畢業(yè)設(shè)計(jì)基于at89s52的直流數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-06 19:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 電路連接圖如下圖 ： 圖 A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口電路 A/D 轉(zhuǎn)換器是模擬量輸入通道中的一 個(gè)環(huán)節(jié)， 單片機(jī)通過 A/D 轉(zhuǎn)換器把輸入模擬量變成數(shù)字量再處理。 隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，目前不同廠家已經(jīng)生產(chǎn)出了多種型號(hào)的 A/D 轉(zhuǎn)換器，以滿足不同應(yīng)用場合的需要。如果按照轉(zhuǎn)換原理劃分，主要有 3 種類型，即雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器和并行式 A/D 轉(zhuǎn)換器。目前最常用的是雙積分和逐次逼近式。 雙積分 式 A/D 轉(zhuǎn)換器具有抗干擾能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)換精度高、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，比如 ICL71XX系列 等，它們 通常帶有自動(dòng)較零、七段碼輸出等功能。與雙積分相比，逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn) 6 換的轉(zhuǎn)換速度更快，而且精度更高，比如 ADC080 ADC0809 等，它們通常具有 8 路模擬選通開關(guān)及地址譯碼、鎖存電路等，它們可以與單片機(jī)系統(tǒng)連接 ，將數(shù)字量送單片機(jī)進(jìn)行分析和顯示。 本設(shè)計(jì) 中， 要求精度小于 %，則 必須選用分辨率大于 8位的芯片，如 10位、 12 位、14位或 16 位 A/D轉(zhuǎn)換器，比如 AD57 AD574A、 ADC1140 等。本電路采用 AD574A。 AD574A是美國 Analog Device公司在 AD574的基礎(chǔ)上改進(jìn)過的一種完全 12位單片 A/D轉(zhuǎn)換器。它采用逐次逼近型的 A/D 轉(zhuǎn)換器，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為 25us，轉(zhuǎn)換精度為 %，所以 適合于高精度的快速轉(zhuǎn)換采樣系統(tǒng)。芯片內(nèi)部 包含微處理器借口邏輯（有三態(tài)輸出緩沖器），故可直接與各種類型的 8位或者 16 位的微處理器連接，而無需附加邏輯接口電路，切能與 CMOS 及 TTL 電路兼容。 AD574A 采用 28 腳雙列直插標(biāo)準(zhǔn)封裝，其引腳圖如下 : 圖 A/D574A 有 5根控制線，邏輯控制輸入信號(hào)有： A0：字節(jié)選擇控制信號(hào)。 CE：片啟動(dòng)信號(hào)。 /CS：片選信號(hào)。 當(dāng) /CS=0， CE=1 同時(shí)滿足時(shí)， AD574 才處于工作狀態(tài)，否則工作被禁止。 R/C：讀數(shù)據(jù) /轉(zhuǎn)換控 制信號(hào)。 12/8：數(shù)據(jù)輸出格式選擇控制信號(hào)。當(dāng)其為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng) 12位并行輸出；為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng) 8 位輸出。 當(dāng) R/C=0，啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換：當(dāng) A0=0，啟動(dòng) 12位 A/D 轉(zhuǎn)換方式；當(dāng) A0=1，啟動(dòng) 8 位轉(zhuǎn)換方式。 當(dāng) R/C=1，數(shù)據(jù)輸出， A0=0 時(shí)，高 8 位數(shù)據(jù)有效； A0=1 時(shí)，低 4位數(shù)據(jù)有效 ，中間 4位為 0，高 4位為三態(tài)。 輸出信號(hào)有： 7 STS：工作狀態(tài)信號(hào)線。當(dāng)啟動(dòng) A/D 進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)， STS 為高電平；當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為低電平。則可以利用此線驅(qū)動(dòng)一信號(hào)二極管的 亮滅，從而表示是否處于 A/D 轉(zhuǎn)換。 其它管腳功能 如下： 10Vin,20Vin：模擬量輸入端，分別為 10V 和 20V 量程的輸入端，信號(hào)的另一端接至AGND。 DB11~DB0： 12 位 數(shù)字量輸出端，送單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 REF OUT ： 10V 內(nèi)部參考電壓輸 出 端。 REF IN ：內(nèi)部解碼網(wǎng)絡(luò)所需參考電壓輸入端。 BIP OFF ：補(bǔ)償校正端，接至正負(fù)可調(diào)的分壓網(wǎng)絡(luò)， 0輸入時(shí)調(diào)整數(shù)字輸出為 0； AGND：接模擬地。 DGND：接數(shù)字地。 與單片機(jī)接口 由于對(duì) AD574A 12引腳的外接電路有不同連接方式，所以 AD574A 與單片機(jī)的接口方案有兩種，一種是單極性接法，可實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào) 0～ 10V 或者 0～ 20V 的轉(zhuǎn)換；另一種為雙極性接法，可實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào) 5～ +5V 或者 10～ +10V 之間轉(zhuǎn)換。 我們采用單極性接法，電路圖如下 ： 根據(jù)芯片管腳的原理， 無論啟動(dòng)、轉(zhuǎn)換還是結(jié)果輸出，都要保證 CE 端為高電平，所以可以將單片機(jī)的 /RD 引腳和 /WR 端通過與非門與 AD574A 的 CE 端連接起來。轉(zhuǎn)換結(jié)果分高 8 8 位、低 4 位與 P0 口相連，分兩次讀入，所以 12/8 端接地。同時(shí)，為了使 CS、 A0、 R/C在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)保持相應(yīng)的電平，可以將來 自單片機(jī)的控制信號(hào)經(jīng) 74LS373 鎖存后再接入。 CPU可采用中斷、查詢或者程序延時(shí)等方式讀取 AD574A 的轉(zhuǎn)換結(jié)果，本設(shè)計(jì)采用中斷方式，則將轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài) STS 端接到 （外部中斷 /INT0）。其工作過程如下： A. 當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 的寫指令，并使 CE=1， /CS=0， R/C=0， A0=0 時(shí)， 進(jìn)行 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)。 B. CPU 等待 STS 狀態(tài)信號(hào)送 口，當(dāng) STS 由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，就表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。 C. 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，單片機(jī)通過分兩次讀外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器操作，讀取 12位的轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。當(dāng) CE=1， /CS=0， R/C=1， A0=0 時(shí)，讀取高 8位；當(dāng) CE=1， /CS=0， R/C=1， A0=1 時(shí)，讀取低 4 位。 劃分 電路 由于本設(shè)計(jì) 要求測量的范圍是 0～ 500V， 而 A/D 轉(zhuǎn)換器的最大輸入電壓為 20V，所以要對(duì) 輸入的模擬電壓進(jìn)行分段和降壓處理。 根據(jù) AD574A 與單片機(jī)的單極性接法，可以將量程分為以下三段 ，并作相應(yīng)處理： 分段電壓 降壓 輸入 A/D轉(zhuǎn)換器電壓 0～ 20V V/1 0～ 20V 20～ 200V V/10 2～ 20V 200～ 500V V/100 2～ 5V 降 壓處理有多種方法，本設(shè)計(jì)用固定電阻的分壓電路進(jìn)行降壓， 分壓電阻分別為
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