數(shù)字電壓表設計(編輯修改稿)
2024-07-31 21:34 本頁面
【文章內容簡介】 IN4 IN5 IN6 IN7 START：START為“啟動脈沖”輸入法，該線上正脈沖由CPU送來，寬度應大于100ns，上升沿清零SAR,下降沿啟動ADC工作。EOC: EOC為轉換結束輸出線，該線上高電平表示A/D轉換已結束，數(shù)字量已鎖入三態(tài)輸出鎖存器。D1D8：數(shù)字量輸出端，D1為高位。OE：OE為輸出允許端，高電平能使D1D8引腳上輸出轉換后的數(shù)字量。REF+、REF:參考電壓輸入量，給電阻階梯網絡供給標準電壓。Vcc、GND: Vcc為主電源輸入端，GND為接地端，一般REF+與Vcc連接在一起，REF與GND連接在一起. CLK:時鐘輸入端。 ADC0808的內部結構及工作流程ADC0808由8路模擬通道選擇開關，地址鎖存與譯碼器，比較器，8位開關樹型A/D轉換器，逐次逼近型寄存器，定時和控制電路和三態(tài)輸出鎖存器等組成，其內部結構如圖4所示。圖4 ADC0808的內部結構其中：（1）8路模擬通道選擇開關實現(xiàn)從8路輸入模擬量中選擇一路送給后面的比較器進行比較。（2）地址鎖存與譯碼器用于當ALE信號有效時，鎖存從ADDA、ADDB、ADDC 3根地址線上送來的3位地址，譯碼后產生通道選擇信號，從8路模擬通道中選擇當前模擬通道。（3）比較器，8位開關樹型A/D轉換器，逐次逼近型寄存器，定時和控制電路組成8位A/D轉換器，當START信號有效時，就開始對當前通道的模擬信號進行轉換，轉換完成后，把轉換得到的數(shù)字量送到8位三態(tài)鎖存器，同時通過引腳送出轉換結束信號。（4）三態(tài)輸出鎖存器保存當前模擬通道轉換得到的數(shù)字量，當OE信號有效時，把轉換的結果送出。ADC0808的工作流程為：（1）輸入3位地址，并使ALE=1,將地址存入地址鎖存器中，經地址譯碼器從8路模擬通道中選通1路模擬量送給比較器。（2）送START一高脈沖，START的上升沿使逐次寄存器復位，下降沿啟動A/D轉換，并使EOC信號為低電平。（3）當轉換結束時，轉換的結果送入到輸出三態(tài)鎖存器中，并使EOC信號回到高電平，通知CPU已轉換結束。（4）當CPU執(zhí)行一讀數(shù)據(jù)指令時，使OE為高電平，則從輸出端D0D7讀出數(shù)據(jù)。 單片機系統(tǒng) AT89C51性能ADC0808主要特性:8路8位A/D轉換器，即分辨率8位；具有鎖存控制的8路模擬開關；易與各種微控制器接口；可鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTL兼容；轉換時間：128μs；轉換精度：%；單個+5V電源供電；模擬輸入電壓范圍0 +5V，無需外部零點和滿度調整；低功耗，約15mW[6]。 AT89C51各引腳功能AT89C51提供以下標準功能：4KB的Flash閃速存儲器，128B內部RAM，32個I/O口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內震蕩器及時鐘電路，同時，AT89C51可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作，掉電方式保存RAM中的內容，但震蕩器停止工作并禁止其他所有工作直到下一個硬件復位。AT89C51采用PDIP封裝形式，引腳配置如圖5所示。圖5 AT89C51的引腳圖表2 P3口各位的第二功能P3口各位第二功能 RXT（串行口輸入） TXD（串行口輸出）/INT0（外部中斷0輸入）/INT1(外部中斷1輸入)T0（定時器/計數(shù)器0的外部輸入）T1（定時器/計數(shù)器1的外部輸入）/WR（片外數(shù)據(jù)存儲器寫允許） /RD（片外數(shù)據(jù)存儲器讀允許） 復位電路和時鐘電路 復位電路設計單片機在啟動運行時都需要復位，使CPU和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。MCS51單片機有一個復位引腳RST,采用施密特觸發(fā)輸入。當震蕩器起振后，只要該引腳上出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平即可確保時器件復位。復位完成后，如果RST端繼續(xù)保持高電平，MCS51就一直處于復位狀態(tài)，只要RST恢復低電平后，單片機才能進入其他工作狀態(tài)。單片機的復位方式有上電自動復位和手動復位兩種，圖6是51系列單片機統(tǒng)常用的上電復位和手動復位組合電路，只要Vcc上升時間不超過1ms，它們都能很好的工作。 圖6 復位電路 時鐘電路設計單片機中CPU每執(zhí)行一條指令，都必須在統(tǒng)一的時鐘脈沖的控制下嚴格按時間節(jié)拍進行，而這個時鐘脈沖是單片機控制中的時序電路發(fā)出的。CPU執(zhí)行一條指令的各個微操作所對應時間順序稱為單片機的時序。MCS51單片機芯片內部有一個高增益反相放大器，用于構成震蕩器，XTAL1為該放大器的輸入端，XTAL2為該放大器輸出端，但形成時鐘電路還需附加其他電路。 本設計系統(tǒng)采用內部時鐘方式，利用單片機內
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