多通道電壓檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-10-28 15:02本頁(yè)面
【正文】 現(xiàn)多通道電壓檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而且還能夠進(jìn)行多個(gè)通道的電壓的檢測(cè)并且能夠?qū)z測(cè)出來的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓顯示在數(shù)碼管上而且還能夠顯示出通道號(hào)，怎樣能夠利用 LED燈進(jìn)行控制通道號(hào)，而且還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)功效，顯示過程中還要具 備電壓限制報(bào)警功能。顯示部分的選取器材是數(shù)碼管，數(shù)碼管的極性依電路的總體部分選取。 單片機(jī)的外部電路，如：電源電路，復(fù)位電路，時(shí)鐘電路，振蕩電路，按鍵，顯示部分，都要進(jìn)行深入的研究，謹(jǐn)慎的選材，確保電路暢通。 為了提高主芯片工作的可靠性，該芯片還可以重新的設(shè)置啟動(dòng)復(fù)位的功能 ,還具有看門狗定時(shí)器實(shí)行安全保護(hù)的功能 ,主要是為了防止程序走亂 ,而導(dǎo)致的不良因素。由于芯片內(nèi)具有大電流 10～ 40 mA,它可以直接驅(qū)動(dòng)可控硅或繼電器，從而節(jié)省了外圍的驅(qū)動(dòng)器件。從而實(shí)現(xiàn)了電路的完整性。在嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)中， 系統(tǒng)的 開發(fā)工具和開發(fā)平臺(tái)選用了好的 話 ，往往 是能夠 能加 快 嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的研制 以及 開發(fā) 的接著既是對(duì)我們開發(fā)出來的產(chǎn)品進(jìn)行 調(diào)試 然后進(jìn)行 生產(chǎn)和維修 工作 ， 這樣一來即可起到了 起到事半功倍的效果 了 。 當(dāng)然對(duì)于 不同類型的單片機(jī) 我們所 使用的開發(fā)系統(tǒng) 當(dāng)然也 是不同的。對(duì)于剛剛學(xué)習(xí)單片機(jī)的人來說只需要一條 ISP下載線，把編輯、調(diào)試通過的軟件程序直接在線的寫入 AVR單片機(jī)里，這樣即可以開發(fā)出 AVR單片機(jī)系列中的各種封裝的器件。芯片內(nèi)有很多中獨(dú)立 的時(shí)鐘分頻器，分別為 URAT、 I2C、 SPI 所提供使用。 ATmega16 引腳圖如圖 。 RESET：復(fù)位，持續(xù)時(shí)間超過最小門限時(shí)間的低電平后將引起系統(tǒng)復(fù)位 XTAL1：芯片內(nèi)的時(shí)鐘操作電路與反向振蕩放大器的輸入端。 AVCC： 為端口 A與 A/D轉(zhuǎn)換器的電源腳。當(dāng)電路使用 ADC的時(shí)候該引腳應(yīng)該通過一個(gè)低通濾波器 VCC 連接。 VCC：為數(shù)字電路的電源端口。 片內(nèi)性能： ATmega16 芯片是可以支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試功能的并且該芯片通過 JTAG 接口可以實(shí)現(xiàn)可對(duì) Flash、 EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程，具有非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn) ,而且 ATmega16是基于增強(qiáng)的 AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗 8位 CMOS微控制器。 通信 PC通信是 atmega16 單片機(jī)自帶的一個(gè)全雙工的通用同步 /異步串行收發(fā)模塊的 USART，是一個(gè)高度靈活的串行通訊設(shè)備。 PC通信的主要用途： PC通信主要是用來與單片機(jī)之間進(jìn)行交換信息的。而 Max232 即為 RS—232/TTL 電平轉(zhuǎn)換芯片。 1 1 1 1 7腳能夠構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)是從 T1IN、 T2IN 輸入然后轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)，從 T1OUT、 T2OUT送到電腦的DP9插頭； DP9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入然后轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后是從 R1OUT、R2OUT輸出的。 16腳為接 +5v的電源腳 VCC。 PB1：接數(shù)碼管段碼擴(kuò)展芯片的使能端。 PB3：接鎖存器時(shí)鐘信號(hào)。 PB5：接 DSI302 的復(fù)位端。 PA0— PA2：接輸入通道。 PC0— PC7：接擴(kuò)展芯片。 8 圖 ATmega16 單片機(jī)具體分配圖 ，復(fù)位電路部分 任何的不管是復(fù)雜的或是簡(jiǎn)單的電路都是離不開電源部分的 ,都需要電源來為其供電才能夠運(yùn)行，當(dāng)然單片機(jī)系統(tǒng)也不例外 ,也需要電源，而且我們應(yīng)該高度重視單片機(jī)系統(tǒng)的電源部分 ,不能因?yàn)殡娫床糠蛛娐繁容^簡(jiǎn)單就將其忽略 ,這樣是不對(duì)的，因?yàn)橛袑⒔话氲墓收匣蚴请娐分谱魇〉那闆r大都數(shù)是和電源有關(guān)的 ,只有電源部分做好了才能夠保證我們的電路能夠正常工作了。電路圖如圖 ： 9 圖 電源 其中 C13 的阻值要比較大主要是因?yàn)樗鸬綖V波的作用，小電容 C6具有提供一個(gè)小內(nèi)阻的高頻通道作用，從而可以降低電源的全頻帶內(nèi)阻功能。C7主要是阻止低頻通過只限高頻通入的。 這個(gè)頻率經(jīng)過頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了各種不同的總線頻率。 通常在 晶振 電路的 兩個(gè)腳上對(duì)地 的接上 兩個(gè)叫晶振的負(fù)載電容 ， 一般 該電容的阻值是 在幾十皮 法， 它 的阻值往往 會(huì)影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度 ，晶振的電路如圖 ： 10 圖 晶振 復(fù)位電路是整個(gè)電路中必不可少 的一部分，因?yàn)橐_保微機(jī)系統(tǒng)中 電路 的 穩(wěn)定性和可靠工作能力，一般來說微機(jī)電路中電路的正常工作需要我們供給 ～ 。在工作期間， 11 按下開關(guān) S2，則電容 C4 充當(dāng)著放電作用，再按下開關(guān) S2，電容 C4又再充電，這時(shí)候在 R34的電阻上又出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位。 PC通信電路 PC通信是 atmega16 單片機(jī)自帶的一個(gè)全雙工的通用的同步 /異步串行的收發(fā)模塊的 USART，是一個(gè)高度靈活的串行通訊設(shè)備，它的主要功能是用來與與單片機(jī)之間進(jìn)行交換信息的。而 Max232即為 RS— 232/TTL 電平轉(zhuǎn)換芯片。共陽極就是將八個(gè) LED的陽極連在一起，然后再給任何一個(gè) LED燈的另一個(gè)端口輸入低電平，這樣輸入低電平對(duì)應(yīng)的管腳即被點(diǎn)亮。以便電平從高流入低，其中一個(gè)八段的數(shù)碼管稱為一位，將多個(gè)數(shù)碼管并列的接在一起就可以可構(gòu)成多位的數(shù)碼管，其中數(shù)碼管的的段選線（即 a,b,c,d,e,f,g,dp）連在一起，而各自的公共端即被稱為位選線。數(shù)碼管的 8段，對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)的 8 位， a對(duì)應(yīng)最低位， dp對(duì)應(yīng)最高位。從而可以看出兩個(gè)編碼的各位正好相反。 LED顯示燈 LED顯示電路如圖 ： 13 圖 LED 顯示電 路 將二極管 D2— D9 和 R26— R33 連接到單片機(jī)的輸出口，當(dāng) Q0— Q7口的任意一只引腳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，相應(yīng)的 LED燈管將會(huì)發(fā)光，通過編寫程序即可使得 Q口的電平依次的變?yōu)榈碗娖饺缓蠼?jīng)過幾秒的時(shí)間后再變?yōu)楦唠娖?，這樣就可以實(shí)現(xiàn)燈管顯示的效果了。 因?yàn)?當(dāng)外部 電路 檢測(cè)其瞬間 的 低電平時(shí)， 首先要先 按一下 按鍵 然后 再 松開， 這個(gè)時(shí)候 產(chǎn)生的低電平信號(hào)可能不止一個(gè)， 這個(gè)時(shí)候 外部接收到的信號(hào) 可能 會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。 在按鍵兩端 并聯(lián)一個(gè)電容一般 是 在單片機(jī)外接鍵盤的時(shí)候會(huì)用到 的 。 74HC20引腳圖如圖 ： 圖 74HC20 74HC20 邏輯圖如圖 ： 15 圖 74HC20 邏輯圖 74HC20 真值表如表 1 所示： 表 1 74HC20 真值表 輸入 輸出 A B C D Y H H H H L X X X X L X X X X L X X X X X L H H H H DSI302時(shí)鐘部分 DS1302是美國(guó) DALLAS公司推出的一種具有涓細(xì)電流充電能力的電路，它的主要特點(diǎn)就是采用串行傳輸數(shù)據(jù)的，可以為掉電后保護(hù)電源提供一個(gè)可編程的充電功能，而且還具有關(guān)閉后充電的功能。 DS1302 電路是與 CPU進(jìn)行同步通信的電路，采用的是三線接口，而且 DS1302 電路還可以采用 RAM 數(shù)據(jù)或一次性傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)的突發(fā)方式， DS1302 電路的內(nèi)部帶有一個(gè) 31 8系列的 RAM寄存器，這種寄存器可以用來臨時(shí)性的存放數(shù)據(jù)，并且是與 DS1202時(shí)鐘電路兼容的，但是 DS1302電路增加了主電源 /后背電源的雙電源引腳，同時(shí)還提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 引腳功能及結(jié)構(gòu) DS1302 的引腳排列 如圖 ： 16 圖 DSI302 引腳圖 DS1302電路的供電情況主要是由電源 Vcc1或電源 Vcc2供電，選取情況為兩者中的比較大的那一個(gè)。相反的，當(dāng)電源 Vcc1大于 Vcc2的時(shí)候，則由電源 Vcc1來給 DS1302電路供電。 X1和 X2是振蕩源，需要
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