8 ADC0809引腳圖 IN0~IN7： 8路模擬通道輸入， 且輸入模擬量信號應為單極性， 0~+5V，若信號過小還要進行放大。在轉換過程中，模擬量輸入的值不能變化過快，因此對變化速度快的模擬量，在輸入前要增加采樣保持電路 。由 ADDA， ADDB， ADDC三條線選擇。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 三位地址輸入線， 模擬通道選擇線， 根據(jù)地址線的電平來 選通 IN0~IN7 中的 某 一路。 比如 000時選擇 0通道， 111時選擇 7通道 。 D7~D0： 8位數(shù)字量輸出端，可直接與單片機的 P0口相連。其中第 17引腳為最低位，第 21引腳為最高位。 數(shù)據(jù)線，三態(tài)輸出，由 OE（輸出允許信號）控制輸出與否。 OE： 數(shù)據(jù) 輸出 使能端， 高電平 時允許數(shù)據(jù)輸出 。 打開三態(tài)緩沖器，將轉換結果放到 D0～ D7 上 ， OE=0, 17 輸出數(shù)據(jù)線呈高組態(tài)， OE=1，才能打開三態(tài)輸出鎖存器 。 ALE：地址允許鎖存，其上升沿將 ADDA， ADDB， ADDC 三條引線的信號鎖存，經譯碼選擇對應的模擬通道。 ADDA， ADDB， ADDC可接單片機的地址線，也可接數(shù)據(jù)線。 ADDA接低位線， ADDC接高位線。 START：轉換啟動信號，在模擬通道選通之后，由 START上的正脈沖啟動 A/D轉換過程。轉換時間至少100us。 EOC（ end of conversion）：轉換結束信號，在 START信號之后， A/D開始轉換。 當 EOC輸出低電平 時 ，表示 在進行 A/D 轉換 ； 當轉換結束 時 ， 此時轉換之后的 數(shù)據(jù)已鎖存在輸出鎖存器之后， EOC變?yōu)楦唠娖健OC可視作被查詢的狀態(tài)信號，亦可用來申請中斷。 VREF（ +）、 VREF（ ） ： 參考電壓。其典型值 VREF（ +） =+5V、 VREF（ ） =0V。 CLOCK： ADC0809內部沒有 自己的 時鐘電路， CLK引腳就是外部時鐘輸入端。要求時鐘頻率不高于 640kHZ，時鐘輸入、時鐘頻率上限為 1280KHz。 （ 2） ADC0809 實驗電路中，與 ADC0809 相連的有地址鎖存器 74LS373，它通過單片機的 P2 口控制其輸入端（ D）來實現(xiàn)控制輸出端（ Q），然后 Q連接 ADC0809來選通 ADC0809的輸入通道。 74LS373的 引腳圖如下： 圖 9 74LS373引腳圖 373為三態(tài)輸出的八 D 透明鎖存器 ， 其主要電器特性的典型值如下 (不同廠家具體值有差 別 )： 型號 TPD PD 54S373/74S373 7ns 525mW 54LS373/74LS373 17ns 120mW 引出端符號： D0～ D7 數(shù)據(jù)輸入端 OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效） 18 LE 鎖存允許端 。當 LE 為高電平時， 驅動端隨輸出端的變化而變化 。當 LE 為低電平時， D的電平鎖存不變，保持為原來的狀態(tài) 。 Q0～ Q7 輸出端 。驅動負載（或總線），受 OE 電平的影響。當 OE 為低電平時， 邏輯狀態(tài) 正常 。當 OE 為高電平時， Q0～ Q7 呈高 阻態(tài)， 這種情況下既 不 能 驅動總線，也不 能 為總線的負載 提供驅動。 真值表： 表 2 74LS373真值表 Dn LE OE On H H L H L H L L X L L Q0 X X H 高阻態(tài) 與 ADC0809相連的電路 圖 10 與 ADC0809相連的電路 圖 10 為與 ADC0809相連接的放大電路。當測量 NPN型三極管時，單片機 3的開關，使之與放大器 1A相連。當測量 PNP型三極管時，由于基極和集電極電路均施加了負電壓，為滿足 ADC0809的轉換 要求，電壓信號需經 1： 1反向放大，所以開關應該接在直接與放大器 2A相連的一側。 該電路將測量得到的基極電壓經過 OP07放大后送到 ADC0809中轉換后送到單片機中計算處理送 LCD顯示。 OP07芯片是個雙極性運算放大器集成電路，其 引腳圖 如下 ： 19 圖 11 OP07引腳圖 0P07的 引腳 功能如下： Offset1:調零端 IN: 反向輸入端， IN+: 正向輸入端 Vcc: 接地 端 NC: 空腳 OUT: 輸出 端 Vcc+:接 正 電源 Offset2:調零端 設計中使用的倍壓電路 設計中之所以要使用倍壓電路是因為考慮到三極管的反向擊穿電壓通常比較高，但是系統(tǒng)測量擊穿電壓時是用單片機來控制電壓產生一定步長的變化，但是單片機最大只能輸出 12V的電壓，所以為系統(tǒng)設計一個倍壓電路，該倍壓電路由 CMOS與非門組成。倍壓電路的設計電路如下： 20 圖 12 10倍壓電路。 CD4069芯片介紹： 內部結構圖如下： 圖 13 CD4069內部引腳圖 CD4069是 個集成芯片，內 部由 六個 CMOS 反相器電路組成，此器件主要用作通用反相器 。 引腳圖如下： 21 圖 14 CD4069引腳功能圖 其中，引腳 1 13為 1A ~ 6A 數(shù)據(jù)輸入端；引腳 7為 VDD接正電源；引腳 14為 VSS 接地；引腳 12 為 1Y ~ 6Y 數(shù)據(jù)輸入端。 DA 雙極性電壓輸出電路 該電路使用的核心芯片是 DAC0832， D/A 轉換是指數(shù)字量到模擬量的線性轉換，目前大多數(shù) D/A 轉換的輸出模擬量均為電流量，要經過一個反相輸入的運算放大器轉換成模擬電壓輸出。但這種 輸出電壓是有極性的，分單極性和雙極性兩種。下圖是一種單緩沖方式的雙極性 D/A轉換電壓輸出接口電路，輸出的雙極性電壓為 177。 5V。 WR1與單片機的 WR相連， CS與 ， XFER和 WR2接地， DAC寄存器直通，輸入寄存器受控。 圖 15 DA 雙極性電壓輸出電路 該模塊設計中的核心是 D/A轉換芯片 DAC0832， DAC0832是 8位數(shù) /模轉換器芯片。 22 DAC0832的外部引腳圖如下： DAC0832的引腳功能說明如下： Vcc ：邏輯電源輸入端。 AGND ：模擬 量信號接地端 。 DGND ：數(shù)字 量信號接地端 ，在使用時，模擬地始終與數(shù)字地相連。 VREF ：基準電源輸入端。 D0~D7 ： 該八個引腳是提供給 數(shù)字 信號的 輸入端 ， D0到 D7是由低到高的 。 ILE ： 控制 輸入鎖存信號 的進入 ，高電平 可進入 。 CS ：選擇 輸入寄存器的 信號，低電平 時可進行輸入 。 WR2 ：寫信號 2，即 DAC寄存器的寫信號， 有效 電平 為低電平 。 WR1 ：寫信號 1，是輸入寄存器 的 寫信號， 有效 電平 為低電平 。 從 DI0~DI7輸入的數(shù)字量能否進入輸入寄存器要受輸入鎖存器的鎖存信號 LE1控制。該信號 的產生是由 ILE、 CS、 WR1的邏輯組合 決 定的 。 當 ILE為高電平， 且 CS和 WR1同時為低電平時， LE1為高電平，輸入寄存器的輸出隨輸入變化，這時相當于輸入寄存器打開。當 WR1變成高電平時， LE1出現(xiàn)負跳變，變?yōu)榈碗娖?，將輸入?shù)據(jù)鎖存在輸入寄存器中，這時相當于輸入寄存器關閉。 XFER ： 傳送 數(shù)據(jù) 的 控制信號， 有效時的電平為 低電平。 同樣，從輸入寄存器的輸出數(shù)據(jù)能否通過 DAC寄存器，要受 DAC寄存器鎖存信號 LE2控制，該信號由WR XFER的邏輯組合產生。當 WR2和 XFER 同時 有效時（即同為低電平） ， LE2為 1， DAC寄存器的輸出隨它的輸入而變化 ，這是相當于 DAC寄存器打開，并開始進行 D/A轉換。當 WR2變?yōu)楦唠娖胶螅?LE2出現(xiàn)負跳變，將輸入寄存器中的數(shù)據(jù)鎖存在 DAC寄存器中，這是相當于 DAC寄存器關閉。 IOUT1 ： DAC轉換的電流輸出端 1，其值 與 寄存器 的 內容 有關 ， DAC寄存器的內容全 1時， Iout1最大；全為 0時， Iout1最小。 IOUT2 ：電流輸出端 2 。 IOUT2等于常數(shù)減去 IOUT1，即 IOUT2+ IOUT1=常數(shù)。 RFB ：反饋電阻。 圖 16 DAC0832 引腳功能圖 23 設計中該模塊除了使用到 DAC0832外還使用到 LF353 LF353簡介： 圖 17 LF353引腳圖 圖 18 LF353內部引腳圖 液晶顯示 本系統(tǒng)采用圖形漢字兩用液晶 LCD12864 作為顯示工具對實驗結果進行輸出顯示。 LCD液晶顯示器有以下顯著特點： ? 工作電 壓 低， 功耗 小 ? 平板型結構：安裝時占用體積小，減小了設備體積。 ? 被動顯示：液晶不 是靠自身 發(fā)光。 ? 顯示信息量大： LCD的像素可以做得很小，相同面積上可容納更多信息。 ? 易于彩色化。 ? 沒有電磁輻射：對身體無污染。 ? 壽命長： LCD器件本身無老化問題。 LCD 與單片機的連接圖如下： 24 圖 19 LCD顯示電路 的連接 圖中 使用的液晶顯示器為 AMPIRE(128*64)，它與 LCD12864的使用原理相似。 液晶顯示器 LCD 12864 的引腳及其功能如下表所示： 表 3 LC