基于單片機(jī)數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2024-11-05 18:23本頁(yè)面
【正文】 測(cè)得的電壓值顯示在數(shù)碼管上。為了使模擬量變換成數(shù)字量，必須經(jīng)過(guò)取樣、量化過(guò)程。 課題的性質(zhì)及目的 數(shù)字電壓表是利用模擬 /數(shù)字交換器原理，以十進(jìn)制數(shù)字形式顯示被測(cè)電壓值的 儀表。在數(shù)字電路和顯示技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示，需要把連續(xù)變化的模擬量變換成數(shù)字量，這種變換就是 A/D 轉(zhuǎn)換。量化單位越小，整量化的誤差就越小，數(shù)字量就越接近連續(xù)量本身的值。實(shí)際上，很多物理量先別被轉(zhuǎn)換成電壓（用各種傳感器），然后再由電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，所以電壓 /數(shù)字變化就是 A/D 轉(zhuǎn)換的重點(diǎn)。 單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ( 2020) 4 2 . 數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 原理 DVM 的種類(lèi)有多種，分類(lèi)方法也很多，有按位數(shù)分的，如 3/2 位、 5 位、 8位；有按測(cè)量速度分的，如高速、低速；有按體積、重量分的，如袖珍式、便攜式、臺(tái)式。 （ 1）逐次逼近比較型 逐次逼近比較型 電壓表 是利用被測(cè)電壓與不斷遞減的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，通過(guò)比較最終獲得被測(cè)電壓值，然后送 顯示器 顯示的。圖 1 是逐次逼近比較型 數(shù)字電壓表 的原理框圖。所取出的 Uu 應(yīng)按從大到小順序取出，也就是先取最大的電壓 Ub1 與 U，進(jìn)行比較， 若 Ub1＞ Ux，就由數(shù)碼寄存器輸出一個(gè)數(shù)碼“0”，并舍去 Db1；若 Ubt≤Ux，則由數(shù)碼寄存器輸出一個(gè)數(shù)碼 “1”，并保留Dbl，以便與下一個(gè)取出的步進(jìn)電壓 Ub2 相加，相加后的電壓重新與被測(cè)電壓在比較器中進(jìn)行比較，并重新輸出數(shù)碼，決定取舍。按此原則逐個(gè)取出 Ub 進(jìn)行比較后，將數(shù)碼寄存器輸出的二進(jìn)制碼按序排列就會(huì)等于被測(cè)電壓值。 分壓模塊如圖 4 所示：由于 AD0809 的器件本身 只能對(duì)電壓在 0～ 5V 的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為對(duì) 0～ 51V 范圍內(nèi)待測(cè)電壓值準(zhǔn)確測(cè)定，需使用電位器或電阻進(jìn)行分壓，采用兩個(gè)并聯(lián)電阻完成得到在 ADC0809 工作范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)換電壓值。 單片機(jī)處理模塊如圖 5 所示：對(duì) ADC0809 的數(shù)值進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算，最終產(chǎn)生數(shù)碼管顯示的十進(jìn)制值，這種方法獲得值更加精確，而且處理起來(lái)更加靈活。 圖 3 數(shù)字電壓表系統(tǒng)原理電路圖 單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ( 2020) 9 圖 4 分壓、 A/D 轉(zhuǎn)換 圖 5 單片機(jī)數(shù)值處理 單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ( 2020) 10 圖 6 圖 7 注：三個(gè)三極管的集電極分別與三個(gè)數(shù)碼管的 COM 端相連，鎖存 7 段譯碼驅(qū)動(dòng)器右端的端口 A、 B、 C、 D 分別于 89C51 的 、 、 、 端口相連 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 數(shù)值電壓表的控制系統(tǒng)軟件主要分為主程序、轉(zhuǎn)換結(jié)果處理子程序、顯示子程序、延時(shí)子程序四個(gè)部分。包含了系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所需所有子程序，如 采用動(dòng)態(tài)掃描方式顯示 電壓數(shù)值 ，因側(cè) 主程序 就需 調(diào)用 延時(shí)、 顯示程序 。雖然這些字符是在不同的時(shí)刻出現(xiàn)的，而在同一時(shí)刻，只有一位顯示，其他各位熄滅，但由于 LED 顯示器的余暉和人眼的視覺(jué)暫留作用，顯示間隔短就可以造成多位同時(shí)亮的假象，達(dá)到同時(shí)顯示的效果。流程圖如下圖所示 延時(shí)子程序 延時(shí)子程序流程圖如下圖所示數(shù)碼管動(dòng)態(tài)時(shí)間 間隔時(shí)間，其計(jì)算如下： 250*2=500us ， *10=5ms 間隔 5ms 流程圖如下圖所示 圖 8 主程序流程圖 P1 地位清零 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 查詢(xún) A/D 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束 讀取 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果 調(diào)用轉(zhuǎn)換值處理程序 調(diào)用顯示程序 對(duì)數(shù)值進(jìn)行循環(huán)動(dòng)態(tài)顯示 R6 賦值（ R6=10） R7 賦值（ R7=250） 單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ( 2020) 12 圖 9 延時(shí)子程序
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