基于51單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)(參考版)
2025-03-08 04:56本頁面
【正文】 在論文的設(shè)計(jì)過程中，由于我們知識(shí)匱乏，經(jīng)驗(yàn)不足，出現(xiàn)了很多問題，但張老師仍很認(rèn)真的對(duì)我們進(jìn)行細(xì)心的指導(dǎo)幫助我們改正錯(cuò)誤，在學(xué)習(xí)中，張老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及誨人不倦的師者風(fēng)范深深的感染和激勵(lì)著我，是我在以后的生活和學(xué)習(xí)過程中不斷學(xué)習(xí)的楷模，在此我衷心的感謝張老師，同時(shí)也要感謝我的合作伙伴。實(shí)驗(yàn) 李建忠：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用 .西安 :西安電子科技大學(xué)出版社。 王吉鵬等：微機(jī)原理與接口技術(shù)，高等教育出版社。 吳經(jīng)國：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)，中國電力出版社。雖然這次畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多、過程繁瑣但我們收獲很多，在這次設(shè)計(jì)過程中我們不僅對(duì) A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 有了進(jìn)一步熟悉，隨著設(shè)計(jì)的不斷深入對(duì)它的工作原理、啟動(dòng)設(shè)置、轉(zhuǎn)換結(jié)束判斷及輸出等都基本掌握，在和老師的溝通交流的過程中我們對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)，并且對(duì)實(shí)物的連接與布局 有了新的看法，對(duì)我們的專業(yè)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，希望在以后的實(shí)驗(yàn)中吸取更多地經(jīng)驗(yàn)學(xué)會(huì)更多的實(shí)踐知識(shí)。原理圖見附錄。輸出允許端 OE 接地，表示輸出三態(tài)門一直打開。在 MCS51 單片機(jī)系統(tǒng)中，常采用 74LS373 作為地址鎖存器使用，其連接方法如上圖所示。 (4) 74ls373 在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 當(dāng) 74LS373 用作地址鎖存器時(shí)，應(yīng)使 OE 為低電平，此時(shí)鎖存使能端 C 為高電平時(shí)，輸出 Q1~Q8 狀態(tài)與輸入端 D1~8 狀態(tài)相同；當(dāng) C 發(fā)生負(fù)的跳變時(shí)，輸入端 D1~D8 數(shù)據(jù)鎖入 Q1~Q8。 當(dāng) G=1 時(shí)，鎖存器輸出端同輸入端；當(dāng) G 由 “1”變?yōu)?“0”時(shí)，數(shù)據(jù)輸入 鎖存器中。 (3)74LS373 真值表 G 輸出 Q 0 0 保持原輸入 1 0 輸出 =輸入 X 1 高阻狀態(tài) 基于 51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 20 0——低電平 ； 1——高電平； X——不定態(tài)； Q0——建立穩(wěn)態(tài)前 Q 的電平； G——數(shù)據(jù)鎖存控制端，與 80C51ALE 連高電平 ， 暢通無阻低電平 ， 關(guān)門鎖存。 (2)當(dāng) 1 腳是 低電平時(shí) ,只要 11 腳 (鎖存控制端 ,G)上出現(xiàn)一個(gè)下降沿 ,輸出2(Q1)、 5(Q2)、 6(Q3)、 9(Q4)、 12(Q5)、 15(Q6)、 16(Q7)、 19(Q8)立即呈現(xiàn)輸入腳 1 1 1 18 的狀態(tài) . 鎖存端 LE 由高變低時(shí)，輸出端 8 位信息被鎖存，直到 LE 端再次有效。 基于 51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 18 第四章 硬件設(shè)計(jì)分析 電源設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中利用橋式整流和電容濾波以及 7805 集成穩(wěn)壓來輸出 +5V 電壓，以滿足 80C51， ADC0809， 74LS373 等器件的工作需求，原理如下： 圖 電源原理 關(guān)于 74LS02， 74LS04 圖 (a) 74LS02 引腳 (b) 74LS04 引腳 四 2 輸入或非門 74LS02 和六反相器 74LS04 均是基本的集成門電路，輸出幅度大，帶負(fù)載能力強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，其工作電壓為 3~18V。 （ 2）啟動(dòng) ADC0809 先送通道地址到 ADDA~ADDC，由 ALE 鎖存通道號(hào)地址，再讓 START 有效啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換， 即執(zhí)行一條“ MOVX DPTR,A”指令產(chǎn)生 WR 信號(hào) ,使 ALE、 START 有效，鎖存通道號(hào)并啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換。啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換后，利用查詢?cè)?I/O口線引腳電平是否為 0 的方法讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。在中斷服務(wù)程序中讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。 （ 2）中斷法 中斷法利用 EOC 作為向 80C51 申請(qǐng)中斷信號(hào)。 （ 1）軟件延時(shí)法 軟件延時(shí)法是指用軟件延時(shí)等待一次 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束。 ADC0809 轉(zhuǎn)換結(jié)束的判斷方法 在 ADC0809 編寫程序時(shí)，首要問題是如何判斷一次 A/D 轉(zhuǎn)換何時(shí)結(jié)束，在此基礎(chǔ)上才能正確讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。 （ 5） 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù) EOC 信號(hào)來判斷。 （ 3） 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到 A， B， C 端口上。 ADC0809 的應(yīng)用指導(dǎo) ADC0809 應(yīng)用說明 （ 1） ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與 AT89S51 單片機(jī)直接相連。同理， OE 信號(hào)也可以由 80C51 的 和基于 51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 16 RD“或非”而成。例如，晶振頻率采用 12MHz時(shí)， ALE 的頻率為 2MHz，經(jīng)過 4 分頻后為 500KHz，才能與 ADC0809的 CLK 時(shí)鐘端相連。該電路中借用 80C51 的 ALE 輸出。 它的通道地址選擇信號(hào) ADDA~ADDC 均經(jīng)過 74LS373 鎖存，與 80C51 的P0 口中的任意 3 根 I/O 口線連接（圖中與 、 、 相連）。此結(jié)果可直接連接到單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線上。 （ 3） 3 位地址碼的鎖存與譯碼裝置 對(duì)所輸入的 3 位地址碼進(jìn)行鎖存和譯碼，并將地址選擇結(jié)果送給 8 路模擬量選擇開關(guān)。此時(shí)的轉(zhuǎn)換關(guān)系如表 2 所示： VCC\GND：工作電源和接地 表 1 ADC0809 的輸入輸出關(guān)系 輸入模擬電壓 輸出數(shù)字量 輸入模擬量 輸出數(shù)字量 0 0000 0000B ... ... ... ... 5 1111 1000 0000B 表 2 地址與模擬量通道之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 ADDC ADDB ADDA 選中通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 基于 51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 14 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，它包含以下幾部分： （ 1） 8 路模擬量選擇開關(guān) 根據(jù)地址鎖存與譯碼裝置所提供的地址，從 8 個(gè)輸入的 0V~5V 模擬量中選擇一個(gè)輸出。該地址與 8 個(gè)模擬量輸入，通道的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 1 所示 : 基于 51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 13 VREF+、 VREF正負(fù)參考電壓。在 ALE=1 時(shí)，鎖存ADDA~ADDC,選中模擬量輸入。 CLK：實(shí)時(shí)時(shí)鐘，頻率范圍為 10KHZ~1280KHZ，典型值為 640KHZ。 OE 端的電平由低變高時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)果被送到數(shù)據(jù)線上。該信 號(hào)可以作為 CPU 查詢 A/D 轉(zhuǎn)換是否完成的信號(hào)，也可以作為向 CPU 發(fā)出中斷申請(qǐng)的信號(hào)。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。 D0~D7： 8 位數(shù)字量輸出端。 PSEN： 片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出引腳。 ALE/PROG： 地址鎖存允許信號(hào)輸出引腳 /編程脈沖輸入引腳。 ~：通用 I/O 引腳或第二功能引腳（ RXD、 TXD、 INT0、 INT T0、T WR 、 RD）。 ~：通用 I/O 引腳。 XTAL2：外接晶振輸入端（采用外部振蕩器時(shí)，此引腳作為外部振蕩信號(hào)輸入端）。 GND：接地端。但在 A/D轉(zhuǎn)換前，輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)必須經(jīng)各種傳感器把各種物理量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào) 。前者是將 A/D 采集的數(shù)字信號(hào)
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