【文章內(nèi)容簡介】 ，D1位最高位。OE：輸出允許端，高電平時(shí)，把轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量通過D1D8引腳上輸出。REF+、REF:輸入電壓參考量，指給電阻階梯網(wǎng)絡(luò)的參考電壓和標(biāo)準(zhǔn)值。Vcc、GND: Vcc一般R與EF+連接在一起為主電源輸入端，地端是GND與REF連接在一起，這樣便是VCC ，GND的作用。轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)的鏈接，如下圖：圖35轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)的鏈接本文的電壓值是選用LED數(shù)碼管來顯示的。LED數(shù)碼管由8個(gè)發(fā)光二極管組成，其中7個(gè)按“8”字型排列，還有一個(gè)是位于右下角且發(fā)光管的圓點(diǎn)形狀為dp，用來顯示小數(shù)點(diǎn)。LED有低功耗、亮度強(qiáng)、線路簡單、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，數(shù)碼管的引腳圖如圖36所示：圖36數(shù)碼管引腳排列發(fā)光二極管有兩種接法，分別是共陽極接法和共陰極接法，把8個(gè)點(diǎn)連在一起，高電平在公共端接入的叫共陽極，低電平在公共端接入的叫共陰極。數(shù)碼管有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種顯示方式。靜態(tài)顯示，就是指一個(gè)I/O端口只能控制一個(gè)數(shù)碼管的段碼數(shù)據(jù)。這樣各個(gè)數(shù)碼管顯示相對(duì)獨(dú)立，每個(gè)數(shù)碼管接收的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)I/O口的輸出段碼將保持不變，直到顯示下一個(gè)字符，此特點(diǎn)使得數(shù)碼管的顯示亮度也較高。但是也存在著缺點(diǎn)，大量的I/O端口在數(shù)碼管過多時(shí)將被占用。動(dòng)態(tài)顯示，指逐位地點(diǎn)亮顯示器的各個(gè)位，點(diǎn)亮一次顯示器的亮度與間隔時(shí)間、導(dǎo)通電流和點(diǎn)亮?xí)r間的比例三者相關(guān)。動(dòng)態(tài)顯示的亮度要比靜態(tài)顯示要暗，所以在選擇靜態(tài)顯示電路中的限流電阻應(yīng)該要大于限流電阻時(shí)阻值，防止數(shù)碼管損壞。采用了自動(dòng)顯示8路模擬電壓值動(dòng)態(tài)顯示對(duì)于設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)非常容易。數(shù)碼管要求的驅(qū)動(dòng)電流在10mA～20mA，為防止數(shù)碼管灌入的電流太大，超出了單片機(jī)允許的電流范圍而導(dǎo)致器件損壞，在P1口輸出段碼顯示處，要加入10K的限流電阻排阻，一共8個(gè)同阻值的電阻，分別對(duì)應(yīng)LED的8個(gè)接口，既保護(hù)數(shù)碼管，又簡單電路。本設(shè)計(jì)選用軟件譯碼的方式來簡化電路和進(jìn)行數(shù)值顯示。顯示電路采用LED數(shù)碼管通過軟件譯碼動(dòng)態(tài)顯示，通過單片機(jī)的P。通過譯碼器驅(qū)動(dòng)將依次循環(huán)點(diǎn)亮數(shù)碼管,如圖37所示：圖37 數(shù)碼管電路 LED數(shù)碼管與單片機(jī)接口設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)是一個(gè)很重要的問題，單片機(jī)的I/O口產(chǎn)生的電流并不能直接驅(qū)動(dòng)LED，驅(qū)動(dòng)電路能力太差，這樣就會(huì)導(dǎo)致顯示器亮度低，這時(shí)，只要用驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生足夠的電流，LED就能正常工作。在LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)過程中，可以利用上拉電阻解決這種問題，就是可以在LED的DP引腳到P0口和7段顯示引腳之間接上上拉電阻，以此來增強(qiáng)P0口的驅(qū)動(dòng)能力，LED以正常的亮度運(yùn)行。如圖38所示。圖38 數(shù)碼管與單片機(jī)的鏈接 高阻隔放大電路 采用LM324運(yùn)放構(gòu)成的前級(jí)信號(hào)調(diào)理電路，作為衰減信號(hào)的緩沖，提高輸出阻抗，電壓不變，電流增大，保證輸出穩(wěn)定并減小后級(jí)電路對(duì)信號(hào)的影響，避免沖擊電壓對(duì)運(yùn)放的危害，加一個(gè)電容保護(hù)電路。圖39 高阻隔放大電路 總體電路設(shè)計(jì)總結(jié)以上的設(shè)計(jì)，利用protues軟件繪制出簡易的數(shù)字直流電壓表電路原理圖。數(shù)字直流電壓表電路圖的工作原理是：輸入模擬電壓，對(duì)模擬電壓信號(hào)進(jìn)行處理然后再由ADC0808的IN0通道進(jìn)入，這樣經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量經(jīng)過D0D7輸出通道再傳送給單片機(jī)芯片的P1口，接收到的數(shù)字量可以通過AT89C51進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過P0口輸出給譯碼器，從而7段數(shù)碼管的顯示段碼再傳送給74HC245譯碼然后去驅(qū)動(dòng)LED，、。此外，AT89C51還控制ADC0808的工作，單片機(jī)AT89C51通過從ALE引腳輸出方波，接到ADC0808的CLOCK,，A/D轉(zhuǎn)換完成產(chǎn)生中斷，單片機(jī)進(jìn)入中斷程序，然后送給LED顯示?？傮w電路設(shè)計(jì)完畢，利用Proteus制出硬件的原理結(jié)構(gòu)圖，并作相應(yīng)的檢查、修改、及測試，直至完成完善的硬件原理結(jié)構(gòu)圖。本設(shè)計(jì)目的是能對(duì)電壓進(jìn)行測量，顯示的功能和其他相應(yīng)的軟件配合。如圖310所示：圖310 系統(tǒng)電路圖4 程序設(shè)計(jì)主程序流程分成3個(gè)模塊，初始化模塊，顯示A/D轉(zhuǎn)換子程序模塊和子程序模塊構(gòu)成的。第一步，開始，系統(tǒng)自動(dòng)回到初始化狀態(tài)，此時(shí)，A/D轉(zhuǎn)化子程序啟動(dòng)，將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，測量限值比較，若輸入的模擬電壓大于電壓表的測量范圍，則系統(tǒng)蜂鳴器報(bào)警且輸出電壓表測量電壓最大值，若輸入電壓小于測量范圍，則系統(tǒng)正常運(yùn)行且輸出準(zhǔn)確電壓，接著顯示子程序啟動(dòng)，數(shù)字信號(hào)通過LED顯示板顯示數(shù)值，流程結(jié)束。如下圖所示：圖41 數(shù)字電壓表主程序框圖啟動(dòng)電源前，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，蜂鳴器關(guān)閉，LED顯示關(guān)閉，定時(shí)器初始化。啟動(dòng)電源，輸入被測模擬電壓值，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換程序，譯碼器獲得電壓數(shù)值，通過LED顯示器顯示，此時(shí)判斷被測電壓是否超出測量范圍，若超出，蜂鳴器報(bào)警，輸出測量范圍最大值；若正常，則輸出準(zhǔn)確電壓。另外，還可設(shè)置系統(tǒng)電壓的測量范圍，通過限制設(shè)置一欄設(shè)定想要的測量范圍。主程序核心代碼：//主程序void main(){ int value。 //電壓數(shù)據(jù) unsigned int delay_count=0。 //延時(shí)計(jì)數(shù) BUZ=0。 //上電先關(guān)閉蜂鳴器 LED=1。 //關(guān)LED TimerInit()。 //定時(shí)器初始化 while(1) { delay_count++。 //延時(shí)計(jì)數(shù)+1 if(delay_count5000) { delay_count=0。 //延時(shí)計(jì)數(shù)清0 value=GetValue()。 //獲取電壓 ValueDis(value)。 //顯示電壓 if(value=valueMAX) //電壓正常 { BUZ=0。 //關(guān)蜂鳴器 LED=1。 //關(guān)LED b_over=0。 //超限標(biāo)志 } else //電壓超限 { b_over=1。 //超限標(biāo)志 } } if(KEY1 == 0) //按鍵1設(shè)定限值 { while(!KEY1)。 //等待按鍵松開 SetFun()。 //設(shè)定限值 } }} A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖模擬輸入電壓經(jīng)過ADC0808轉(zhuǎn)換成數(shù)值，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換子程序移入相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，輸入電壓與A/D轉(zhuǎn)化結(jié)果對(duì)比，正確則輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果，錯(cuò)誤則重新對(duì)比，將正確的輸出結(jié)果進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換，以數(shù)值形式顯示結(jié)果，顯示階段出現(xiàn)問題則重新回到啟動(dòng)轉(zhuǎn)化階段重復(fù)循環(huán)，顯示正確數(shù)值后A/D轉(zhuǎn)換子程序結(jié)束。流程如圖42所示,轉(zhuǎn)換子程序經(jīng)過一段時(shí)間調(diào)用一次。圖42 A/D轉(zhuǎn)化流程圖開始后，鎖存通道地址，復(fù)位電路自動(dòng)復(fù)位，延時(shí)3毫秒，下降沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，延時(shí)，設(shè)置ADOE=1時(shí)，引腳置為讀，當(dāng)輸入ADOE=1，等待轉(zhuǎn)換，通過ADC0808允許數(shù)據(jù)輸出，譯碼器讀取AD數(shù)據(jù)，反之，當(dāng)輸入ADOE=0時(shí)，禁止數(shù)據(jù)輸出，且返回AD數(shù)據(jù)。A/D轉(zhuǎn)換程序代碼：//讀ADC數(shù)據(jù)u8 ReadData(){ u8 adda。 ADALE=1。 ADALE=0。 //鎖存通道地址 ADSTART=1。 //上升沿復(fù)位 Delayms(3)。 //延時(shí)幾毫秒 ADSTART=0。 //下降沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 Delayms(3)。 //延時(shí)幾毫秒 ADEOC=1。 //引腳置為讀 while(!ADEOC)。 //等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 ADOE=1。 //數(shù)據(jù)輸出允許 adda=ADCPORT。 //讀取AD數(shù)據(jù) ADOE=0。