機(jī)電一體化基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-27 19:26本頁(yè)面
【正文】 3) 可以利用單片機(jī)串口通信將電壓值傳送至電腦進(jìn)行同步顯示和后期處理。基于本設(shè)計(jì)中的電路，還可以擴(kuò)展很多其它方面的功能如：1）本次設(shè)計(jì)在采集模擬電壓量時(shí)只用到了ADC0809的IN0通道，完全可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)多通道輸入，并在LCD液晶顯示屏上顯示相對(duì)應(yīng)的通道值。在200MV檔中，電壓值的變化是由0200MV變化，而模擬開(kāi)關(guān)的變化為05V變化，（200/255）；在2V檔中，電壓值的變化是由2002000MV變化，模擬開(kāi)關(guān)的變化為05V變化，（1800/255）；在20V檔中，電壓值的變化是由22MV變化，模擬開(kāi)關(guān)的變化也為05V變化，（18/255）。在本次設(shè)計(jì)中只用到了一路輸入。例如A/D轉(zhuǎn)換來(lái)的數(shù)據(jù)為235，變換對(duì)應(yīng)的BCD碼為：235/50=4（是個(gè)位）余35/5=6（十分位）余5，余數(shù)5直接作百分位（此位不精確），BCD碼為0100 0110 ，緩存，調(diào)顯示程序顯示。這要變換成對(duì)應(yīng)十進(jìn)制的BCD碼才能顯示。顯示59 END 程序先定義了ADC0809的控制線，對(duì)其控制端口要注意的是操作時(shí)序。顯示數(shù)據(jù)表：TAB: DB 3FH, 06H,5BH,4FH,66H。三位是否顯示完？否則調(diào)到DISP1 RET。改變位碼 MOV R3,A INC R1。送位碼給P2口 LCALL DELAY。將整數(shù)的數(shù)碼管顯示小數(shù)點(diǎn)GO1: MOV P0,A。查表取段碼 CJNE R2,3,GO1。顯示值送A MOV DPTR,TAB。掃描初值送R3DISP1: MOV P2,0FFH。將小數(shù)的百分位清零GO : MOV R2,3。R1=5V?是往下執(zhí)行，否，則到GO MOV LED2,0H。調(diào)用顯示程序 AJMP WAIT。將變換后的十分位值送LED2 MOV LED3,B。將變換結(jié)果的余數(shù)放入A中，準(zhǔn)備十分位變換 MOV B,5。變換個(gè)位調(diào)整值50送B DIV AB MOV LED1,A。關(guān)閉輸出 MOV A,ADC。允許輸出信號(hào) MOV ADC,P1。在脈沖下降沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 JNB EOC,$。寄存器初始化 CLR SETB CLR 。跳轉(zhuǎn)到主程序執(zhí)行ORG 0030H。存放轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)ST BIT OE BIT EOC BIT 。初始化定義LED1 EQU 30HLED2 EQU 31HLED3 EQU 32H。但要真正實(shí)現(xiàn)電路對(duì)電壓的測(cè)量和顯示的功能，還需要有相應(yīng)的軟件配合，才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其中，接到ADC0809的CLOCK,，轉(zhuǎn)換完成后，[3]。圖711 簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表電路圖此電路的工作原理是：+5V模擬電壓信號(hào)通過(guò)變阻器VR1分壓后由ADC0809的IN0通道進(jìn)入（由于使用的IN0通道，所以ADDA,ADDB,ADDC均接低電平），經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字量經(jīng)過(guò)其輸出通道D0D7傳送給AT89C51芯片的P1口，AT89C51負(fù)責(zé)把接收到的數(shù)字量經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生正確的7段數(shù)碼管的顯示段碼傳送給四位LED，同時(shí)它還通過(guò)其四位I/、。為了簡(jiǎn)化數(shù)字式直流電壓表的電路設(shè)計(jì)，在LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)上，可以利用單片機(jī)P0口上外接的上拉電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，即將LED的AG段顯示引腳和DP小數(shù)點(diǎn)顯示引腳并聯(lián)到P0口與上拉電阻之間，這樣，就可以加大P0口作為輸出口德驅(qū)動(dòng)能力，使得LED能按照正常的亮度顯示出數(shù)字，如圖643所示。共陰極字段碼表顯示字符共陰極字段碼03FH106H25BH34FH466H56DH67DH707H87FH96FH LED數(shù)碼管與單片機(jī)接口設(shè)計(jì)由于單片機(jī)的并行口不能直接驅(qū)動(dòng)LED顯示器，所以，在一般情況下，必須采用專用的驅(qū)動(dòng)電路芯片，使之產(chǎn)生足夠大的電流，顯示器才能正常工作[7]。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中為了簡(jiǎn)化硬件線路設(shè)計(jì)，LED譯碼采用軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。硬件譯碼是指利用專門(mén)的硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示字符碼的轉(zhuǎn)換。圖642 4位LED引腳對(duì)于這種結(jié)構(gòu)的LED顯示器，它的體積和結(jié)構(gòu)都符合設(shè)計(jì)要求，由于4位LED陰極的各段已經(jīng)在內(nèi)部連接在一起，所以必須使用動(dòng)態(tài)掃描方式（將所有數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，用一個(gè)I/O接口控制）顯示。本系統(tǒng)中前一位顯示電壓的整數(shù)位，即個(gè)位，后兩位顯示電壓的小數(shù)位。LED七段數(shù)碼顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成顯示字段，其中7個(gè)長(zhǎng)條形的發(fā)光二極管排列成“日”字形，另一個(gè)圓點(diǎn)形的發(fā)光二極管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點(diǎn)用，其通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示各種數(shù)字。LED顯示器是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成顯示字段的顯示器件[6]。圖632 LED數(shù)碼管⑴ LED基本結(jié)構(gòu)LED是發(fā)光二極管顯示器的縮寫(xiě)。 Vcc：電源，單一＋5V。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，輸出數(shù)字量。 EOC： A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 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(hào)，輸入，高電平有效。(2)外部特性（引腳功能）IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs(時(shí)鐘為640kHz時(shí))，130μs（時(shí)鐘為500kHz） 4）單個(gè)＋5V電源供電 5）模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。圖631引腳圖(1)主要特性 1）8路輸入通道，8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。其內(nèi)
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