數(shù)字電壓表三種設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)方案一決定控制系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809。系統(tǒng)除能確保實(shí)現(xiàn)要求的功能外，還可以方便地進(jìn)行8路其他A/D轉(zhuǎn)換量的測(cè)量、遠(yuǎn)程測(cè)量結(jié)果傳送等擴(kuò)展功能。數(shù)字電壓表系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案框圖如圖2-1所示。電源電路振蕩電路LCD顯示器ADC0809電源電路振蕩電路LCD顯示器ADC0809AT89C51AT89C51P0P2P1P3圖2-1設(shè)計(jì)方案框圖圖2-1設(shè)計(jì)方案框圖AT89C51主要特性：·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定·128*8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·5個(gè)中斷源·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路模擬量、數(shù)字量轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用ADC0809進(jìn)行模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)和引腳如圖所示。圖中多路模擬開(kāi)關(guān)可選通8路模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，并共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。地址鎖存與譯碼電路完成對(duì)A、B、C三個(gè)地址位進(jìn)行鎖存與譯碼。ADC0809工作原理A/D轉(zhuǎn)換由集成電路0809完成。0809具有8路模擬輸入端口，地址線（23~-25腳）可決定對(duì)哪一路模擬輸入作A/D轉(zhuǎn)換。22腳為地址鎖存控制，當(dāng)輸入為高電平時(shí)，對(duì)地址信號(hào)進(jìn)行鎖存。6腳為測(cè)試控制，當(dāng)輸入一個(gè)2uS寬高電平脈沖時(shí)，就開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換。7腳為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，7腳輸出高電平。9腳為A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許控制，當(dāng)OE腳為高電平時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)從該端口輸出。10腳為0809的時(shí)鐘輸入端，利用單片機(jī)30腳的六分頻晶振頻率再通過(guò)14024二分頻得到1MHz時(shí)鐘。單片機(jī)的P1、P3.0~P3.3端口作為四位LED數(shù)碼管顯示控制。P0端口作A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入用，P2端口P2.7用作0809的A/D轉(zhuǎn)換控制。晶振電路的設(shè)計(jì)晶振電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的時(shí)鐘信號(hào)，使用晶體振蕩器時(shí)，C2,C1取值20~40PF，使用陶瓷振蕩器時(shí)C1,C2取值30~50PF。C1、C2起穩(wěn)定振蕩頻率，快速起振的作用。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，晶振和電容應(yīng)盡量靠近芯片，以減小分布電容，保證振蕩器的穩(wěn)定性。18引腳XTAL2、19引腳XTAL1接晶振，20引腳接地。始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。7腳為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)7腳輸出高電平。9腳為A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許控制，當(dāng)OE腳為高電平時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)從該端口輸出。10腳為0808的時(shí)鐘輸入端，由外部信號(hào)源提供。單片機(jī)的P0端口作為L(zhǎng)CD1602顯示控制。P3.7端口作為通道循環(huán)。P1端口作A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入用，P2端口用作0808的A/D轉(zhuǎn)換控制。時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路復(fù)位電路A/D轉(zhuǎn)換電路測(cè)量電壓輸入顯示系統(tǒng)AT89C52P1P2P2P0AT89S52功能介紹AT89S52為ATMEL所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。圖3.1AT89C52引腳圖AT89S52主要功能列舉如下：1、擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash2、晶片內(nèi)部具時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至12MHz）3、內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ROM）為8KB4、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）為256字節(jié)5、32個(gè)可編程I/O口線6、8個(gè)中斷向量源7、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器9、全雙工UART串行通道ADC0808的引腳和功能介紹ADC0808是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開(kāi)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。ADC0808是ADC0809的簡(jiǎn)化版本，功能基本相同。一般在硬件仿真時(shí)采用ADC0808進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，實(shí)際使用時(shí)采用ADC0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。\o"查看圖片"圖3.2ADC0808管腳圖晶振電路介紹圖3.3晶振電路晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十。高級(jí)的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。3.4復(fù)位電路介紹圖3.4復(fù)位電路復(fù)位電路是為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5V±5%，即4.75～5.25V。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng)VCC超過(guò)4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開(kāi)始正常工作。設(shè)計(jì)方案三本系統(tǒng)由以下幾個(gè)模塊構(gòu)成ICL7135;MC14069;74LS47;MC1403;共陽(yáng)七段數(shù)碼管等電路原理框圖：ICL7135(美Intersit公司產(chǎn)品)。它是一種字位BCD碼動(dòng)態(tài)掃描輸出的單片集成雙積分式A／D轉(zhuǎn)換器。滿量程輸入為-2V～0～+2V，自動(dòng)極性，單參考電壓源，自動(dòng)校零。電源的公共端接至DGND(24腳)。讓所有的模擬信號(hào)地與AGND(3腳)相連接，最后用一根連線與DGND相接。采用模擬地與數(shù)字地分開(kāi)，并以一點(diǎn)相通，可避免由于連接線的寄生耦合作用而引起誤差或者跳字。參考電壓VR正端從2腳引入，負(fù)端接AGND。參考電壓貯存電容CR一般選取1μF，接在7、8兩腳。差動(dòng)輸入模擬信號(hào)從9、10兩腳引入。如果允許模擬信號(hào)源的公共端與A／D轉(zhuǎn)換器電源公共端相通，則此端可與AGND相接。系統(tǒng)所需要的時(shí)鐘信號(hào)從22腳輸入，如果確定采樣階段T1＝80ms，則fcp=125kHz，以滿足對(duì)50Hz工頻干擾信號(hào)有較大的抑制能力的要求。MC14069是一個(gè)14腳封裝的六反相器電路，它的最高供電電壓（VDD）是18V，最高輸入電壓是-0.5到VDD+0.5。最大輸出電流是+-10mA.最大功耗是500mW。

管腳排列：1in1,2out1,3in2,4out2,5in3,6out3,7vss.

14vdd13in612out6,11in5,10out5,9in48out4

它的功能是將輸入的數(shù)字信號(hào)反向。顯模芯介紹①74LS47是一種BCD輸輸出的4線七譯器DCBA作為4線入ag作為七段輸出，輸出低電平有效。例如，輸入DCB001時(shí)a,b,c,d,g等段輸出為低電出示進(jìn)制數(shù)3345引為能展3腳T是試輸端作是檢查數(shù)碼七段顯示是否都能夠正常發(fā)光。當(dāng)T=，B=1時(shí)，七段顯示部件全部點(diǎn)亮，顯示“日”字。譯碼器正常工作時(shí)T1。4腳RBI是動(dòng)態(tài)滅燈輸入端，作用是將數(shù)碼管示用零滅5腳BI/RBO,BI是燈入當(dāng)B=0時(shí)輸a～g均為1，數(shù)碼管不顯示。RBO是動(dòng)態(tài)滅燈輸出端。作用是控制低位滅零信號(hào)。若RBO本處顯狀若RBO=0且位零低被滅它于BI成線關(guān)系345引使時(shí)接高位管信息與ED連如（3）示圖3②ED管信如（）圖4顯模的接5觀到片機(jī)P1口低4位接塊段碼器74S47,由于74S47是陽(yáng)的段碼所要用陽(yáng)的碼片機(jī)P10P1.3的出信號(hào)經(jīng)過(guò)74S47譯碼后就可以驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字，另外在74S47的輸出與數(shù)碼管間要接上7個(gè)470歐的流阻以止過(guò)的流過(guò)燒數(shù)管。P1.—P1.7口于四個(gè)PNP三管基三管別于個(gè)碼的共通過(guò)由P1.4—P1.6口的輸出量來(lái)控制數(shù)碼管的點(diǎn)亮。采用PNP型的三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管,在三管當(dāng)一開(kāi)的用依靠74S47七譯器四個(gè)PNP三管可實(shí)現(xiàn)數(shù)管動(dòng)顯。MC1403是低壓基準(zhǔn)芯片。一般用作8～12bit的D/A芯片的基準(zhǔn)電壓等一些需要基本精準(zhǔn)的基準(zhǔn)電壓的場(chǎng)合。

輸出電壓:2.5V＋/-25mV

輸入電壓范圍:4.5Vto40V

輸出電流:10mA

芯片引腳圖：

因?yàn)檩敵鍪枪潭ǖ?，所以電路很?jiǎn)單。就是Vin接電源輸入，GND接底，Vout加一個(gè)0.1uf~1uf的電容就可以了。Vout一般用作8～12bit的D/A芯片的基準(zhǔn)電壓。方用AT8C51作主制統(tǒng)于現(xiàn)程的寫(xiě)是戶編較程時(shí),它程存空和據(jù)儲(chǔ)間能足求不支持ISP在編技專用的寫(xiě)來(lái)寫(xiě)序故本，而低系性比。液顯器要顯大的字和形清化度成本。此品要簡(jiǎn)的示字。采用A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC080。ADC0809是一塊8路8位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，將模擬電路和數(shù)字電路集成在一個(gè)有28個(gè)功能端的電路內(nèi)，包A/D轉(zhuǎn)換，邏輯控制譯碼驅(qū)動(dòng)等電路，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μS左右。方用以AT8S52為心單機(jī)系方，AT8S2具較程存間和據(jù)儲(chǔ)間滿用的要于現(xiàn)能展AT852內(nèi)置有ISP在編術(shù)可應(yīng)下線接到算的口連可寫(xiě)序可替場(chǎng)專的序?qū)懸猴@器要顯大的字和形清化度成本。ADC0808是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，它有8路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開(kāi)關(guān)樹(shù)型A/D轉(zhuǎn)換器。與ADC0809相似。方案三：主控部分由ICL7135芯片控制。它是一種字位BCD碼動(dòng)態(tài)掃描輸出的單片集成雙積分式A／D轉(zhuǎn)換器。滿量程輸入為-2V～0～+2V，自動(dòng)極性，單參考電壓源，自動(dòng)校零。符合設(shè)計(jì)要求，與微機(jī)接口十分方便具有精度高相當(dāng)于14位A/D轉(zhuǎn)換價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)其轉(zhuǎn)換速度與時(shí)鐘頻率相關(guān)，每個(gè)轉(zhuǎn)換