基于8051單片機(jī)的數(shù)字電壓表課程設(shè)計(jì)-展示頁
2024-11-16 07:17本頁面
【正文】 1 硬件電路設(shè)計(jì)框圖 3. 硬件電路設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換模塊 現(xiàn)實(shí)世界的物理量都是模擬量，能把模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量的器件稱為模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ A/D 轉(zhuǎn)換器）， A/D 轉(zhuǎn)換器是單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵接口電路，按照各種 A/D 芯片的 轉(zhuǎn)化原理可分為逐次逼近型，雙重積分型等等。硬件電路設(shè)計(jì)框圖如圖 1所示。硬件電路設(shè)計(jì)由 6個(gè)部分組成 。該電路采用 1 路模擬量輸入，通過模擬的電位器的控制改變，能夠測(cè)量 05V 之間的直 流電壓值。此外， AT89C51 還控制 ADC0808的工作。 設(shè)計(jì)原理 選定以 8051 單片機(jī)為核心器件，組成一個(gè)簡(jiǎn)單的直流數(shù)字電壓表。 ⑵ A/D 轉(zhuǎn)換采用 ADC0808 實(shí)現(xiàn)，與單片機(jī)的接口為 P0 口 引腳。 2. 設(shè)計(jì)總體方案 設(shè)計(jì)要求 ⑴ 以 MCS51 系列單片機(jī)為核心器件，組成一個(gè)簡(jiǎn)單的直流數(shù)字電壓表 ； ⑵ 采用 1 路模擬量輸入， 有 、 5V、 10V 三個(gè)量程； ⑶ 電壓顯示用 LCD顯示，至少能夠顯示 三 位小數(shù) ； ⑷有報(bào)警電路； （ 5） 盡量使用較少的元器件。 本文是以簡(jiǎn)易數(shù)字直流電壓表的設(shè)計(jì)為研究?jī)?nèi)容，本系統(tǒng)主要包括三大模塊：轉(zhuǎn) 換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊 及顯示模塊。數(shù)字電壓表 從 1952 年問世以來，經(jīng)歷了不斷改進(jìn)的過程，從最早采用繼電器、電子管和形式發(fā)展到了現(xiàn)在的全固態(tài)化、集成化（ IC化），另一方面，精度也從 %%。目前，由各種單片機(jī)和 A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表作全面深入的了解是很有必要的。數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心與基礎(chǔ) [2]。 傳統(tǒng)的指針式刻度電壓表功能單一，進(jìn)度低，容易引起視差和視覺疲勞，因而不 能滿足數(shù)字化時(shí)代的需要。 數(shù)字電壓表簡(jiǎn)稱 DVM，它是采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。 在電量的測(cè)量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個(gè)被測(cè)量，其中電壓量的測(cè)量最為經(jīng)常。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是經(jīng)常需要測(cè)量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓表就成為一種必不可少的測(cè)量?jī)x器。 由于數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準(zhǔn)確方便、精度高、誤差小、測(cè)量速度快等特而得到廣泛應(yīng)用 [1]。采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，將連續(xù)的模擬 量如直流電壓轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的離散的數(shù)字形式并加以顯示，從而精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)、集成方便，還可與 PC 實(shí)時(shí)通信。以數(shù)字電壓表為 核心，可以擴(kuò)展成各種通用數(shù)字儀表、專用數(shù)字儀表及各種非電量的數(shù)字化儀表。 最近的幾十年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、集成電路（ IC）和微處理器技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字 電路和數(shù)字化測(cè)量技術(shù)也有了巨大的進(jìn)步，從而促使了數(shù)字電壓表的快速發(fā)展 ，并不斷出現(xiàn)新的類型 [4]。 目前，數(shù)字電壓表的內(nèi)部核心部件是 A/D 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換的精度很大程度上影響著數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度，因而，以后數(shù)字電壓表的發(fā)展就著眼在高精度和低成本這兩個(gè)方面。其中， A/D 轉(zhuǎn)換采用 ADC0808 對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，控制核心 AT89C51 再對(duì)轉(zhuǎn)換的結(jié) 果進(jìn)行運(yùn)算處理，最后驅(qū)動(dòng)輸出裝置 LCD 顯示數(shù)字電壓信號(hào)。 設(shè)計(jì)思路 ⑴ 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇 AT89C51 單片機(jī)為核心控制器件。 ⑶ 電壓顯示采用 1602LCD 顯示 。此電路的工作原理是： +5V 模擬電壓信號(hào)通過變阻器 RV2 分壓后由 ADC08008 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)過模 /數(shù)轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字量經(jīng)過其輸出通道 D0D7 傳送給 AT89C51 芯片的 P0 口， AT89C51負(fù)責(zé)把接收到的數(shù)字量經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生正確的二進(jìn)制數(shù)碼經(jīng)過算法轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制數(shù)，然后將數(shù)據(jù)送往顯示緩沖區(qū)，最后單片機(jī)通過調(diào)用 LCD 顯示子程序，進(jìn)行循 環(huán)顯示；同時(shí)它還通過其它的 I/O 口 控制 LCD 寄存器選擇信號(hào)， 控制 LCD 讀 /寫選擇信號(hào)， 控制 LCD 使能信號(hào)。其中，單片機(jī) AT89C51 通過 發(fā)正脈沖啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換， 檢測(cè) A/D轉(zhuǎn)換是否完成，轉(zhuǎn)換完成后，
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