基于單片機的直流數(shù)字電壓表的設計(編輯修改稿)
2025-07-17 02:04 本頁面
【文章內容簡介】 ADC0809工作原理 其工作原理如下：首先，被測模擬電壓ui通過逐次比較寄存器，將傳遞進的脈沖CP信號轉換成數(shù)字信號，該數(shù)字量再經(jīng)過數(shù)/模轉換器生成對應的模擬量Us。當獲得模擬量Us的數(shù)值達到并接近被測電壓所對應ui后，就可以檢測出電壓比較器完成最后的反轉。此時，逐次比較積存器的計數(shù)值就是被測電壓ui所對應的數(shù)字量，從而完成模擬量的轉換。以上的分析表明，逐次比較的模/數(shù)轉換方法，歸根到底是數(shù)/模轉換，采用逐次與模擬量進行比較后得到最終的數(shù)字標定值 ADC0809是一種8位逐次逼近型A/D轉換器。帶8個模擬量輸入通道，芯片內有通道地址譯碼鎖存器，有輸出三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器，啟動信號為脈沖啟動方式，每個通道的轉換時間大約為100μs，可以和單片機直接接口[9]。 ADC0809由一個8路模擬開關，一個地址鎖存與譯碼器、一個8位A/D轉換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關可選通8個模擬通道IN0—IN7，允許8路模擬分量輸入，共用A/D轉換器進行轉換。三態(tài)輸出鎖存器用于鎖存A/D轉換完的數(shù)字量，當OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉換完的數(shù)據(jù)。IN0—IN7：8條模擬量輸入通道。ADC0809對輸入模擬量的要求是信號單極性電壓范圍是0—5V，若信號太小，必須進行放大：輸入的模擬量在轉換過程中應保持不變，如若模擬信號變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。地址輸入和控制線：4條，ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉化器進行轉換。A，B，C為地址輸入線，用于選通IN0—IN7上的一路模擬量輸入。數(shù)字量輸出及控制線11條。START為上跳沿時，所有內部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D轉換：在轉換期間，START應保持底電平。EOC為轉換結束信號。當EOC為高電平時，表明轉換結束：否則，表明正在進行A/D轉換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數(shù)據(jù)。OE=1，輸出轉換得到的數(shù)據(jù)。OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7—D0為數(shù)字量輸出線。CLK為時鐘輸入信號線。由于ADC0809的內部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHz，最大不能超過1280KHz[11]。VREF（+），VREF（）為參考電壓輸入，決定了輸入模擬量的范圍。一般情況VREF（）接地，VREF（+）接+5V電源。 ADC0809與單片機的接口方法 從電路原理圖可以看出ADC0809的數(shù)據(jù)D0—D7直接與單片機的總線P0相連。模擬輸入通道地址A、B、C直接接地，因此ADC0809只對通道IN0輸入的電壓進行模數(shù)轉換，其他通道直接接地（接地的目的主要是為了減少輸入噪聲，一般情況對于模數(shù)轉換芯片中沒用到的模擬輸入端都這樣處理）。時鐘CLK由單片機的ALE取得，對于晶振為12MHz的單片機ALE輸出為2MHz的方波，但前面提到ADC0809的時鐘頻率一般為500KHz，最大能超過1280KHz，但在實際應用中2MHz的信號也可以使ADC0809正常工作。START、ALE和OE分別由單片機的WR、這樣主要是滿足ADC0809的信號電平與時序的要求。按此圖中的片選接法。ADC0809通道—IN0的地址為7FFFH。由于EOC未接入單片機，故只能采用延時等待的方法來讀取A/D轉換的結果（即當單片機啟動ADC0809后延時一段時間再主動去讀ADC0809的轉換結果）。但是如果單片機在進行A/D轉換時還要執(zhí)行其他的程序可以將EOC接在單片機的中斷上，這樣當A/D轉換完后EOC可以對單片機產生中斷使其讀取A/D轉換的結果，這樣做單片機的使用效率更高。 顯示電路模塊 1602LCD主要技術參數(shù)：（1）顯示容量:162個字符（2）芯片工作電壓:—（3）工作電流:()（4）模塊最佳工作電壓:（5）字符尺寸:(WH)mm 引腳功能說明第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳背光源正極。第16腳背光源負極。：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。由單片機P0口輸入，經(jīng)過阻值為1K?的上拉電阻連接。 復位電路模塊 T89C51單片機在啟動運行時或者出現(xiàn)死機時需要復位，使CPU以及其他功能部件處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。復位電路產生的復位信號（高電平有效）由RST引腳送入到內部的復位電路，對AT89S52單片機進行復位，復位信號要持續(xù)兩個機器周期（24個時鐘周期）以上，才能使AT89S52單片機可靠復位。：復位電路工作原理：上電瞬間RST引腳的電位與VCC等電位，RST引腳為高電平，隨著電容C6充電電流的減少，RST引腳的電位不斷下降，其充電時間常數(shù)為T=R9*C6=100ms，此時間常數(shù)足以RST引腳在保持為高電平的時間內完成復位操作。當單片機已在運行當中時，按下復位鍵S1后松開，也能使單片機RST引腳維持一段時間的高電平，從而實現(xiàn)AT89C51單片機手動復位。 晶振電路模塊 XTAL1和XTAL2是片內振蕩電路輸入端，這兩個端子用來外接石英晶體和微調電容，即用來連接AT89C51單片機片內OSC的定時反饋回路。晶振起振后要能在XTAL2端輸出一個3V左右的正弦波，以便使片內OSC電路按晶振相同頻率自激振蕩。通常，OSC的輸出時鐘頻率FOSC為6MHZ—16MHZ。電容C5和C6幫助晶振起振，典型值為
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