【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間， START應(yīng)保持低電平。本信號(hào)有時(shí)簡(jiǎn)寫為 ST。 (5)D7～ D0：數(shù)據(jù)輸出線。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。 D0 為最低位， D7 為最高。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 (6)OE：輸出允許信號(hào)。用于 控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 (7)CLK：時(shí)鐘信號(hào)。 ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。通常使用頻率為 500KHz 的時(shí)鐘信號(hào)。 (8)EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。 EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換； EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。使用中該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。 (9)Vcc： +5V 電源， GND：地。 (10)Vref：參考電壓。參考電壓用來(lái)與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼 近的基準(zhǔn)。其典型值為 +5V(Vref(+)=+5V, Vref()=0V)。 ADC0809 的工作原理 首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號(hào)變低，指哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到 A/D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng)OE 輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 圖 38 ADC0809 信號(hào)的時(shí)序配合 （注意： ALE 信號(hào)常與 START 信號(hào)連在一起，這樣連接可以在信號(hào)的前沿寫入地址信號(hào)，在其后沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，圖 38 為 ADC0809信號(hào)的時(shí)序配合圖）。 STC89C52 與 ADC0809 的連接 STC89C52 與 ADC0809 的連接電路如圖 39 所示。 STC89C52 與 ADC0809 的連接必須注意處理好 3 個(gè)問(wèn)題： (1)在 START 端送一個(gè) 100ns 寬的啟動(dòng)正脈沖； (2)獲取 EOC 端上的狀態(tài)信息，因?yàn)樗?A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)束標(biāo)志； (3)給 “ 三態(tài)輸出鎖存器 ” 分配一 個(gè)端口地址，也就是給 OE 端送一個(gè)地址譯碼器的輸出信號(hào)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 39 STC89C52 與 ADC0809 的連接電路 四 位一體 LED 數(shù)碼管 顯示模塊主要由一個(gè) 4位一體的 供陽(yáng) 7段 LED數(shù)碼管 (SM410564)構(gòu)成，用于顯示測(cè)量到的電壓值。它是一個(gè)共陽(yáng)極的數(shù)碼管，每一位 數(shù) 碼 管 的 原 理 圖 如 圖 310(a) 所 示 。 每 一 位 數(shù) 碼 管 的a,b,c,d,e,f,g 和 dp 端都各自連接在一起，用于接收 STC89C52 的P1 口產(chǎn)生的顯示段碼。 1， 2， 3， 4 引腳端為其位選端，用于接收STC89C52 的 P3口產(chǎn)生的位選碼。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 310(b)和圖 311 分別為其引腳圖和實(shí)物圖。 （ a）數(shù)碼管原理圖 (b)數(shù)碼管引腳圖 圖 310 四 位 一體 數(shù)碼管 圖 311 SM410564 數(shù)碼管實(shí)物圖 使用 LED 顯示時(shí)，為了顯示數(shù)字和符號(hào)，要為 LED 顯示器提供代碼，因?yàn)檫@些代碼是通過(guò)各段的亮與滅來(lái)為顯示不同字型的，因此稱之為段碼。 7 段發(fā)光二極管，再加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì) 8 段，因此提供給 LED 顯示器的段碼正好一個(gè)字節(jié)。各段與字節(jié)中各位的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 34 所示： 表 34 各引 腳與各段相對(duì)應(yīng)關(guān)系 a b c d e f g dpC O Me1d2dp3c4g546b73829f10a11112哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 代碼為 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 顯示段 dp g f e d c b a LED 顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式，本文采用的是動(dòng)態(tài)顯示方式。 7 段 LED 的段碼如表 35 所示。 表 35 7 段 LED 段碼 顯示字符 共陰極段碼 顯示字符 共陰極段碼 0 3FH C 39H 1 06H d 5EH 2 5BH e 79H 3 4FH f 71H 4 66H p 73H 5 6DH u 3EH 6 7DH t 31H 7 07H y 6EH 8 7FH H 76H 9 6FH L 38H 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 A 77FH “ 滅 ” 00H b 7CH 在 STC89C52 的 P3 口 與數(shù)碼管的 4 個(gè)公共端之間接有 4 個(gè) PNP型三極管，其型號(hào)為 9012，利用 9012 作為驅(qū)動(dòng)三極管使用，在三極管的基極接入 4 個(gè) 的限流電阻。三極管工作在開關(guān)狀態(tài)，其集電極接數(shù)碼管的 4 個(gè)公共端，發(fā)射極接電源電壓。當(dāng)單片機(jī)給數(shù)碼管提供控制信號(hào)使三極管工作在飽和狀態(tài)即相當(dāng)于開關(guān)閉合狀態(tài)，數(shù)碼管公共端接入高電平開始顯示單片機(jī) P1 口提供的段碼值。數(shù)碼管與驅(qū)動(dòng)三極管 9012 的連接圖如圖 312。 圖 312 數(shù)碼管與驅(qū)動(dòng)三極管 9012 的連接 本章小結(jié) 本章通過(guò)對(duì)于簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的硬件 (包括數(shù)據(jù)處理芯片STC89C52 和模數(shù)轉(zhuǎn)換 ADC080數(shù)碼管 ) 的描述，具體說(shuō)明了數(shù)據(jù)哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 處理芯片和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的概念、功能及內(nèi)部引腳結(jié)構(gòu)圖，并通過(guò)圖表描繪了其工作條件、原理和在本數(shù)字電壓表中的應(yīng)用情況，并就它們的連接進(jìn)行了說(shuō)明。本章還展示了 LED 的實(shí)物圖和與驅(qū)動(dòng)方式，就前期硬件進(jìn)行了深刻的闡述。并對(duì)電路的具體電路通過(guò)原理圖、連接圖進(jìn)行了分析，如單片機(jī)的最小電路（復(fù)位電路和時(shí)鐘電路）。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 初始化調(diào)用 A / D 轉(zhuǎn)換子程序調(diào)用顯示子程序第 4 章 軟件的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件概述 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用了匯編語(yǔ)言編程，程序在 Windows2021環(huán)境下采用 Wave E2021 在線可編程技術(shù)編寫。 (總程序見附錄 4) 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 初始化中主要對(duì) STC89C52， ADC0809 的管腳和數(shù)碼管的位選及所用到的內(nèi)存單元 70H,78H,79H,7AH 進(jìn)行初始化設(shè)置。 準(zhǔn)備工作做好后便啟動(dòng) ADC0809對(duì) IN0～ IN7腳輸入進(jìn)的 8個(gè) 0～5V 模擬電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的 0～ 255 十進(jìn)制數(shù)字量。 在數(shù)據(jù)處理子程序中，運(yùn)用標(biāo)度變換知識(shí)，編寫算法將 0～ 255十進(jìn)制數(shù)字量轉(zhuǎn)換成 ～ 的數(shù)據(jù)，輸出到顯示子程序進(jìn)行顯示。 整個(gè)主程序就是在 A/D 轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)處理及顯示程序循環(huán)執(zhí)行。 整哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 個(gè)程序流程框圖如圖 41 所示。 圖 41 主 4 程序流程圖 子程序設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換子程序 啟動(dòng) ADC0809 對(duì)模擬量輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過(guò)判斷 EOC（ 引腳）來(lái)確定轉(zhuǎn)換是否完成，若 EOC 為 0，則繼續(xù)等待；若 EOC 為 1，則把 OE 置位，將轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到 70H 中。 程序流程圖如圖 42 所示。 圖 42 A/D 轉(zhuǎn)換程序流程圖 數(shù)據(jù)處理子程序 開 始初 始 化啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束 ?（ =1 ）否是 置位，允許輸出將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié) 束哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 數(shù)據(jù)處理子程序主要根據(jù)標(biāo)度變換公式 41，把 0～ 255 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為 ～ 。 0000 )( NN NNAAAAmXmX ????? (41) XA —— 模擬測(cè)量值； 0A —— 模擬輸入最小值； mA —— 模擬輸入最大值； XN —— 模數(shù)轉(zhuǎn)換后的值； 0N —— 模數(shù)轉(zhuǎn)換后的最小值； mN —— 模數(shù)轉(zhuǎn)換后的最大值。 在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)要求知： 0A =0V, mA =5V, 0N =0, mN =255，則公式 11 可化簡(jiǎn)為： 512555)( 0000 XXmXmX NNNN NNAAAA ???????? (42) 程序流程圖如圖 43 所示 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 顯示子程序 顯示子程序采用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)三位數(shù)碼管的數(shù)值顯示。測(cè)量所得的 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)放在 70H 內(nèi)存單元中，測(cè)量數(shù)據(jù)在顯示時(shí)需轉(zhuǎn)換成 10 進(jìn)制 BCD 碼放在 78H～ 7AH 單元中。寄存器 R1 用作顯示數(shù)據(jù)地址指針。程序流程圖如圖 44 所示。 圖 43 數(shù)據(jù)處理子程序流程圖 開 始從 70H 中取數(shù)據(jù)，除以 51 得到個(gè)位，存放在 78H 中，余數(shù)移入 AF 0 =1 ？否是結(jié) 束余數(shù)與 51 的一半即 1 A H 帶借位相減比較，以便四舍五入，利用 F0余數(shù) 10 ，再除以 51商放入 A 中A = A +5數(shù)據(jù)調(diào)整，相當(dāng)于五入A 放入 7 9 H 中，得到十分位再將余數(shù)放入 A 中，進(jìn)行除 51 操作四舍F 0 =0 ？否是A = A +5A 放入 7 AH 中，得到百分位四舍哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 44 顯示子程序流程圖 本章小結(jié) 本章在結(jié)束了硬件對(duì)于簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的影響后，轉(zhuǎn)而敘述軟件對(duì)該電壓表的應(yīng)用問(wèn)題。本章通過(guò)各種的程序流程圖，對(duì)應(yīng)用到的程序進(jìn)行說(shuō)明，包括主程序設(shè)計(jì)，子程序（ A/D 轉(zhuǎn)換子程序 、 數(shù)據(jù)處理子程序 、顯示子程序）設(shè)計(jì)。 開 始初 始 化R1 =8H ,P1 置高， P2 置低R1 A查表取得相應(yīng)斷碼輸出顯示置位 點(diǎn)亮小數(shù)點(diǎn)R1 =R 1+1R1 A查表取得相應(yīng)斷碼輸出顯示結(jié) 束R1 =R 1+1R1 A查表取得相應(yīng)斷碼輸出顯示哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 第五章 電源電路 5． 1 穩(wěn)壓電源 由于本系統(tǒng)對(duì)電源要求 為輸出 +5V 電壓 ,因此采用由三端穩(wěn)壓 器構(gòu)成的穩(wěn)壓電源 ，將 +9V 電壓 穩(wěn)壓之后就得到系統(tǒng)所 需要的電源 .要求輸出電壓為 5V。 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓成正比，因此，基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定性將直接影響穩(wěn)壓電路輸出電壓的穩(wěn)定性。在 W7800系列三端集成穩(wěn)壓器中，采用一種能帶間隙式基準(zhǔn)源，這種基準(zhǔn)源具有低噪聲、低溫漂的特點(diǎn)，在單片式集成穩(wěn)壓器中被廣泛應(yīng)用。 本系統(tǒng)選用的是 W7805。 78XX 系列集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用電路如 51圖所示，這是一個(gè)輸出 +5V 直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。 IC 采用集成穩(wěn)壓器 7805， C C5 分別為輸入端和輸出端濾波電容， RL 為負(fù)載電阻 ， VD 為電源指示燈 。 C41 10 0 u F / 50C51 04V in1GND2V o ut3D4W 7 8 05C64 7u F /1 6C71 04R 2 41KVD1L E D+9V++ 5V哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 51 電源電路 在 W7800 系列三端集成穩(wěn)壓器中，已將保護(hù)電路集成在芯片內(nèi)部，它們是限流保護(hù)電路、過(guò)熱保護(hù)電路、電壓保護(hù)電路。 本章小結(jié) 本章通過(guò)對(duì)于簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的電源選擇及選擇原因進(jìn)行了闡述，并說(shuō)明了 W7805 的工作條件、功能及其優(yōu)勢(shì)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 第六章 系統(tǒng)調(diào)試及性能分析 電壓測(cè)試結(jié)論 “標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表與簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表對(duì)比如表 61 所示。從表中的 數(shù)據(jù) 可以看出簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表測(cè)得的絕對(duì)誤差均在 以內(nèi)，這與采用 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器所能達(dá)到的