课程设计数字电压表详解.doc

目 录 0. 前言 1 1. 简易数字电压表的基本理论 1 2. 方案设计 2 3. 硬件电路的工作原理 2 3.1 ADC0808 2 3.2单片机最小系统 3 3.2.1 复位电路 4 3.2.2 时钟电路 5 3.3 LED显示电路 5 4. 软件编程 6 4.1 主程序 6 4.2 初始化程序 7 4.3 A/D转换子程序 7 4.4 显示子程序 7 5. 系统调试和结果分析 7 6. 结论及进一步设想 8 参考文献 9 附录1 元件清单 10 课设体会 11  简易数字电压表 摘要：关键词：；； 0. 前言1. 简易数字电压表的基本理论 2. 方案 简易数字电压表电路的基本组成如图1所示。 图1 电路的原理框图 3. 硬件电路的工作原理 .1 ADC0808 现实世界的物理量很多都是模拟量，能把模拟量转化成数字量的器件称为模/数转换器（A/D转换器），A/D转换器是单片机数据采集系统的关键接口电路，按照各种A/D芯片的转化原理可分为计数比较型，逐次逼近型，双重积分型等等。双积分式A/D转换。 ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，内部结构如图所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。 ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装。因为在Proteus软件中ADC0809无法仿真，所以使用功能相近的ADC0808代替，其引脚图如图1所示。 图2 ADC0808 下面说明各个引脚功能: IN0-IN7（8条）：8路模拟量输入线，用于输入和控制被转换的模拟电压。 地址输入控制（4条）： ALE:地址锁存允许输入线，高电平有效，当ALE为高电平时，为地址输入线，用于选择IN0-IN7上那一条模拟电压送给比较器进行A/D转换。 ADDA,ADDB,ADDC:3位地址输入线，用于选择8路模拟输入中的一路。 START：START为“启动脉冲”输入法，该线上正脉冲由CPU送来，宽度应大于100ns，上升沿清零SAR,下降沿启动ADC工作。 EOC: EOC为转换结束输出线，该线上高电平表示A/D转换已结束，数字量已锁入三态输出锁存器。 3.2单片机最小系统 STC89C52系列单片机的复位电路的极性电容C1直接影响单片机的复位时间，一般采用10-30uF，单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。89C52单片机的晶振X1可以采用6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，52单片机的晶振振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理越快。52单片机系统的起振电容C2、C3一般采用15-33pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好。P0口作为输出口时需要上拉电阻，阻值一般为10K。其他接口内部有上拉电阻，作为输出口不需要外加上拉电阻。最小系统包含晶振电路、复位电路、电源电路。 74HC573锁存器：主要用于对数码管、按键的控制，这里只用到了数据锁存的功能，当输入的数据传输完毕，在输出端仍然保持数据。保证了投入硬币后能让显示的数字保存一段时间，同时也完成了对硬币数量的累加功能。 在LED和数码管显示方面，要维持一个数据的显示，往往要持续的快速的刷新。尤其是在四段八位数码管等这些要选通的显示设备上。在人类能够接受的刷新频率之内，大概每三十毫秒就要刷新一次。这就大大占用了处理器的处理时间，消耗了处理器的处理能力，还浪费了处理器的功耗。锁存器的使用可以大大的缓解处理器在这方面的压力。当处理器把数据传输到锁存器并将其锁存后，锁存器的输出引脚便会一直保持数据状态直到下一次锁存新的数据为止。这样在数码管的显示内容不变之前，处理器的处理时间和IO引脚便可以释放。可以看出处理器处理的时间仅限于显示内容发生变化的时候，这在整个显示时间上只是非常少的一个部分。而处理器在处理完后可以有更多的时间来执行其他的任务。这就是锁存器在LED和数码管显示方面的作用:节省了宝贵的MCU时间。 图3 单片机最小系统 3.2.1 复位电路 单片机在启动运行时都需要复位，使CPU和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。MCS-51单片机有一个复位引脚RST,采用施密特触发输入。当震荡器起振后，只要该引脚上出现2个机器周期以上的高电平即可确保时器件复位[1]。复位完成后，如果RST端继续保持高电平，MCS-51就一直处于复位状态，只要RST恢复低电平后，单片机才能进入其他工作状态。单片机的复位方式有上电自动复位和手动复位两种，是51系列单片机统常用的上电复位和手动复位组合电路，只要Vcc上升时间不超过1ms，它们都能很好的工作。 图4 复位电路 3.2.2 时钟电路 单片机中