基于51單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-07-07 00:26本頁(yè)面
【正文】 選中的一路模擬信號(hào)開始轉(zhuǎn)換。ALE為地址鎖存信號(hào)，其上升沿鎖存ADDA、ADDB、ADDC的信號(hào)，譯碼后控制模擬開關(guān)，接通八路模擬輸入中相應(yīng)的一路。如下是本次設(shè)計(jì)作品的框圖：圖3 系統(tǒng)框圖 單片機(jī)電路單片機(jī)最小系統(tǒng)如下圖所示，各個(gè)引腳都已經(jīng)標(biāo)出，而且四個(gè)I/O口都已經(jīng)用排陣引出，方便外接I/O擴(kuò)展用。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括四個(gè)部分：分別是電源模塊、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換部分、51單片機(jī)最小系統(tǒng)部分、1602液晶顯示部分。 （2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖13．22所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時(shí)電路組成。 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs(時(shí)鐘為640kHz時(shí))，130μs（時(shí)鐘為500kHz時(shí)） 4）單個(gè)+5V電源供電 5）模擬輸入電壓范圍0～+5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。（1）主要特性： 1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。51系列單片機(jī)如下圖：圖1 51單片機(jī)引腳圖 AD轉(zhuǎn)換器相關(guān)知識(shí)ADC0809是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式ＡＤ轉(zhuǎn)換器。單片機(jī)是在一塊芯片內(nèi)集成了CPU、RAM、ROM、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器和多功能I/O口等計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件的大規(guī)模集成電路，又稱為MCU。 2單片機(jī)和AD相關(guān)知識(shí) 51單片機(jī)相關(guān)知識(shí)51單片機(jī)是對(duì)目前所有兼容intel 8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱。 本次設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)的作品要求制作數(shù)字電壓表的量程為0到10v，由于用到的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片是ADC0809，設(shè)計(jì)系統(tǒng)給的供電電壓為+5v，但是一般測(cè)量的直流電壓范圍都在這之上，所以采用電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)的電壓測(cè)量范圍是0到25v之間，滿足設(shè)計(jì)要求的最大量程5v的要求。其實(shí)也為建立節(jié)約成本的意識(shí)有些幫助。本次自己的設(shè)計(jì)作品從各個(gè)角度分析了AD轉(zhuǎn)換器組成的數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)過(guò)程及各部分電路的組成及原理，并且分析了數(shù)模轉(zhuǎn)換進(jìn)而使系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)的原理及方法。因此AD轉(zhuǎn)換是此次設(shè)計(jì)的核心元件。武漢理工大學(xué)《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書數(shù)字電壓表簡(jiǎn)稱DVM，數(shù)字電壓表基本原理是將輸入的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再進(jìn)行輸出顯示。而A/D轉(zhuǎn)換器的作用是將連續(xù)變化的模擬信號(hào)量轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)字信號(hào)，器基本結(jié)構(gòu)是由采樣保持，量化，編碼等幾部分組成。輸入的模擬量經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，再由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)顯示器輸出，便得到測(cè)量的數(shù)字電壓。通過(guò)自己的實(shí)踐提高了動(dòng)手能力，也只有親歷親為才能收獲掌握到液晶學(xué)過(guò)的知識(shí)。本次設(shè)計(jì)同時(shí)也牽涉到了幾個(gè)問題：精度、位數(shù)、速度、還有功耗等不足之處，這些都是要慎重考慮的，這些也是在本次設(shè)計(jì)中的收獲。同時(shí)設(shè)計(jì)的精度為小數(shù)點(diǎn)后三位，滿足要求的兩位小數(shù)的精度，在不考慮AD芯片的量化誤差的前提下，此次設(shè)計(jì)的精度能夠滿足一般測(cè)量的要求。該系列單片機(jī)的始祖是intel的8031單片機(jī)，后來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展，成為目前廣泛應(yīng)用的８為單片機(jī)之一。51系列單片機(jī)內(nèi)包含以下幾個(gè)部件：一個(gè)８位CPU；一個(gè)片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路；4KB的ROM程序存儲(chǔ)器；一個(gè)128B的RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；尋址64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64KB外部程序存儲(chǔ)空間的控制電路；32條可編程的I/O口線；兩個(gè)16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器；一個(gè)可編程全雙工串行口；５個(gè)中斷源、兩個(gè)優(yōu)先級(jí)嵌套中斷結(jié)構(gòu)。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 2）具有轉(zhuǎn)換起停控制端。 6）工作溫度范圍為40～+85攝
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