單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表的軟硬件設(shè)計(jì)-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表的軟硬件設(shè)計(jì)-基礎(chǔ)電子實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表的電路，一般所用的元件較多，調(diào)節(jié)起來也不太方便。本文介紹用數(shù)字電位器和單片機(jī)相聯(lián)來實(shí)現(xiàn)，比一般A/D一數(shù)控一D/A的方法要大大簡化和方便，可使調(diào)節(jié)工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不但元件少，而且成本低。

1硬件設(shè)計(jì)

整個(gè)硬件電路圖如1所示。實(shí)現(xiàn)本數(shù)字電壓表的主要元件之一是單片機(jī)89C51.89C51是ATMEL公司推出的高性能CMOS8位微控制器，指令和管腳與MCS一51產(chǎn)品兼容，片內(nèi)帶有4KB閃爍可編程存儲(chǔ)器。所以不須在外圍電路設(shè)置程序存儲(chǔ)器_1].

圖1硬件電路原理圖

實(shí)現(xiàn)本數(shù)字電壓表的另一主要元件是數(shù)字電位器X9313.X9313是一個(gè)包含31個(gè)電阻單元的電阻陣，在每個(gè)單元之間和兩個(gè)端點(diǎn)都有可以被滑動(dòng)單元訪問的抽頭點(diǎn)，滑動(dòng)單元的位置可以被儲(chǔ)存在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器中。X9313有3個(gè)部分：輸入控制、計(jì)數(shù)器和譯碼部分；非易失性存儲(chǔ)器；以及電阻陣列。CS,U/D和INC的3個(gè)輸入端控制滑動(dòng)端沿著電阻陣列在"與之間移動(dòng)。當(dāng)CS,INC都保持為低時(shí)，若U/D為高，滑動(dòng)端將上升；若U/D為低，滑動(dòng)端下降?？梢杂蓡纹瑱C(jī)控制U/D的狀態(tài)，從而控制X9313移動(dòng)滑動(dòng)端上升或下降達(dá)到合適的微調(diào)為止。當(dāng)CS轉(zhuǎn)變?yōu)楦撸鳬NC也是高時(shí)，無論U/D為何值，計(jì)數(shù)器的值都將被儲(chǔ)存在非易失性存儲(chǔ)器中].如果將X9313的接+5V,V接地，則X9313一個(gè)單元代表的電壓數(shù)為10/31（V），即（OAH/1FH）c.

被測(cè)電壓與X9313的抽頭電壓w用電壓比較器339進(jìn)行比較。339的邏輯功能如下：若輸入端A的值小于輸入端B的值，則輸出端c為0;若輸入端A的值大于輸入端B的值，則輸出端C為1.在此，將339的輸入端A接被測(cè)電壓x,輸入端B接X9313的抽頭電壓w,其比較結(jié)果c通過端口P1.1送到單片機(jī)，單片機(jī)通過判斷，再用P1.3,P1.2,P1.0分別控制X9313的U/D,INC,CS端子，指揮X9313動(dòng)作，即是抽頭上滑，下滑還是儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。經(jīng)多次循環(huán)比較，當(dāng)調(diào)整的抽頭電壓w等于被測(cè)電壓x時(shí)，單片機(jī)將u,的數(shù)值變?yōu)锽CD碼送往顯示驅(qū)動(dòng)器CD4511,顯示電壓值。本設(shè)計(jì)分別用P3.0~P3.3控制顯示位數(shù)的4511的，B,C,D,用P1.4~P1.3控制顯示第二位數(shù)的4511的,B,C,D.

2軟件設(shè)計(jì)

主程序框圖如圖2所示。在狀態(tài)初始化部分，首先保證Vw一0,即抽頭要滑到下端。操作過程如下：單片機(jī)控制X9313的CS,U/D,INC,使向下滑動(dòng)，每滑動(dòng)一個(gè)單元，儲(chǔ)存抽頭位置，這樣，一直下滑31次，以此保證Vw=0.初始化完成后，單片機(jī)控制X9313的抽頭往上滑動(dòng)，每上滑一個(gè)單元，儲(chǔ)存抽頭位置，作為下次滑動(dòng)的基礎(chǔ)，然后將Vw與Vx比較，單片機(jī)檢查比較結(jié)果P1.1的情況決定w是否等于.如不等，則控制抽頭再上移，同時(shí)儲(chǔ)存抽頭位置，直至Vw-V.用寄存器R.來統(tǒng)計(jì)抽頭從零上移的單元個(gè)數(shù)。

圖2主程序流程圖

圖3具體算法及顯示流程圖

3結(jié)束語

用單片機(jī)對(duì)數(shù)字電位器編程控制實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表，不僅所用元器件數(shù)量少，而且調(diào)節(jié)起來非常