四路數(shù)字電壓表設(shè)計

《四路數(shù)字電壓表設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、遼寧工業(yè)大學單片機課程設(shè)計（論文）第1章四路簡易數(shù)字電壓表概述數(shù)字電壓表簡稱DVM，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。數(shù)字電壓表自從一九五二年問世以來，隨著電子技術(shù)的飛躍發(fā)展，特別是目前，作為測量儀表、模擬指示儀表的數(shù)字化以及自動測量的系統(tǒng)，而得到了很大的發(fā)展。數(shù)字電壓表是從電位差計的自動化這種想法研制出來的，因此即便是最初的數(shù)字電壓表，其精度也要比模擬儀表高，而其成本比電位差計也高。以后，DVM的發(fā)展就著眼在高精度和低成本兩個方面。單片機可單獨地完成現(xiàn)代工業(yè)控制

2、所要求的智能化控制功能，這是單片機最大的特征。單片機控制系統(tǒng)能夠取代復雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，也可以用軟件控制來實現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化。在電量的測量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個被測量，其中電壓量的測量最為常見。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是經(jīng)常需要測量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓表就成為一種必不可少的測量儀器。本設(shè)計數(shù)字電壓表是利用A/D轉(zhuǎn)換原理，將被測模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并用數(shù)字方式顯示測量結(jié)果的電子測量儀表。通常數(shù)字電壓表都采用大規(guī)模的A/D轉(zhuǎn)換集成電路，測量精度高，讀數(shù)方便，在體積、重量、耗電、穩(wěn)定性及可靠性

3、等方面性能指標均明顯優(yōu)于指針式萬用表。其中，A/D轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，邏輯控制電路產(chǎn)生控制信號，按規(guī)定的時序?qū)/D轉(zhuǎn)換器中各組模擬開關(guān)接通或斷開，保證A/D轉(zhuǎn)換正常進行。本系統(tǒng)以單片機89C51為系統(tǒng)的控制核心，結(jié)合A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809設(shè)計一個數(shù)字電壓表，能夠測量0-5V之間的直流電壓值，通過四位數(shù)碼顯示。讀數(shù)據(jù)準確，測量方便。17遼寧工業(yè)大學單片機課程設(shè)計（論文）第2章課程設(shè)計方案論證2.1系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)為完成上述系統(tǒng)功能，選擇和設(shè)計時鐘電路、復位電路、LED顯示電路、A/D轉(zhuǎn)換電路及測量電壓輸入電路

4、組成四路簡易數(shù)字電壓表系統(tǒng)，其系統(tǒng)組成框圖如圖2.1所示。單片機LED顯示電路時鐘電路測量電壓輸入電路A/D轉(zhuǎn)換復位電路圖2.1系統(tǒng)總體框圖2.2系統(tǒng)各部分功能電路的作用1．時鐘電路：用于產(chǎn)生單片機工作所需的時鐘信號。內(nèi)部有一個高增益反向放大器，用成片內(nèi)振蕩器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端，兩個管腳接一只晶振及兩只電容就構(gòu)成了單片機的時鐘電路，電路中電容器C1和C2對振蕩頻率有微調(diào)作用。2.復位電路：在時鐘電路工作后，只要在單片機的RESET引腳上出現(xiàn)24個時鐘振蕩脈沖以上的高電平，單片機就能實現(xiàn)復位

5、,本電路采用按鍵電平復位方式。3.A/D轉(zhuǎn)換器：是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前向通道中的一個重要環(huán)節(jié)。前向通道中，被測物力量經(jīng)傳感器裝換成電信號，而每一種傳感器都有與其配套的接口電路，接口電路再將這一電信號轉(zhuǎn)換成電壓信號。采用ADC0809轉(zhuǎn)換，首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START17遼寧工業(yè)大學單片機課程設(shè)計（論文）上升沿將逐次逼近寄存器復位。下降沿啟動A／D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。直到A／D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果

6、數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當OE輸入高電平時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。4.LED顯示器:是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也可成為數(shù)碼管。這種顯示塊有共陰極和共陽極兩種，共陰極的二極管陰極共地，當某個發(fā)光二極管為高電平時，發(fā)光二極管點亮；共陽極的發(fā)光二極管并接，當某個發(fā)光二極管的陰極為低電平時，發(fā)光二極管發(fā)光。本電路采用動態(tài)掃描法實現(xiàn)四位LED數(shù)碼管的數(shù)值顯示，電路數(shù)碼管為共陽極型。17遼寧工業(yè)大學單片機課程設(shè)計（論文）第3章硬件設(shè)計3.1單片機最小系統(tǒng)設(shè)計1.單片機選擇：選擇單片機AT

7、89C51作為控制器圖3.189C51單片機引腳圖2.時鐘電路設(shè)計單片機工作的時間基準是由時鐘電路提供的，在單片機的XTAL.1和XTAL.2兩個管腳接一只晶振及兩只電容就構(gòu)成了單片機的時鐘電路，電路中電容器C1和C2對振蕩頻率有微調(diào)作用，通常取(30±10)pF石英晶體選擇6MHz或12MHz都可以。圖3.2時鐘振蕩電路17遼寧工業(yè)大學單片機課程設(shè)計（論文）3.復位電路設(shè)計單片機的RST管腳為主機提供了一個外部復位信號輸入口。復位信號是高電平有效，高電平有效地持續(xù)時間為2個機器周期以上。單片機的復位方式可由手動電平復位方式完成

8、。圖3.3復位電路4.單片機最小系統(tǒng)圖3.4單片機最小系統(tǒng)17遼寧工業(yè)大學單片機課程設(shè)計（論文）3.2功能電路設(shè)計1.A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計圖3.5是ADC0809與89C51單片機的接口電路，89C51單片機通過地址線P2.7和讀、寫信號來控制轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道地