基于51單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-01-27 08:40本頁(yè)面
【正文】 I/O線控制。 1， 2， 3， 4引腳端為其位選端，用于接收 AT89S51的 P3口產(chǎn)生的位選碼。 圖 33 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 數(shù)碼管顯示電路 本 電路 的顯示模塊主要由一個(gè) 4位一體的 7段 LED數(shù)碼管構(gòu)成，用于顯示測(cè)量到的電壓值。圖 ：?jiǎn)纹瑱C(jī)內(nèi)部有一個(gè)構(gòu)成振蕩器的增益反相放 大器，引腳 XTAL1和 XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸入端，這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶振一起構(gòu)成自激振蕩器。 V IN1GND2VOUT3U5 7 8 0 5123J1P O W E R1234D1B R ID G E 1C41 0 4C51 0 4C64 7 0 U F /2 5 VC74 7 0 U F /1 6 VC81 O 4R 1 42KD2L E DV C C 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 12 圖 32 A/D轉(zhuǎn)換電路圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)內(nèi)部每個(gè)部件要想?yún)f(xié)調(diào)一致地工作，必須在統(tǒng)一口令 —— 時(shí)鐘信號(hào)的控制下工作。如果按照工作原理劃分，ADC主要有 4種類(lèi)型，即雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器和并行式 A/D轉(zhuǎn)換器和計(jì)數(shù)比較式 A/D轉(zhuǎn)換器。發(fā)光二極管 D2點(diǎn)亮表示電源電路正常工作，其電源電路如圖 31所示： 圖 31 電源電路 AD 轉(zhuǎn)換電路 A/D轉(zhuǎn)換器是模擬量輸入通道中的一個(gè)環(huán)節(jié)，單片機(jī)通過(guò) A/D轉(zhuǎn)換器把輸入模擬量變成數(shù)字量再處理。 1腳為輸入端， 2腳為接地端， 3腳為輸出端，使用十分方便，可以在任何有交流電壓的地方使用，不需另帶電池。而且 7805集成穩(wěn)壓器是常用的固定輸出 +5V電壓的集成穩(wěn)壓器。 圖 24 四位一體數(shù)碼管實(shí)物圖 第三章 硬件電路設(shè)計(jì)分析 電源部分 電源部分電路主要是要求能提供穩(wěn)定可靠的電壓，使整個(gè)系統(tǒng)能正常的工作。 1， 2， 3， 4 引腳端為其位選端，用于接收 AT89S51 的 P3口產(chǎn)生的位選碼。它是一個(gè)共 陽(yáng) 極的數(shù)碼管。 主要用途：2 D1 觸發(fā)信號(hào) ∞ / 3 CK1 時(shí)鐘信號(hào) 4 PR1 控制 ∞ / 5 Q1 同相位輸出 6 Q1 反相位輸出 ∞ / 7 GND 地 0/0 8 Q2 反相位輸出 ∞ / 9 Q2 同相位輸出 。 電源： 14腳為 +。當(dāng) 、 均無(wú)效（高電平式）時(shí)，符合建立時(shí)間要求的 D 數(shù)據(jù)在 CP 上升沿作用下傳送到輸出端。 74LS74 內(nèi)含兩個(gè)獨(dú)立的 D 上升沿雙 d 觸發(fā)器，每個(gè)觸發(fā)器有數(shù)據(jù)輸入（ D）、置位輸入（ ）復(fù) 位輸入（ ）、時(shí)鐘輸入（ CP）和數(shù)據(jù)輸出（ Q、 /Q）。地址鎖 存與譯碼電路完成對(duì) A、 B、 C三個(gè)地址 8位模擬開(kāi)關(guān) 地址鎖存與譯碼 8 位 A/D轉(zhuǎn)換器 三態(tài)輸出鎖存緩沖器 IN0 IN7 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 26 27 28 1 2 3 4 5 ADDA ADDB ADDC ALE 25 24 23 22 6 10 START CLK 9 V+ V V V 12 16 ADC0809 7 EOC 21 20 19 18 8 15 14 17 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 11 13 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 8 位進(jìn)行鎖存與譯碼，如表 22所示。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(kāi)關(guān)。 圖 222 ADC0809引腳 圖 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 223 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 223 所示 ，它包含以下幾部分： （ 1） 8路模擬量選擇開(kāi)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。一般情況下， VREF+接 +5V,VREF接地。 ADDC~ADDC：通道地址選擇輸入，其排列順序從低到高依次為 ADDA 、ADDB、 ADDC。 ALE:通道地址鎖存允許信號(hào)，輸入高電平有效。此信號(hào)有效時(shí)， CPU可以從 ADC0809 中讀取數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以作為 ADC0809 的片選信號(hào)。 OE：輸出允許信號(hào)，輸入高電平有效。 轉(zhuǎn)換開(kāi)始時(shí)， EOC 信號(hào)變低電平；轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)， EOC信號(hào)返回高電平。 START：?jiǎn)?dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，加正脈沖后 A/D 轉(zhuǎn)換開(kāi)始。 ADC0809引腳功能 IN0~IN7： 8 個(gè)模擬量的輸入端。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(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。 圖 212 AT89S51芯片內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 ADC0809的工作原理 首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存 器中。 PSEN： 片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出引腳 主要性能參數(shù) 與 MCS51 產(chǎn)品指令系列完全兼容； 4K 字節(jié)在系統(tǒng)編程 (ISP)Flash 閃速存儲(chǔ)器； 1000 次擦寫(xiě)周期； ～ V工作電壓范圍； 全靜態(tài)工作模式： 0Hz～ 33MHz； 三級(jí)程序加密鎖； 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM； 32 個(gè)可編程 I/O 口線； 2 個(gè) 16 位的定時(shí) /計(jì)數(shù)器； 6 個(gè)中斷源 全雙工串行 UART 通道； 低工耗空閑和掉電模式； 中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng)； 看門(mén)狗 (WDT)及雙數(shù)據(jù)指針； 掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性； 靈活的在系統(tǒng)編程 (ISP字節(jié)或頁(yè)寫(xiě)模式 )。 ALE/PROG： 地址鎖存允許信號(hào)輸出引腳 /編程脈沖輸入引腳。 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 4 ~：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。 如圖 14數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)框圖。 AD轉(zhuǎn)換的選擇 ： ADC0809是 8位 ADC芯片，它是采用逐次逼近的方法完成 A/D轉(zhuǎn)換的ADC0809由單一 +5V電源供電，片內(nèi)有帶鎖存功能的 8路模擬多路開(kāi)關(guān)，可對(duì) 8路 0~5V的輸入模擬電壓信號(hào)分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，完成一次轉(zhuǎn)換約需 100us；輸出具有TTL三臺(tái)鎖存緩沖器，可以直接接到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線上。當(dāng)該腳作輸出腳使用時(shí)，則為高電平或低電平均可。它不光能對(duì)片內(nèi)某些特殊功能寄存器的某位進(jìn)行處理，如傳送、置位、清零、測(cè)試等，還能進(jìn)行位 的邏輯運(yùn)算，其功能十分完備，使用起來(lái)得心應(yīng)手。 51系列優(yōu)點(diǎn)之一是它從內(nèi)部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，稱作位處理器，或布爾處理器。 設(shè)計(jì)要求 基本功能 : 1） 能用數(shù)碼管顯示電 壓值 2） 測(cè)量精度達(dá) 3） 自制直流穩(wěn)壓電源 4） 系統(tǒng)具備復(fù)位功能 設(shè)計(jì)思路 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，我們通過(guò) Protues軟件對(duì)硬件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，其中電壓表設(shè)計(jì)模塊包括：電壓采集模塊、 A/D轉(zhuǎn)換模塊 、主控模塊、顯示模塊、電源模塊。數(shù)據(jù) 處理則由芯片 AT89S51 來(lái)完成，其負(fù)責(zé)把 ADC0809 傳送來(lái)的數(shù)字量經(jīng)一定的數(shù)據(jù)
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