【正文】 SC(震蕩器)的定時反饋回路。MCS51單片機有一個復位引腳RST,采用施密特觸發(fā)輸入。復位完成后，如果RST端繼續(xù)保持高電平，MCS51就一直處于復位狀態(tài)，只要RST恢復低電平后，單片機才能進入其他工作狀態(tài)。 圖6 復位電路 時鐘電路設計單片機中CPU每執(zhí)行一條指令，都必須在統(tǒng)一的時鐘脈沖的控制下嚴格按時間節(jié)拍進行，而這個時鐘脈沖是單片機控制中的時序電路發(fā)出的。MCS51單片機芯片內部有一個高增益反相放大器，用于構成震蕩器，XTAL1為該放大器的輸入端，XTAL2為該放大器輸出端，但形成時鐘電路還需附加其他電路[1]。圖7 時鐘電路電路中的器件選擇可以通過計算和實驗確定，也可以參考一些典型電路的參數(shù)，電路中，電容器C1和C2對震蕩頻率有微調作用，通常的取值范圍是30177。 LED顯示系統(tǒng)設計 LED基本結構LED是發(fā)光二極管顯示器的縮寫。LED顯示器是由若干個發(fā)光二極管組成顯示字段的顯示器件[6]。LED七段數(shù)碼顯示器由8個發(fā)光二極管組成顯示字段，其中7個長條形的發(fā)光二極管排列成“日”字形，另一個圓點形的發(fā)光二極管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點用，其通過不同的組合可用來顯示各種數(shù)字。本系統(tǒng)中前一位顯示電壓的整數(shù)位，即個位，后兩位顯示電壓的小數(shù)位。圖9 4位LED引腳對于這種結構的LED顯示器，它的體積和結構都符合設計要求，由于4位LED陰極的各段已經(jīng)在內部連接在一起，所以必須使用動態(tài)掃描方式（將所有數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，用一個I/O接口控制）顯示。硬件譯碼是指利用專門的硬件電路來實現(xiàn)顯示字符碼的轉換。本設計系統(tǒng)中為了簡化硬件線路設計，LED譯碼采用軟件編程來實現(xiàn)。 共陰極字段碼表顯示字符共陰極字段碼03FH106H25BH34FH466H56DH67DH707H87FH96FH LED顯示器與單片機接口設計由于單片機的并行口不能直接驅動LED顯示器，所以，在一般情況下，必須采用專用的驅動電路芯片，使之產(chǎn)生足夠大的電流，顯示器才能正常工作[7]。為了簡化數(shù)字式直流電壓表的電路設計，在LED驅動電路的設計上，可以利用單片機P0口上外接的上拉電阻來實現(xiàn)，即將LED的AG段顯示引腳和DP小數(shù)點顯示引腳并聯(lián)到P0口與上拉電阻之間，這樣，就可以加大P0口作為輸出口德驅動能力，使得LED能按照正常的亮度顯示出數(shù)字，如圖10所示。圖11 簡易數(shù)字電壓表電路圖此電路的工作原理是：+5V模擬電壓信號通過變阻器VR1分壓后由ADC08008的IN0通道進入（由于使用的IN0通道，所以ADDA,ADDB,ADDC均接低電平），經(jīng)過模/數(shù)轉換后，產(chǎn)生相應的數(shù)字量經(jīng)過其輸出通道D0D7傳送給AT89C51芯片的P1口，AT89C51負責把接收到的數(shù)字量經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生正確的7段數(shù)碼管的顯示段碼傳送給四位LED，同時它還通過其四位I/、。其中，接到ADC0808的CLOCK,，轉換完成后，[3]。但要真正實現(xiàn)電路對電壓的測量和顯示的功能，還需要有相應的軟件配合，才能達到設計要求。開始初始化調用A/D轉換子程序調用顯示子程序結束圖12 數(shù)字式直流電壓表主程序框圖 系統(tǒng)子程序設計 初始化程序所謂初始化，是對將要用到的MCS_51系列單片機內部部件或擴展芯片進行初始工作狀態(tài)設定，初始化子程序的主要工作是設置定時器的工作模式，初值預置，開中斷和打開定時器等[9]。開始啟動轉換A/D轉換結束？輸出轉換結果數(shù)值轉換顯示結束圖13 A/D轉換流程圖 顯示子程序顯示子程序采用動態(tài)掃描實現(xiàn)四位數(shù)碼管的數(shù)值顯示，在采用動態(tài)掃描顯示方式時，要使得LED顯示的比較均勻，又有足夠的亮度，需要設置適當?shù)膾呙桀l率，當掃描頻率在70HZ左右時，能夠產(chǎn)生比較好的顯示效果，一般可以采用間隔10ms對LED進行動態(tài)掃描一次，每一位LED的顯示時間為1ms[10]。5 仿真 軟件調試 軟件調試的主要任務是排查錯誤，錯誤主要包括邏輯和功能錯誤，這些錯誤有些是顯性的，而有些是隱形的，可以通過仿真開發(fā)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)逐步改正。Proteus支持的微處理芯片包括8051系列、AVR系列、PIC系列、HC11系列及Z80等等。本系統(tǒng)的調試主要以軟件為主，其中，系統(tǒng)電路圖的繪制和仿真我采用的是Proteus軟件，而程序方面，采用的是匯編語言，用Keil軟件將程序寫入單片機。 圖14 輸入電壓為0V時，LED的顯示結果，顯示結果如圖15所示。圖16 ，LED的顯示結果 誤差分析通過以上仿真測量結果可得到簡易數(shù)字電壓表與“標準”數(shù)字電壓表對比測試表，如下表4所示：表4 簡易數(shù)字電壓表與“標準”數(shù)字電壓表對比測試表標準電壓值/V簡易電壓表測量值/V絕對誤差/V由于單片機AT89C51為8位處理器，ADC0808輸出數(shù)據(jù)值為255（FFH），(5/255)。 從上表可以看出，這可以通過校正ADC0808的基準電壓來解決。當要測量大于5V的電壓時，可在輸入口使用分壓電阻，而程序中只要將計算程序的除數(shù)進行調整就可以了。但設計中的不足之處仍然存在。在這過程中，我對電路設計，單片機的使用等都有了新的認識?；趩纹瑱C的數(shù)字電壓表使用性強、結構簡單、成本低、外接元件少。系統(tǒng)功能、指標達到了課題的預期要求、系統(tǒng)在硬件設計上充分考慮了可擴展性，經(jīng)過一定的改造，可以增加功能。通過本次設計，我對單片機這門課有了進一步的了解。本次設計采用了AT89C51單片機芯片，與以往的單片機相比增加了許多新的功能，使其功能更為完善，應用領域也更為廣泛。通過這次設計，對它的工作原理有了更深的理解。 總之這次電路的設計和仿真，基本上達到了設計的功能要求。參考文獻[1]：機械工業(yè)出版社，2004年10月[2]，2005年12月[3]于殿泓、2007年5月[4]謝維成、2006年3月[5]，2007年5月[6]姜志海,[M] .北京: [7]，2005年[8]amp。從開始選題到論文的順利完成，都離不開老師、同學、朋友給以的幫助，在這里請接受我的謝意!首選，在本次畢業(yè)設計過程中，從選題、構思、資料收集到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細心指引與教導，使我對課程的多方面的知識有了深刻的認識，使我得以最終完成畢業(yè)設計，在此表示衷心感謝。本次設計得以順利完成，也與學院其他老師的幫助分不開的，雖然他們沒有直接參與我的論文指導，但在論文的形成過程中也給我提供了不少的意見，提出一些可行的建議，在此向他們表示感謝！同時也要感謝導師組的老師，他們在本文寫作的各個階段給出了許多寶貴意見。最后，對大學四年以來曾經(jīng)關心支持過我的老師、同學，特別是我的親愛的室友們送上最真誠的謝意。