【文章內(nèi)容簡介】 外，若要復(fù)位，必須按下圖中的REST鍵，RC2仍構(gòu)成微分電路，使RST端產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖復(fù)位，復(fù)位完畢C2經(jīng)R2放電，等待下一次按下復(fù)位按鈕。本設(shè)計(jì)的數(shù)字電壓表采用的是按鍵復(fù)位方式。（三）A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的裝置，其轉(zhuǎn)換過程主要包括采樣、量化、編碼三個(gè)步驟。（1）采樣、量化部分 采樣就是周期性地測量一種連續(xù)信號(hào)或連續(xù)過程信號(hào)，測量的周期稱為采樣周期Ts，采樣周期的倒數(shù)稱為采樣頻率 (31)在對模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換器從啟動(dòng)變換到轉(zhuǎn)換完成需要一定的轉(zhuǎn)換。當(dāng)輸入信號(hào)頻率較高時(shí)，由于轉(zhuǎn)換時(shí)間的存在，會(huì)造成較大的轉(zhuǎn)換誤差。為了防止這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，必須在A/D 轉(zhuǎn)換開始時(shí)將信號(hào)電平保持住。A/D轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字量的大小只能是某個(gè)規(guī)定的最小單位的整數(shù)倍，即必須把采樣電壓轉(zhuǎn)化為這個(gè)最小數(shù)值單位的整數(shù)倍，這個(gè)轉(zhuǎn)化過程叫做量化，所取的最小數(shù)量單位叫做量化單位，其大小等于輸出的數(shù)字信號(hào)最低有效位1所代表的數(shù)量大小。把量化的結(jié)果用代碼表示出來稱為編碼。采樣保持電路能將采樣后的模擬信號(hào)暫時(shí)存儲(chǔ)起來，保持一個(gè)采樣周期。(2)量化、編碼部分量化編碼部分是A/D轉(zhuǎn)換器的核心組成部分。所謂量化，就是采用一組數(shù)碼來逼近離散模擬信號(hào)的幅值，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過程稱為量化過程。執(zhí)行量化動(dòng)作的裝置為A/D 轉(zhuǎn)換器。在實(shí)際應(yīng)用中，串行A/D轉(zhuǎn)換芯片具有占用單片機(jī)的引腳資源少，可以簡化單片機(jī)系統(tǒng)，降低成本的優(yōu)點(diǎn)，所以串行工作方式的A/D轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8個(gè)單斷模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 ADC0809是最常用的8位A/D轉(zhuǎn)換器，屬于逐次逼近型。ADC0809由單一+5V電源供電，片內(nèi)帶有鎖存功能的8路模擬電子開關(guān)，可對0～+5V 八路的輸入電壓信號(hào)分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，直接與MCS51系列單片機(jī)數(shù)據(jù)總線相連，通過適當(dāng)?shù)耐饨与娐?，還可對0～+5V 的雙極性模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 ADC0809片內(nèi)集成了8路模擬多路開關(guān)、地址鎖存與譯碼、8位A/D轉(zhuǎn)換器以及8位三臺(tái)輸出鎖存器四部分組成。 ADC0809內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)框圖。 ADC0809引腳圖ADC0809具有8路模擬量輸入通道IN0IN7,通過3位地址輸入端C、B、A進(jìn)行選擇，用于選通8路模擬輸入中的一路。地址鎖存控制端ALE,當(dāng)輸入為高電平時(shí)，C、B、A引腳輸入的地址鎖存于ADC0809內(nèi)部的鎖存器中，經(jīng)內(nèi)部譯碼電路譯碼選中相應(yīng)的模擬通道。啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制端START，其上升沿用于清除ADC內(nèi)部寄存器，下降沿用于啟動(dòng)控制內(nèi)部邏輯，使ADC0809開始對輸入通道的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換器，當(dāng)開始轉(zhuǎn)換時(shí)，EOC信號(hào)為低電平，經(jīng)過一段時(shí)間，轉(zhuǎn)換結(jié)束，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC輸出高電平，轉(zhuǎn)換結(jié)果存放于ADC0809內(nèi)部的輸出數(shù)據(jù)寄存器中。 OE為A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許控制端，當(dāng)OE為高電平時(shí)，才能打開輸出三態(tài)門，將存放于輸出數(shù)據(jù)鎖存器中的數(shù)據(jù)通過ADC0809的數(shù)據(jù)線D0D7輸出。ADC0809的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLOCK，它的頻率決定了A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度。在此，它的頻率不能高于640kHz，對應(yīng)的轉(zhuǎn)換速度為100us。 A/D轉(zhuǎn)換電路REF（+）和REF（）是D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓輸入線，要求REF（）不得為負(fù)值，REF（+）不得高于Vcc,并且1/2[REF（+）+ REF（）]與1/。Vcc為+5V電源，GND為接地端。在連接時(shí)，ADC0809的數(shù)據(jù)線D0D7端與AT89C52單片機(jī)的P0口相連接，ADC0809的地址引腳、地址鎖存端ALE、啟動(dòng)信號(hào)START、數(shù)據(jù)輸出允許控制端OE與AT89C52的P2口相連接。時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLOCK信號(hào)，由單片機(jī)的地址鎖存信號(hào)ALE得到，通過軟件實(shí)現(xiàn)。通過SW1和SW2輕觸按鈕開關(guān)給單片機(jī)提供選擇信號(hào)，由單片機(jī)控制ADC0809地址輸入端，選中相應(yīng)的模擬通道進(jìn)行測量。（四）數(shù)碼顯示電路數(shù)碼管顯示分為動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種方式。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)數(shù)碼管顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。這種顯示方式，優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是每一位都需要有一個(gè)8位輸出口控制，所以占用的硬件較多，所以一般用于數(shù)碼管比較少的場合。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示段“a,b,c,d,e,f,g,dp”的相同端連接在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通COM端電路的控制，所以只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)LED數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示。在輪流顯示過程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，雖然實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，達(dá)到和靜態(tài)顯示同樣的顯示效果。動(dòng)態(tài)顯示能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。設(shè)計(jì)的數(shù)字電壓表要求可以同時(shí)測量8路05V的直流電壓，并要求最高位用于顯示測量電壓的地址范圍，所以要求數(shù)碼管至少采用4位顯示的數(shù)碼管。 4位共陽數(shù)碼管內(nèi)部引腳分布圖為了方便和減少設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，設(shè)計(jì)采用的是4位共陽數(shù)碼管來進(jìn)行測量結(jié)果的顯示。數(shù)碼管每位的8個(gè)LED陽極連接到一個(gè)公共端口COM,分別為COM1，COM2,COM3,COM4，把每位相同位置LED段的陰極連接到一個(gè)公共端口，分別為a,b,c,d,e,f,g,dp口。如果采用靜態(tài)顯示方式，則需要48=32個(gè)I/O口，應(yīng)用時(shí)必須增加擴(kuò)展芯片和較多驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這將很大程度上增加了硬體電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。若采用靜態(tài)顯示的方式，只需要12個(gè)I/O，其中8個(gè)I/O用于連接每位數(shù)碼管的8位顯示段，作為數(shù)據(jù)端口；另外4個(gè)I/O口用于連接每位數(shù)碼管顯示段的公共端，作為掃描端口，控制數(shù)字顯示。 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示電路四、系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)（一）軟件設(shè)計(jì)思想框圖系統(tǒng)上電時(shí)，初始化程序主要用來執(zhí)行70H77H內(nèi)存單元清0和P2口置0等準(zhǔn)備工作。初始化后，單片機(jī)片選A/D轉(zhuǎn)換器，然后發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，此時(shí)單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器也開始工作，不斷掃描A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)束端口有無結(jié)束信號(hào)。如果存在，則啟動(dòng)信號(hào)采集，對A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)輸出口輸出的數(shù)值進(jìn)行存儲(chǔ)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器重新置零，準(zhǔn)備下一次的采集，