【文章內(nèi)容簡介】 基于單 片機(jī)的數(shù)字多用表設(shè)計(jì) 8 此模塊主要由模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809 和雙 D型正沿觸發(fā)器 74LS74（帶預(yù)置和清除端）組成。 (1)主要特性： 路輸入通 道， 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位。 。 100μ s(時鐘為 640kHz 時 )， 130μ s（ 時鐘為 500kHz 時）。 +5V電源供電。 0～ +5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 40～ +85 攝氏度。 ，約 15mW。 (2)內(nèi)部結(jié)構(gòu)： ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近 式A/D 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如右圖所示，它由 8 路模擬 開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開關(guān)樹型 A/D 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、 邏輯控制和定時電路組成。 基于單 片機(jī)的數(shù)字多用表設(shè)計(jì) 9 (3)外部特性（引腳功能） ： ADC0809 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝，如左圖所示。下面說明各引腳功能。 IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入端。 21～ 28： 8 位數(shù)字量輸出端。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路 ALE： 地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少 100ns 寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809 復(fù)位，下降沿啟動 A/D 轉(zhuǎn)換）。 EOC： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出， 當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當(dāng) A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 CLK： 時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于 640KHZ。 REF（ +）、 REF（ ） ：基準(zhǔn)電壓。 Vcc：電源，單一 +5V。 GND：地。 （ 4） ADC0809 的工作過程： 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 A/D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號變低，指示轉(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，這個信號可用作中斷申請。當(dāng) OE 輸入高電平 時，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。 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn) A/D 轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。為此可采用下述三種方式。 基于單 片機(jī)的數(shù)字多用表設(shè)計(jì) 10 對于一種 A/D 轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。例如 ADC0809 轉(zhuǎn)換時間為 128μ s，相當(dāng)于 6MHz 的 MCS51 單片機(jī)共 64 個機(jī)器周期?？蓳?jù)此設(shè)計(jì)一個延時子程序， A/D 轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用此子程序，延遲時間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 A/D 轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如 ADC0809 的 EOC 端。因此可以用查詢方式，測試 EOC 的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號 （ EOC） 作為中斷請求信號，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號有效時 ， OE 信號即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接受。 各模塊直接引腳連接方法 a) 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 － 與“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū) 域中的 ABCDEFGH端口連接。 b) 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 － 與“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的 S1－ S8 端口連接。 c) 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 與“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊”區(qū)域中的 ST 端子用導(dǎo)線相連接。 d) 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 與“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊”區(qū)域中的 OE 端子用導(dǎo)線相連接。 e) 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 與“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊”區(qū)域中的 EOC 端子用導(dǎo)線相連接。 f) 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 與“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊”區(qū)域中的 CLK 端子用導(dǎo)線相連接。 g) 把“模數(shù)轉(zhuǎn) 換模塊”區(qū)域中的 A2A1A0 端子用導(dǎo)線連接到 GND 端子上。 h) 把“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊”區(qū)域中的 IN0 端子用導(dǎo)線連接到“三路可調(diào)電壓模塊”區(qū)域中的 VR1 端子上。 i) 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 － 用 8 芯排線連接到“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊” 區(qū)域中的 D0－ D7 端子上。 基于單 片機(jī)的數(shù)字多用表設(shè)計(jì) 11 第三章 數(shù)字多用表的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總流程圖 根據(jù)上述，我們選擇單片機(jī)與 A/D 轉(zhuǎn)換芯片結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)。使用的基本元器件是： STC89C52 單片機(jī)， AD0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，數(shù)碼管顯示器，開關(guān)，電容，電阻，晶振，標(biāo)準(zhǔn)電 源等等。 基于單 片機(jī)的數(shù)字多用表設(shè)計(jì) 12 圖 系統(tǒng)總流程圖 物理量采集處理流程 開始 系統(tǒng)初始化 LED初始化 =1？ 使能 A/D轉(zhuǎn)換 單片機(jī)接收數(shù)據(jù) =1？ 轉(zhuǎn)換結(jié)果 送 LED 顯示 超限否？ 結(jié)束 報警 Y N Y N Y N 基于單 片機(jī)的數(shù)字多用表設(shè)計(jì) 13 圖 物理量采集處理流程 電壓測量過程流程圖 基于單 片機(jī)的數(shù)字多用表設(shè)計(jì) 14 圖 電壓測量流程圖 基于單 片機(jī)的數(shù)字多用表設(shè)計(jì) 15 電流的測量過程流程圖 圖 電流測量流程圖 基于單 片機(jī)的數(shù)字多用表設(shè)計(jì) 16 各模板仿真及源程序 仿真圖 分流電阻電路 觸發(fā)器 74LS74 分壓電阻電路 ADC0809 轉(zhuǎn)換電路 報警電路 基于單 片機(jī)的數(shù)字多用表設(shè)計(jì) 17 源程序 include include sbit LCD_RS=P1^0。 //RS 寄存器選擇 。高電平選數(shù)據(jù) 。低電平選指令 。 sbit LCD_RW=P