電子技術(shù)課程設(shè)計報告

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1、電子技術(shù)課程設(shè)計報告設(shè)計課題：數(shù)字電壓采集顯示系統(tǒng)專業(yè)班級：_________________學(xué)生姓名：_________________指導(dǎo)教師：_________________設(shè)計時間：_________________物理與電子工程學(xué)院13數(shù)字電壓采集顯示系統(tǒng)一、設(shè)計任務(wù)與要求1.掌握PCB制板技術(shù)、焊接技術(shù)、電路檢測以及集成電路的使用方法；2.掌握數(shù)字采集顯示系統(tǒng)的設(shè)計，組裝與調(diào)試方法；3.設(shè)計一個數(shù)字采集系統(tǒng)，具體要求如下：滑動變阻器把變化的模擬量數(shù)據(jù)傳給ADC0809，由單片機(jī)STC89C52控制進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，其數(shù)字量由數(shù)碼管顯示，顯示的電壓值與輸

2、入模擬量偏差在1/10V之內(nèi)。二、方案設(shè)計與論證1.時鐘選擇方案一：無源晶振12M，提供穩(wěn)定的時鐘信號。方案二：無源晶振11.05926M，提供穩(wěn)定并且便于計算的時鐘信號。結(jié)論：由于采用51單片機(jī)，需要一個頻率穩(wěn)定精確的時鐘信號。兩者均采用石英晶體做為振蕩器,輸出頻率穩(wěn)定，在性價比相等的前提下，11.05926M的晶振所得到的定時時間更便于計算，更精確。所以，選擇選擇11.05926M的晶振作為晶振源。圖1.晶振電路2.數(shù)字采集電路選擇方案一：ADC0804是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成，輸入方式為單通道，轉(zhuǎn)換時間約為100μ

3、s，它的非線形誤差為±1LSB，電源電壓為單一+5V。方案二：ADC0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。它由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間約為100μs，它的非線形誤差為±1LSB，電源電壓為單一+5V。結(jié)論：鑒于方案二的在平時的應(yīng)用中用的比較普遍，并且性能較好，有多個輸入通道，故本設(shè)計采用方案二的設(shè)計。3.顯示模塊的選擇方案一：液晶顯示（電路如下所示）方案二：數(shù)碼管顯示（電路如下所示）13結(jié)論：利用LCD1602液晶顯示，電路簡

4、單，且不需要動態(tài)顯示，程序也相對簡單。利用四聯(lián)體數(shù)碼管顯示，電路相對復(fù)雜。但由于做板時1602液晶壞掉改為四聯(lián)體數(shù)碼管顯示。圖2.液晶顯示電路圖3數(shù)碼顯示電路4.芯片選擇方案一:采用AT89C52芯片,該芯片內(nèi)部有8K的ROM。方案二:采用STC89C52芯片,該芯片內(nèi)部有8K的ROM,STC89C52系列單片機(jī)是宏晶推出的新一代超強抗干擾、高速、低功耗的單片機(jī)，這個系列單片機(jī)在片內(nèi)含有FLASH存儲器，因此有十分廣泛的用途。特別是在便攜式、省電和特殊信息保存的儀器中顯得更為有用。結(jié)論：由于STC89C52系列單片機(jī)的ISP在線編程功能優(yōu)勢在于改寫單片機(jī)存儲器的內(nèi)的

5、程序而不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離，這是一個強大易用的功能，易于調(diào)試和修改，所以本設(shè)計采用方案二。三、硬件電路與程序流程設(shè)計1.電路設(shè)計的總體方框圖本設(shè)計的硬件電路主要包括以下幾個部分：單片機(jī)、AD0809數(shù)字采集電路、數(shù)碼管顯示電路。STC89C52晶振復(fù)位電路AD0809數(shù)碼管顯示滑動變阻器圖4.電路設(shè)計總體方框圖對于硬件電路的各部分：1）單片機(jī)使整個設(shè)計的核心，用來控制各部分的電路正常工作；2）滑動變阻器獲取模擬電壓；133）液晶和pc機(jī)用來顯示溫度。2.測量電壓的設(shè)計模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，或簡稱ADC，通常是指一個將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。通常

6、的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個輸出的數(shù)字信號。由于數(shù)字信號本身不具有實際意義，僅僅表示一個相對大小。故任何一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)，比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。轉(zhuǎn)換方法:模數(shù)轉(zhuǎn)換過程包括量化和編碼。量化是將模擬信號量程分成許多離散量級，并確定輸入信號所屬的量級。編碼是對每一量級分配唯一的數(shù)字碼，并確定與輸入信號相對應(yīng)的代碼。（1）ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖5ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)????由上圖可知，ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個

7、A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。13（2）．引腳結(jié)構(gòu)IN0－IN7：8條模擬量輸入通道ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0－5V，若信號太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。地址輸入和控制線：4條????ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，