數(shù)字電壓表設計(參考版)
2025-07-07 21:34本頁面
【正文】 23。 總之這次電路的設計和仿真，基本上達到了設計的功能要求。通過這次設計，對它的工作原理有了更深的理解。本次設計采用了AT89C51單片機芯片，與以往的單片機相比增加了許多新的功能，使其功能更為完善，應用領域也更為廣泛。通過本次設計，我對單片機這門課有了進一步的了解。系統(tǒng)功能、指標達到了課題的預期要求、系統(tǒng)在硬件設計上充分考慮了可擴展性，經(jīng)過一定的改造，可以增加功能?；趩纹瑱C的數(shù)字電壓表使用性強、結構簡單、成本低、外接元件少。在這過程中，我對電路設計，單片機的使用等都有了新的認識。但設計中的不足之處仍然存在。在本設計中，為了簡化硬件設計，主要采用軟件定時的方式，即用定時器0溢出中斷功能實現(xiàn)11μs定時，通過軟件延時程序來實現(xiàn)5ms的延時。 A/D轉換子程序A/D轉換子程序用來控制對輸入的模塊電壓信號的采集測量，并將對應的數(shù)值存入相應的內存單元，其轉換流程圖如圖13所示。4 程序設計 程序設計總方案 根據(jù)模塊的劃分原則，將該程序劃分初始化模塊，A/D轉換子程序和顯示子程序，這三個程序模塊構成了整個系統(tǒng)軟件的主程序，如圖12所示。簡易數(shù)字直流電壓表的硬件電路已經(jīng)設計完成，就可以選取相應的芯片和元器件，利用Proteus軟件繪制出硬件的原理，并仔細地檢查修改，直至形成完善的硬件原理圖。此外，AT89C51還控制ADC0808的工作。為了簡化數(shù)字式直流電壓表的電路設計，在LED驅動電路的設計上，可以利用單片機P0口上外接的上拉電阻來實現(xiàn)，即將LED的AG段顯示引腳和DP小數(shù)點顯示引腳并聯(lián)到P0口與上拉電阻之間，這樣，就可以加大P0口作為輸出口德驅動能力，使得LED能按正常的亮度顯示數(shù)字，如圖10所示圖10 LED與單片機接口間的設置 總體電路設計經(jīng)過以上的設計過程，可設計出基于單片機的簡易數(shù)字直流電壓表硬件電路原理圖如圖11所示。顯示字符共陰極字段碼03FH106H25BH34FH466H56DH67DH707H87FH96FH 共陰極字段碼表 LED顯示器與單片機接口設計由于單片機的并行口不能直接驅動LED顯示器，所以，在一般情況下，必須采用專用的驅動電路芯片，使之產(chǎn)生足夠大的電流，顯示器才能正常工作。 LED譯碼方式譯碼方式是指由顯示字符轉換得到對應的字段碼的方式，通常的譯碼方式有硬件譯碼和軟件譯碼方式兩種。4LED顯示器引腳如圖9所示，是一個共陰極接法的4位LED數(shù)碼顯示管，其中a，b，c，e，f，g為4位LED各段的公共輸出端，4分別是每一位的位數(shù)選端，dp是小數(shù)點引出端，4位一體LED數(shù)碼顯示管的內部結構是由4個單獨的LED組成，每個LED的段輸出引腳在內部都并聯(lián)后，引出到器件的外部。LED引腳排列如下圖8所示:圖8 LED的基本結構 LED顯示器的選擇在本設計中，選擇4位一體的數(shù)碼型LED顯示器。在單片機中使用最多的是七段數(shù)碼顯示器。LED由于結構簡單、價格便宜、與單片機接口方便等優(yōu)點而得到廣泛應用。10pF，在這個系統(tǒng)中選擇了33pF；石英晶振選擇范圍最高可選24MHz，它決定了單片機電路產(chǎn)生的時鐘信號震蕩頻率，在本系統(tǒng)中選擇的是12MHz，因而時鐘信號的震蕩頻率為12MHz。 本設計系統(tǒng)采用內部時鐘方式，利用單片機內部的高增益反相放大器，外部電路簡，只需要一個晶振和 2個電容即可，如圖7所示。CPU執(zhí)行一條指令的各個微操作所對應時間順序稱為單片機的時序。單片機的復位方式有上電自動復位和手動復位兩種，圖6是51系列單片機統(tǒng)常用的上電復位和手動復位組合電路，只要Vcc上升時間不超過1ms，它們都能很好的工作。當震蕩器起振后，只要該引腳上出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平即可確保時器件復位。圖5 AT89C51的引腳圖表2 P3口各位的第二功能P3口各位第二功能 RXT（串行口輸入） TXD（串行口輸出）/INT0（外部中斷0輸入）/INT1(外部中斷1輸入)T0（定時器/計數(shù)器0的外部輸入）T1（定時器/計數(shù)器1的外部輸入）/WR（片外數(shù)據(jù)存儲器寫允許） /RD（片外數(shù)據(jù)存儲器讀允許） 復位電路和時鐘電路 復位電路設計單片機在啟動運行時都需要復位，使CPU和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作，掉電方式保存RAM中的內容，但震蕩器停止工作并禁止其他所有工作直到下一個硬件復位。 單片機系統(tǒng) AT89C51性能ADC0808主要特性:8路8位A/D轉換器，即分辨率8位；具有鎖存控制的8路模擬開關；易與各種微控制器接口；可鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTL兼容；轉換時間：128μs；轉換精度：%；單個+5V電源供電；模擬輸入電壓范圍0 +5V，無需外部零點和
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