【正文】 圖 顯示模塊流程圖 單片機控制 數(shù)據(jù)輸 入 LCD1602 液晶 顯示屏 基于單片機的數(shù)字電壓表 設計與實現(xiàn) 11 第 3 章 硬件設計 數(shù)據(jù)輸入模塊原理圖 圖 輸入模塊原理圖 在上圖中的主要元件有： 運放 LM324 和模擬開關 74HC4051。 點陣圖形式液晶由 M 行 N 列個顯示單元組成，對于內帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字 符可讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對應的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。 實現(xiàn)方法介紹 1602 液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼 。 數(shù)據(jù)處理及控制模塊流程圖 數(shù)據(jù)處理及控制模塊流程圖 顯示模塊 芯片選擇 本系統(tǒng)顯示部分用的是 LCD 液晶模塊，采用一個 162 的字符型液晶顯示模塊LCD1602 。利用 A/D 的過量程 端 判斷，快速選擇一個合適的量程，顯示數(shù)據(jù)。 我們利用 A/D 模塊的溢出位可以判斷，輸入電壓是否過量程。 在這里，我們采用 LCD1602 液晶顯示屏，它內帶一定字符的字庫，我們只要把對應數(shù)字的 ASCⅡ 值，送到它的 8 位數(shù)據(jù)端，即可顯示對應字符。 INT0 A/D 轉換器 單片機 模擬開關 D1— D8 電壓 輸入 基于單片機的數(shù)字電壓表 設計與實現(xiàn) 9 AT89S52 顯示模塊 LCD1602 并行數(shù)據(jù)輸入 控制模擬開關 數(shù)據(jù)輸入 控制液晶屏 A / D 實現(xiàn)方法介紹 在這個模塊中，主要應用 89S52 將 A/D 轉換器送來的 4 位 BCD 碼進行處理，根據(jù) A/D 轉換器 的數(shù)據(jù)及溢出位等信號，來控制模擬開關進行自動換檔。圖 為其工作時序圖。為了啟動 A/D 轉換，必須在 START 端加一個負 的 跳變信號，此后變換開始進行，標志 ADC0809 正在工作狀態(tài)的信號 EOC 由高電上點復位 AT89S52 ADC0809 LCD 顯示 串口通信 電源電路 西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 8 平變?yōu)榈碗娖健? 圖 AD 模塊框圖 在進行 A/D 轉換時，通道地址先發(fā)送到 ADDA~ADDC 輸入端。是目前國內應用最廣泛的 8 位通用 A/D 芯片 。 輸入模塊流程圖 電 壓 輸 入 開關 A： 200MV 檔（幅值） 開關 B： 2V 檔（幅值） 開關 C： 20V 檔（幅值） 模擬開關 A D 轉 換 芯 基于單片機的數(shù)字電壓表 設計與實現(xiàn) 7 圖 模塊輸入流程圖 A/D 模塊的方案與分析 芯片的選擇 ADC0809 是美國國家半導體公司生產的 CMOS 工藝 8 通道， 8 位逐次逼近式 A/D模數(shù)轉換器。 數(shù)據(jù)輸入模塊的方案與分析 芯片選擇 在輸入數(shù)據(jù)模塊中 使用模擬 開關 74HC4051 選擇三 路輸入信號的其中一路送到輸出 ， 利用接地電容對信號進行處理，利用運放 LM324 對輸入的信號進行放大并送到模擬開關的輸入端。同時單片機控制模擬開關 進行 自動換檔。本設計采用 逐次逼近 式 A/D 轉換器 ，它的性能比較穩(wěn)定，轉換 出的數(shù)據(jù)為 8 位并行接口，方便檢測 ，具有很高的抗干擾能力，電路結構簡單，其缺點是 測量精度不高 。 圖 設計方案模塊 數(shù) 據(jù) 輸 入 模 塊 A/D 轉 換 模 塊 數(shù)據(jù)處理及控制模塊 輸 出 顯 示 模 塊 西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 6 在數(shù)據(jù) 輸入 模塊中， 分為 三 路， 經過分壓后輸入 一個合適信號送入 A/D 轉換器中 進 行轉換， 模擬開關的控制信號 控制 通路的選擇 。 在本次設計中， 數(shù)據(jù) 輸入 模塊， A/D 轉換模塊，數(shù)據(jù)處理及控制模塊，顯示模塊構成數(shù)字電壓表的基本模塊 。 (9)抗干擾能力強 基于單片機的數(shù)字電壓表 設計與實現(xiàn) 5 第 2 章 設計任務及任務分析 設計任務及要求 設計一個以單片機為核心的 電壓 測量系統(tǒng)，可實現(xiàn)的功能為： (1) 實現(xiàn) 對 輸入電壓值的測量 ， 能夠測量 電壓 為 020V； (2) 精度達到 ； (3) 實現(xiàn) 200MV、 2V、 20V 檔位 的自動 切換； （ 4） 使 用液晶屏幕 LCD1602 進行顯示； 設計總 體方案及方案論證 傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一、精度低，不能滿足數(shù)字化時代的需求，采用單片機的數(shù)字電壓表，精度高、抗干擾能力強，可擴展性強、集成方便，還可與 PC 進行實時通信。 (7)輸入阻抗高 數(shù)字電壓表具有很高的輸入阻抗，通常為 10MΩ～ 10000MΩ，最高可達 1TΩ。 (6)測量速度快 數(shù)字電壓表在每秒鐘內對被測電壓的測量次數(shù)，叫測量速率，單位是 次 /S。 (4)測量范圍寬 多量程 DVM 一般可測量 0～ 1000V 直流電壓，配上高壓探頭還可測上萬伏的高壓。分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。 (2)準確度高 準確度是測量結果中系統(tǒng)誤差與隨機誤差的綜合。 數(shù)字電壓表 數(shù)字電壓表簡稱 DVM，它是采用數(shù)字化測量技術，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)過程 單片機的應用系統(tǒng)隨著其用途不同，其硬件和軟件均不相同，也即單片機的最初的選型都很重要，原則上是選擇高性價比的單片機，硬件軟件化是提供系統(tǒng)性價比的有效方法，盡量減少硬件成本，多用軟件來實現(xiàn)相同的功能，這樣也可大大提高系統(tǒng)的可靠性。 (2)微型單片化 現(xiàn)在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器 (CPU)、隨機存取數(shù)據(jù)存儲 (RAM)、只讀程序存儲器 (ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了如 A/D 轉換器、 PMW(脈寬調制電路 )、WDT(看門狗 )、有些單片機將 LCD(液晶 )驅動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，功能就越強大。 此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。 (3)在家用電器中的應用 現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備，五花八門，無所不在。 (2)在工業(yè)控制中的應用 用單片機可以構成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 單片機控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復雜電子線路或數(shù)字電路構成的控制系統(tǒng)，可以軟件控制來實現(xiàn)，并能夠實現(xiàn)智能化，現(xiàn)在單片機控制范疇無所不在，例如通信產西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 2 品、家用電器、智能儀器儀表、過程控制和專用控制裝置等等， 單片機的應用領域越來越廣泛。 單片機 單片機簡介 單片機是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術把具有數(shù)據(jù)處理能力 (如算術運算，邏輯運算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理 )的微處理器 (CPU)，隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，只讀程序存儲器 (ROM)，輸入輸出電路 (I/O 口 )，可能還包括定時計數(shù)器，串行通信口 (SCI)，顯示驅動電路 (LCD 或 LED 驅動電路 )，脈寬調制電路 (PWM)，模擬多路轉換器及 A/D 轉換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構成一個最小 的 然而完善的計算機系統(tǒng)。 傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一、精度低，不能滿足數(shù)字化時代的需求，采用單片機的數(shù)字電壓表，精度高、抗干擾能力強，可擴展性強、集成方便，還可與 PC 進行實時通信。目前，由各種單片 A/D 轉換器構成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領域，顯示出強大的生命力。 1602 LCD module 目 錄 第 1 章 緒論 .................................................................................................................. 1 本設計的研究背景和研究目的 ...................................................................................... 1 單片機 ........................................................................................................................ 1 單片機簡介 ......................................................................................................................................1 單片機的應用領域 .........................................................................................................................2 單片機的應用領域 .........................................................................................................................2 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)過程 ........................................................................................................3 數(shù)字電壓表 ................................................................................................................. 3 數(shù)字電壓表的特點 .........................................................................................................................3 第 2 章 設計任務及任務分析 ...................................................................................... 5 設計任務及要求 .......................................................................................................... 5 設計總體方案及方案論證 ............................................................................................. 5 數(shù)據(jù)輸入 模塊的方案與分析 .......................................................................................... 6 芯片選擇 ..........................................................................................................................................6 實現(xiàn)方法介紹 .................................................................................................................................6 輸入模塊流程圖 ..............