【正文】 式 50 可知， =3K。用上述的理論可以分別計算出各電阻和電容的值，rRn47R具體值看下面的電路。圖 39 交流放大器的設(shè)計 直流放大電路在本系統(tǒng)中的設(shè)計經(jīng)上述反相比例放大電路的設(shè)計理論，設(shè)計一個放大倍數(shù)為 10 的直流放大器如下圖 310：圖 310 直流放大器的設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換單片機控制和液晶顯示部分的設(shè)計A/D 轉(zhuǎn)換單片機控制和液晶顯示電路設(shè)計如下圖 311：圖 311 A/D 轉(zhuǎn)換單片機控制和液晶顯示電路的設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換電路A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度對測量電路極其重要，它的參數(shù)關(guān)系到測量電路性能。本設(shè)計采用雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器，它的性能比較穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換精度高，具有很高的抗干擾能力，電路結(jié)構(gòu)簡單，其缺點是工作速度較低。在對轉(zhuǎn)換精度要求較高，而對轉(zhuǎn)換速度要求不高的場合如電壓測量有廣泛的應(yīng)用。（1）雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理（a） (b)圖 312 A/D 轉(zhuǎn)換器（a）A/D 轉(zhuǎn)換器原理圖 （b ） 雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器的波形圖雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理如圖 312(a)所示：對輸入模擬電壓和基準電壓進行兩次積分，先對輸入模擬電壓進行積分，將其變換成與輸入模擬電壓成正比的時間間隔 T1，再利用計數(shù)器測出此時間間隔，則計數(shù)器所計的數(shù)字量就正比于輸入的模擬電壓；接著對基準電壓進行同樣的處理。圖 312(b)為雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器的波形。在常用的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片（如 ADC 080ICL7135 、ICL7109 等）中，ICL7135 與其余幾種有所不同，它是一種四位半的雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器，具有精度高（精度相當于14 位二進制數(shù)） 、價格低廉、抗干擾能力強等優(yōu)點。（2） 7135 的應(yīng)用圖 313 ICL7135 的引腳圖㈠ 7135 主要特點如下：① 雙積型 A/D 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速度慢。② 在每次 A/D 轉(zhuǎn)換前，內(nèi)部電路都自動進行調(diào)零操作，可保證零點在常溫下的長期穩(wěn)定。 ③ 具有自動極性轉(zhuǎn)換功能。能在但極性參考電壓下對雙極性模擬輸入電壓進行 A/D 轉(zhuǎn)換。 ④ 模擬出入可以是差動信號，輸入電阻極高，輸入電流典型值 1PA。⑤ 所有輸出端和 TTL 電路相容。 ⑥ 有過量程（OR）和欠量程（UR）標志信號輸出，可用作自動量程轉(zhuǎn)換的控制信號。 ⑦ 輸出為動態(tài)掃描 BCD 碼。 ⑧ 對外提供六個輸入,輸出控制信號(R/H,BUSH,ST,POL,OR,UR),因此除用于數(shù)字電壓表外,還能與異步接收 /發(fā)送器,微處理器或其它控制電路連接使用。 ⑨ 采用 28 外引線雙列直插式封裝，外引線功能端排列如圖 313 所示。㈡ 7135 數(shù)字部分數(shù)字部分主要由計數(shù)器、鎖存器、多路開關(guān)及控制邏輯電路等組成。7135 一次A/D 轉(zhuǎn)換周期分為四個階段：自動調(diào)零（AZ） ； 被測電壓積分（INT） ；基準電壓反積分（DE） ；積分回零（ZI） 。具體內(nèi)部轉(zhuǎn)換過程這里不做祥細介紹，主要介紹引腳的使用。圖 314 ICL7135 的波形圖① R/H （25 腳）當 R/H=“1”（該端懸空時為“1” ）時， 7135 處于連續(xù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)，每 40002 個時鐘周期完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換。若 R/H 由“1” 變“0”，則 7135 在完成本次A/D 轉(zhuǎn)換后進入保持狀態(tài)，此時輸出為最后一次轉(zhuǎn)換結(jié)果，不受輸入的影響。因此利用 R/H 端的功能可以使數(shù)據(jù)有保持功能。若把 R/H 端用作啟動功能時，只要在該端輸入一個正脈沖（寬度≥300ns），轉(zhuǎn)換器就從 AZ 階段開始進行 A/D 轉(zhuǎn)換。注意：第一次轉(zhuǎn)換周期中的 AZ 階段時間為 900110001 個時鐘脈沖，這是由于啟動脈沖和內(nèi)部計數(shù)器狀態(tài)不同步造成的。② /ST（26 腳）每次 A/D 轉(zhuǎn)換周期結(jié)束后，ST 端都輸出 5 個負脈沖，其輸出時間對應(yīng)在每個周期開始時的 5 個位選信號正脈沖的中間，ST 負脈沖寬度等于 1/2時鐘周期。第一個 ST 負脈沖在上次轉(zhuǎn)換周期結(jié)束后 101 個時鐘周期產(chǎn)生。因為每個選信號（D5D1 ）的正脈沖寬度為 200 個時鐘周期（只有 AZ 和 DE 階段開始時的第一個 D5 的脈沖寬度為 201 個 CLK 周期），所以 ST 負脈沖之間相隔也是 200個時鐘周期。需要注意的是，若上一周期為保持狀態(tài)（R/H=“0”）則 ST 無脈沖信號輸出。ST 信號主要用來控制將轉(zhuǎn)換結(jié)果向外部鎖存器、UARTs 或微處理器進行傳送。③ BUSY（21 腳）在雙積分階段（INT+DE）， BUSY 為高電平，其余時為低電平。因此利用 BUSY 功能，可以實現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的遠距離雙線傳送，其還原方法是將 BUSY 和 CLK“與”后來計數(shù)器，再減去 10001 就可得到原來的轉(zhuǎn)換結(jié)果。④ OR（27 腳）當輸入電壓超出量程范圍時，OR 將會變高。該信號在 BUSY信號結(jié)束時變高。在 DE 階段開始時變低。⑤ UR（28 腳）當輸入電壓等于或低于滿量程的 9%，則一當 BUST 信號結(jié)束，UR 將會變高。該信號在 INT 階段開始時變低。⑥ POL（23 腳）該信號用來指示輸入電壓的極性。當輸入電壓為正，則 POL等于“1”，反之則等于“0”。該信號 DE 階段開始時變化，并維持一個 A/D 轉(zhuǎn)換調(diào)期。⑦ 位驅(qū)動信號 DDDDD1（111120 腳）每一位驅(qū)動信號分別輸出一個正脈沖信號，脈沖寬度為 200 個時鐘周期，其中 D5 對應(yīng)萬位選通，以下依次為千、百、十、個位。在正常輸入情況下，D5D1 輸出連續(xù)脈沖。當輸入電壓過量程時，D5D1 在 AZ 階段開始時只分別輸出一個脈沖，然后都處于低電平，直至 DE 階段開始時才輸出連續(xù)脈沖。利用這個特性，可使得顯示器件在過程時產(chǎn)生一亮一暗的直觀現(xiàn)象。 ⑧ BBBB1（11113 腳）該四端為轉(zhuǎn)換結(jié)果 BCD 碼輸出，采用動態(tài)掃描輸出方式，即當位選信號 D5=“1”時，該四端的信號為萬位數(shù)的內(nèi)容，D4=“1”時為千位數(shù)內(nèi)容，其余依次類推。在個、十、百、千四位數(shù)的內(nèi)容輸出時，BCD 碼范圍為 00001001，對于萬位數(shù)只有 0 和 1 兩種狀態(tài)，所以其輸出的 BCD 碼為“0000”和“0001”。當輸入電壓過量程時，各位數(shù)輸出全部為零，這一點在使用時應(yīng)注意。 最后還要說明一點，由于數(shù)字部分以 DGNG 端作為接地端，所以所有輸出端輸出電平以 DGNG 作為相對參考點。基準電壓，基準電壓的輸入必須對于模擬公共端 COM是正電壓。 圖 315 ICL7135 與系統(tǒng)的連接圖 圖 316 CD4060 時鐘發(fā)生電路 （三） 與單片機系統(tǒng)的串行連接在 ICL7135 與單片機系統(tǒng)進行連接時，使用并行采集方式，要連接 BCD 碼數(shù)據(jù)輸出線，可以將 ICL7135 的/STB 信號接至 AT89S52 的 （INT0） 。 ICL7135 需要外部的時鐘信號，本設(shè)計采用 CD4060 來對 4M 信號進行 3 2 分頻得到 125KHz 的時鐘信號。圖 316 為 CD4060 時鐘發(fā)生電路，CD4060 計數(shù)為 14 級2 進制計數(shù)器，在數(shù)字集成電路中可實現(xiàn)的分頻次數(shù)最高，而且 CD4060 還包含振蕩電路所需的非門，使用更為方便。 單片機部分圖 317 89S52 引腳圖單片機選用的是 ATMEL 公司新推出的 AT89S52，如圖 317 所示。該芯片具有低功耗、高性能的特點，是采用 CMOS 工藝的 8 位單片機，與 AT89C51 完全兼容。AT89S52 還有以下主要特點：① 采用了 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲器（NVSRAM ）技術(shù)；② 其片內(nèi)具有 256 字節(jié) RAM，8KB 的可在線編程（ISP）FLASH 存儲器；③ 有 2 種低功耗節(jié)電工作方式：空閑模式和掉電模式；④ 片內(nèi)含有一個看門狗定時器（WDT） ，WDT 包含一個 14 位計數(shù)器和看門狗定時器復(fù)位寄存器(WDTRST) ，只要對 WDTRST 按順序先寫入 01EH，后寫入0E1H， WDT 便啟動，當 CPU 由于擾動而使程序陷入死循環(huán)或“ 跑飛”狀態(tài)時，WDT即可有效地使系統(tǒng)復(fù)位，提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。 液晶顯示部分顯示接口用來顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，命令或采集的電壓數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)顯示部分用的是 LCD 液晶模塊，采用一個 161 的字符型液晶顯示模塊。 點陣圖形式液晶由 M 行N 列個顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有 64 行，每行有 128 列，每 8 列對應(yīng) 1 個字節(jié)的 8 個位，即每行由 16 字節(jié)，共 168=128 個點組成，屏上 6416 個顯示單元和顯示 RAM 區(qū) 1024 個字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。一個字符由 68 或 88 點陣組成，即要找到和屏上某幾個位置對應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8 個字節(jié)，并且要使每個字節(jié)的不同的位為‘1’，其它的為‘0’ ，為‘1’的點亮，為‘0’的點暗，這樣一來就組成某個字符。(一) 1601 使用說明圖 318 1601 引腳圖表 31 LCD1601 液晶模塊的引腳引腳 符號 功能說明1 GND 接地2 Vcc ＋5V3 VL 驅(qū)動 LCD，一般將此腳接地4 RS寄存器選擇 0：指令寄存器（WRITE）Busy flag,位址計數(shù)器（READ） 1：數(shù)據(jù)寄存器（ WRITE,READ）5 R/W READ/WRITE 選擇 1：READ 0：WTITE6 E 讀寫使能（下降沿使能）7 DB0 低 4 位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線8 DB19 DB210 DB311 DB412 DB513 DB614 DB7高 4 位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線另外 DB7 也是一個 Busy flag寄存器選擇，如表所示：表 32 寄存器選擇控制線操作RS R/W 操作說明0 0 寫入指令寄存器（清除屏幕…等）0 1 讀 Busy flag(DB7),以及讀取位址計數(shù)器（ DB0~DB6)值1 0 寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）1 1 從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù)Busy flag(DB7)：在此位未被清除為“0” 時，LCD 將無法再處理其他指令要求。(1) 顯示地址：內(nèi)部地址計數(shù)器的計數(shù)地址：SB7=0(DB0～DB6)第一行00、002… …等，第二行 442… …等，可配合檢測 DB7=1 (RS=0,R/W=1)讀取目前顯示字的地址，判斷是否需要換行。表 33 LCD1601 161 顯示字的地址1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1600 01 02 03 04 05 06 07 40 41 42 43 44 45 46 47(2) 外部地址：DB7=1,亦即 80H＋內(nèi)部計數(shù)地址，可以用此方式將字顯示在某一位置。LCD 各地址列舉如下表：表 34 LCD1601 161 顯示字的外部地址1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1680 81 82 83 84 85 86 87 C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7注：161 16 字 1 行 1601表 35 LCD1601 的指令組設(shè)置碼指 令說 明 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0清除顯示幕 0 0 0 0 0 0 0 0 0 *光標回到原點 0 0 0 0 0 0 0 0 1 *進入模式設(shè)定 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S顯示幕 ON/OFF 0 0 0 0 0 0 1 D C B移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *功能設(shè)定 0 0 0 0 1 DL N F * *字發(fā)生器地址設(shè)定0 0 0 1 AGC設(shè)置顯示地址 0 0 0 1 ADD忙碌標志位 BF 0 0 1 BF顯示數(shù)據(jù) 1 0 寫入數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù) 1 1 讀取數(shù)據(jù)I/D I/D=1 表示加 1， I/D=0 表示減 1S S=1 表示顯示幕 ON S=0 表示 OFFD D=1 表示顯示屏幕 ON D=0 表示顯示屏幕 OFFC C=1 表示光標 ON C=0 表示光標 OFFB B=1 表示閃爍 ON B=0 表示顯示閃爍 OFF（續(xù)表）S/C S/C=1 表示顯示屏幕移位 S/C=0 光標移位R/L R/L=1 表示右移 R/L=0 表示左移DL DL=1 表示 8 位 DL=0 表示 4 位F F=1 表示 510 點矩陣 F=0 表示 57 點矩陣N N=1 表示 2 行顯示行 N=0 表示 1 行顯示行BF BF=1:內(nèi)部正在動作 BF=0:可接收指令或數(shù)據(jù)碼（二） 液晶顯示部分與 89S52 的接口 A T 8 9 S 5 2L C DD 7 D 0ER / WR S圖 319 液晶與 89S52 接口如圖所示：用 89S52 的 P2 口作為數(shù)據(jù)線，用 、 分別作為 LCD的 E、