1、 課 題 交流毫伏表設(shè)計(jì) 系 別 專 業(yè) 年 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 目錄第一章引言2 1.1摘要.2 1.2 設(shè)計(jì)目的.21.3設(shè)計(jì)任務(wù)及要求.21.4 課程設(shè)計(jì)過(guò)程2第二章系統(tǒng)方案選擇和論證.3 2.1基本方案論證.3 2.2輸出部分中各模塊的方案選擇.32.3總體方案設(shè)計(jì).4第三章 AT89C51的結(jié)構(gòu).5 3.1AT89C51的概述.53.2 AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)53.3存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器的介紹.53.4時(shí)鐘電路和復(fù)位電路.7第4章元器件的選擇.74.1顯示.74.2 模數(shù)（A/D）芯片.114.3 數(shù)模 AC/DC736芯片134.4 OP07.13第五章電路的設(shè)計(jì).14

2、5.1時(shí)鐘電路.155.2A/D轉(zhuǎn)換程序.17第6章 系統(tǒng)的調(diào)試.186.1 硬件的調(diào)試.186.2軟件調(diào)試.19參考文獻(xiàn).20附錄.20程序清單.20元件清單.25內(nèi)容摘要 本次設(shè)計(jì)主要解決AC/DC轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及顯示控制等幾個(gè)模塊?？刂葡到y(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809。要求交流毫伏表檢測(cè)信號(hào)的電壓范圍：1mv2v ，輸入信號(hào)的頻率范圍：10Hz-2000KHz，并在LCD1602液晶上顯示測(cè)量電壓信號(hào)。關(guān)鍵詞 AT89C51單片機(jī)；電壓測(cè)量；A/D轉(zhuǎn)換；LCD1602液晶顯示；AC/DC轉(zhuǎn)換；放大；衰減。1.2 設(shè)計(jì)目的本課程的任務(wù)是通過(guò)“交流毫伏表

3、的設(shè)計(jì)”的設(shè)計(jì)過(guò)程，綜合所學(xué)課程，掌握目前自動(dòng)化儀表的一般設(shè)計(jì)要求，工程設(shè)計(jì)方法，開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)工具的使用方法，通過(guò)這一設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和分析，解決問(wèn)題的能力；積累經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)按部就班，一絲不茍的工作個(gè)對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1、 設(shè)計(jì)一個(gè)交流毫伏表，檢測(cè)信號(hào)的電壓范圍：1mv2v。2、 輸入信號(hào)的頻率范圍：10Hz-2000KHz3、 查閱相關(guān)資料，了解交流毫伏表的各種現(xiàn)實(shí)發(fā)法極其特點(diǎn)，并著重掌握 交流毫伏表的設(shè)計(jì)及顯示等。4、 熟悉并掌握個(gè)芯片的功能極其管腳分。5、 檢測(cè)設(shè)計(jì)電路中所需要的各種電子元器件。6、 對(duì)設(shè)計(jì)的交流毫伏表進(jìn)行裝接與調(diào)試，要時(shí)設(shè)計(jì)的電路

4、達(dá)標(biāo)。7、 完成設(shè)計(jì)交實(shí)物圖極其設(shè)計(jì)報(bào)告。1.4課程設(shè)計(jì)過(guò)程1、 各組組成員討論并進(jìn)行軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，經(jīng)指導(dǎo)老師同意進(jìn)行具體方案實(shí)施。2、 將可行方案硬件電路焊接在萬(wàn)能板上，并檢查。3、 軟硬件仿真。4、 獨(dú)立完成軟硬件系統(tǒng)調(diào)試。5、 經(jīng)老師檢查并移交成品。第2章 系統(tǒng)方案選擇和論證2.1 基本方案論證本設(shè)計(jì)硬件電路分為測(cè)量部分、輸出部分四大部分，測(cè)量部分又分為控制模塊、放大模、交直流變換模塊、AD變換模塊、顯示模塊。測(cè)量部分方案選擇方案一 主要采用AT89C51單片機(jī)為核心處理，配合放大電路、A/D電路采集數(shù)據(jù)，通過(guò)液晶顯示。采用AT89C51單片機(jī)作CPU，AT89C51單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能

5、強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，外接A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器外圍電路。語(yǔ)音功能還要通過(guò)外接語(yǔ)音芯片電路，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較煩瑣。AT89C51單片機(jī)為8位微處理器，在數(shù)據(jù)處理方面顯然遜色于16位機(jī)。方案二主要采用凌陽(yáng)16位單片機(jī)為核心處理，同時(shí)經(jīng)過(guò)放大處理，A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，由凌陽(yáng)配套液晶顯示。采用凌陽(yáng)16位單片機(jī)SPCE061A作為控制核心，SPCE061A單片機(jī)在2.4V-3.6V工作電壓范圍內(nèi)的CPU時(shí)鐘頻率范圍為0.32-49.152MHz，同時(shí)增加了內(nèi)積運(yùn)算功能，提高了數(shù)據(jù)處理能力，還配有獨(dú)特的音頻處理功能，豐富的音頻函數(shù)使語(yǔ)音更加多樣化。通過(guò)AD620運(yùn)算放大器放大信號(hào)，再

6、由TLC2543芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，達(dá)到題目所需效果。綜上所述，本模塊采用AT89C51單片機(jī)為核心處理，充分利用單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，使測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，放大電路及A/D數(shù)據(jù)采集電路為了減小誤差使用了DA736、AD0809兩種芯片，讓電路更加穩(wěn)定具有更好的保護(hù)措2.2輸出部分中各模塊的方案選擇采用AT89C51單片機(jī)為控制器，控制LCD芯片，使得操作更加方便、高效。 1.1.2最終方案設(shè)計(jì)思想及框架示意圖簡(jiǎn)易數(shù)字交流毫伏表交流毫伏表測(cè)量正弦波形輸出系統(tǒng)主框架圖示2.3總體設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖a、控制模塊選用AT89C51單片機(jī)。b、放大模塊選擇 OP07芯片實(shí)現(xiàn)。c、A/D轉(zhuǎn)換模塊選擇ADC0

7、809芯片，從分利用其在儀表中的應(yīng)用特性。d、顯示模塊選擇與控制模塊相配套的LCD液晶顯示。測(cè)量系統(tǒng)框圖如圖1：AT89C51單 片 機(jī)LCD顯示OP07放大AD0809A/D轉(zhuǎn)換AC/DC736衰減電路3DJ6DJ6 圖1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖第3章AT89C51的結(jié)構(gòu)3.1 AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)概述1 一個(gè)8位的CPU2 128B或256B單元內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）3 4KB或8KB片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ROM或EPROM）4 4個(gè)8位并行I/O接口P0P3。5 兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器。6 5個(gè)中斷源的中斷管理控制系統(tǒng)。7 一個(gè)全雙工串行I/O口UART（通用異步接收、發(fā)送器） 8 一個(gè)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)

8、生電路。3.2 CPU結(jié)構(gòu)CPU 是單片機(jī)的核心部件。它由運(yùn)算器和控制器等部件組成。1.運(yùn)算器 運(yùn)算器以完成二進(jìn)制的算術(shù)/邏輯運(yùn)算部件ALU為核心。它可以對(duì)半字節(jié)（4）、單字節(jié)等數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。例如，能完成加、減、乘、除、加1、減1、BCD碼十進(jìn)制調(diào)整、比較等算術(shù)運(yùn)算，完成與、或、異或、求反、循環(huán)等邏操作，操作結(jié)果的狀態(tài)信息送至狀態(tài)寄存器。運(yùn)算器還包含有一個(gè)布爾處理器，用以處理位操作。它以進(jìn)位標(biāo)志位C為累加器，可執(zhí)行置位、復(fù)位、取反、位判斷轉(zhuǎn)移，可在進(jìn)位標(biāo)志位與其他可位尋址的位之間進(jìn)行位數(shù)據(jù)傳誦等操作，還可以完成進(jìn)位標(biāo)志位與其他可位尋址的位之間進(jìn)行邏輯與、或操作。2.程序計(jì)數(shù)器PCPC是一個(gè)16

9、位的計(jì)數(shù)器，用于存放一條要執(zhí)行的指令地址，尋址范圍為64kB，PC有自動(dòng)加1功能，即完成了一條指令的執(zhí)行后，其內(nèi)容自動(dòng)加1。3.指令寄存器 指令寄存器用于存放指令代碼。CPU執(zhí)行指令時(shí)，由程序存儲(chǔ)器中讀取的指令代碼送如指令寄存器，經(jīng)指令譯碼器譯碼后由定時(shí)有控制電路發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，完成指令功能。3.3 存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器的介紹1. 存儲(chǔ)器（Memory）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中的全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲(chǔ)器中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。2.特殊功能寄存器特殊功能寄存器（SFR）的地址范圍為80

10、HFFH。在MCS51中，除程序計(jì)數(shù)器PC和四個(gè)工作寄存器區(qū)外，其余21個(gè)特殊功能寄存器都在這SFR塊中。其中5個(gè)是雙字節(jié)寄存器，它們共占用了26個(gè)字節(jié)。各特殊功能寄存器的符號(hào)和地址見(jiàn)附表2。其中帶號(hào)的可位尋址。特殊功能寄存器反映了8051的狀態(tài)，實(shí)際上是8051的狀態(tài)字及控制字寄存器。用于CPU PSW便是典型一例。這些特殊功能寄存器大體上分為兩類，一類與芯片的引腳有關(guān)，另一類作片內(nèi)功能的控制用。與芯片引腳有關(guān)的特殊功能寄存器是P0P3，它們實(shí)際上是4個(gè)八位鎖存器（每個(gè)I/O口一個(gè)），每個(gè)鎖存器附加有相應(yīng)的輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器就構(gòu)成了一個(gè)并行口。MCS51共有P0P3四個(gè)這樣的并行口，可提

11、供32根I/O線，每根線都是雙向的，并且大都有第二功能。其余用于芯片控制的寄存器中，累加器A、標(biāo)志寄存器PSW、數(shù)據(jù)指針DPTR等的功能前已提及。P0-P3口功能介紹P0口功能 ：P0口具有兩種功能：第一，P0口可以作為通用I/O接口使用，P0.7P0.0用于傳送CPU的輸入/輸出數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)時(shí)可以得到鎖存，不需外接專用鎖存器，輸入數(shù)據(jù)可以得到緩沖。第二，P0.7P0.0在CPU訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)用于傳送片外存儲(chǔ)器de低8位地址，然后傳送CPU對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)P1口 功能 ：P1口的功能和P0口de第一功能相同，僅用于傳遞I/O輸入/輸出數(shù)據(jù)。 P2口的功能 ：P2口的第一功能和上述兩組引腳

12、的第一功能相同，即它可以作為通用I/O使用。它的第二功能和P0口引腳的第二功能相配合，作為地址總線用于輸出片外存儲(chǔ)器的高8位地址。 P3口功能 ：P3口有兩個(gè)功能：第一功能與其余三個(gè)端口的第一功能相同；第二功能作控制用，每個(gè)引腳都不同。 表2.1 P3口第二功能引腳名稱功能P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收口P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送口P3.2INT0外中斷0輸入P3.3INT1外中斷1輸入P3.4T0計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入P3.5T1計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入P3.6WR外部RAM寫(xiě)選通信號(hào)P3.7RD外部RAM讀選通信號(hào)3.4 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)提供單片機(jī)內(nèi)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)；復(fù)位操作則使

13、單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)行。1. 時(shí)鐘電路單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩和外部振蕩方式。 圖2內(nèi)部振蕩電路2 復(fù)位電路當(dāng)MCS-5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，根據(jù)應(yīng)用的要求，上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。圖3上電復(fù)位上電復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開(kāi)關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。上電后，由于電容C3的充電和反相門(mén)的作用，使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵K后松開(kāi)，也能使RST為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位的操作。第4章 元器

14、件的選擇4.1 顯示器LCD顯示模塊LCD顯示器分為字段顯示和字符顯示兩種。其中字段顯示與LED顯示相似，只要送對(duì)應(yīng)的信號(hào)到相應(yīng)的管腳就能顯示。字符顯示是根據(jù)需要顯示基本字符。本設(shè)計(jì)采用的是字符型顯示。系統(tǒng)中采用LCD1602作為顯示器件輸出信息。與傳統(tǒng)的LED數(shù)碼管顯示器件相比，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點(diǎn)，而且不需要外加驅(qū)動(dòng)電路，現(xiàn)在液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的顯示器件了。LCD1602可以顯示2行16個(gè)漢字。因?yàn)閿?shù)碼管是最常用的一種顯示器件，它是由幾個(gè)發(fā)光二極管組成的8字段顯示器件，其特點(diǎn)是價(jià)格非常的便宜，使用也非常的方便，顯示效果非常的清楚。小電流下

15、可以驅(qū)動(dòng)每光，發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短，體積小，重量輕，抗沖擊性能好，壽命長(zhǎng)。但數(shù)碼管只能是顯示09的數(shù)據(jù)。不能夠顯示字符。這也是數(shù)碼管的不足之處。所以綜合上述，也根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，我們選LCD1602液晶顯示器。圖4 LCD1602液晶顯示器1602字符型LCD簡(jiǎn)介1字符型液晶顯示模塊是一種專門(mén)用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。下面以長(zhǎng)沙太陽(yáng)人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器實(shí)物如圖圖5 LCD1602液晶顯示器21602LCD的基本參數(shù)及引腳功能1602LCD分為帶背光和不帶背光兩

16、種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無(wú)差別，兩者尺寸差別圖6圖63LCD1602主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量:162個(gè)字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm4引腳功能說(shuō)明1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無(wú)背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說(shuō)明如表編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫(xiě)選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BL

17、A背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極表1 引腳接口說(shuō)明表第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，

18、液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。61602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如下表所示序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開(kāi)/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫(xiě)數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫(xiě)的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRA

19、M或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容4.2 模數(shù)（A/D）芯片ADC0809 是8 位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。它由一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存譯碼 器、一個(gè)A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成（見(jiàn)圖1）。多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8 路模擬量分時(shí)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(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。ADC0809 應(yīng)用說(shuō)明 2、AD0809 的工作原理 IN0IN7：8 條模擬量輸入通道 ADC0809 對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是05V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放 大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)

20、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(shí)，地址鎖存與譯碼器將A， B，C 三 條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的 通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B 和C 為地 址輸入線，用于選通IN0IN7 上的一路模擬量輸 入。通道選擇表如下表所示。 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 數(shù)字量輸出及控制線：11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟

21、動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST 上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn) 換；在轉(zhuǎn)換期間，ST 應(yīng)保持低電平。EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EOC 為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn) 換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向 單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀 態(tài)。D7D0 為數(shù)字量輸出線。 CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供， 通常使用頻率為500KHZ， VREF（），VREF（）為參考電壓輸入。（1） ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51 單片機(jī)

22、直接相連。 （2） 初始化時(shí)，使ST 和OE信號(hào)全為低電平。 （3） 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C 端口上。 （4） 在ST 端給出一個(gè)至少有100ns 寬的正脈沖信號(hào)。 （5） 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC 信號(hào)來(lái)判斷。 （6） 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。4.3 數(shù)模 AC/DC736芯片AD736是經(jīng)過(guò)激光修正的單片精密真有效值A(chǔ)C/DC轉(zhuǎn)換器。其主要特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、靈敏性好（滿量程為200mVRMS）、測(cè)量速率快、頻率特性好（工作頻率范圍可達(dá)0460kHz）、輸入阻抗高、輸出阻抗低、電源范圍寬且功耗低最大的電源工作電流為200A.用它

23、來(lái)測(cè)量正弦波電壓的綜合誤差不超過(guò)3%. AD736采用雙列直插式8腳封裝，其管腳排列如圖所示各管腳的功能如下： +Vs：正電源端，電壓范圍為2.816.5V； -Vs：負(fù)電源端，電壓范圍為-3.2-16.5V； Cc：低阻抗輸入端，用于外接低阻抗的輸入電壓（200mV），通常被測(cè)電壓需經(jīng)耦合電容Cc與此端相連，通常Cc的取值范圍為1020F.當(dāng)此端作為輸入端時(shí)，第2腳VIN應(yīng)接到COM； VIN：高阻抗輸入端，適合于接高阻抗輸入電壓，一般以分壓器作為輸入級(jí)，分壓器的總輸入電阻可選10M，以減少對(duì)被測(cè)電壓的分流。該端有兩種工作方式可選擇：第一種為輸出AC+DC方式。該方式將1腳（Cc）與8腳（C

24、OM）短接，其輸出電壓為效流真有效值與直流分量之和；第二種方式為AC方式。該方式是將1腳經(jīng)隔直電容Cc接至8腳，這種方式的輸出電壓為真有效值，它不包含直流分量。 COM：公共端； Vo：輸出端； CF：輸出端濾波電容，一般取10F； CAV：平均電容。它是AD736的關(guān)鍵外圍元件，用于進(jìn)行平均值運(yùn)算。其大小將直接響應(yīng)到有效值的測(cè)量精度，尤其在低頻時(shí)更為重要。多數(shù)情況下可選33F.4.4 OP07 op07的功能介紹：Op07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于OP07A最大為25V），所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要額外的調(diào)零措施。

25、OP07同時(shí)具有輸入偏置電流低（OP07A為2nA）和開(kāi)環(huán)增益高（對(duì)于OP07A為300V/mV）的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開(kāi)環(huán)增益的特性使得OP07特別適用于高增益的測(cè)量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號(hào)等方面。特點(diǎn)：超低偏移： 150V最大 。 低輸入偏置電流： 1.8nA 。 低失調(diào)電壓漂移： 0.5V/ 。 超穩(wěn)定，時(shí)間： 2V/month最大 高電源電壓范圍： 3V至22V第五章 電路的設(shè)計(jì)按系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)要求，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)

26、方案框圖如圖。衰減 3DJ6AC/DC736OP07放大AT89C51 P0 P2 P1 P3ADC0809上電復(fù)位電源電路LCD顯示器 /歡迎進(jìn)店詳談，總有一款適合您！ / 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)控制模塊的作用是為控制各單元電路的運(yùn)行并完成數(shù)據(jù)的換算或處理，主要由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成。5.1時(shí)鐘電路單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)是由時(shí)鐘電路提供的，在單片機(jī)的XTAL1和XYAL2兩個(gè)管腳接一只晶振及兩只電容就構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路，電路中電容器和對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用，通常取(3010)pF石英晶體選擇6MH

27、z或12MHz都可以。時(shí)鐘電路如圖3-1所示。 圖3-1系統(tǒng)時(shí)鐘電路 圖3-2系統(tǒng)復(fù)位電路復(fù)位電路單片機(jī)的RST管腳為主機(jī)提供了一個(gè)外部復(fù)位信號(hào)輸入口。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，高電平有效的持續(xù)時(shí)間為2個(gè)機(jī)器周期以上。單片機(jī)的復(fù)位方式可由手動(dòng)復(fù)位方式完成。電阻、電容器的參考值=10K、=10uF、=0.01uF。復(fù)位電路如圖。系統(tǒng)軟件電路設(shè)計(jì)在接通電時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)主程序主要負(fù)責(zé)各個(gè)模塊的初始化工作：設(shè)置定時(shí)器、寄存器的初值，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，處理量程轉(zhuǎn)換響應(yīng)，控制液晶實(shí)時(shí)顯示等主程序流程圖見(jiàn)圖。開(kāi)始初始化調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序調(diào)用顯示子程序主程序流程圖 5.2A/D轉(zhuǎn)換程序A/D轉(zhuǎn)換程序的

28、功能是采集數(shù)據(jù)，在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占有很高的地位。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置好后，單片機(jī)掃描轉(zhuǎn)換結(jié)束管腳P2.6的輸入電平狀態(tài)，當(dāng)輸入為高電平則轉(zhuǎn)換完成，將轉(zhuǎn)換的數(shù)值轉(zhuǎn)換并顯示輸出。若輸入為低電平，則繼續(xù)掃描。程序流程圖如圖所示。A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖2）LCD初始化從通電開(kāi)始延時(shí)，先經(jīng)過(guò)判忙后再進(jìn)行功能設(shè)置，過(guò)一段時(shí)間后可以設(shè)制顯示狀態(tài)（如設(shè)制行、位或陣列）再經(jīng)過(guò)延時(shí)清屏后才可以設(shè)置輸入方式，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖3-11所示。圖3-11LCD初始化流程圖2LCD顯示程序設(shè)計(jì)LCD顯示程序的設(shè)計(jì)一般先要確定LCD的初始化、光標(biāo)定位、確定顯示字符后，顯示流程如圖3-12顯示。圖3-12LCD顯示程序流程圖第6章 系統(tǒng)的

29、調(diào)試完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按設(shè)計(jì)意圖正常運(yùn)行，必須進(jìn)行系件和軟件調(diào)統(tǒng)調(diào)試。調(diào)試分了硬件與軟件調(diào)試。6.1 硬件的調(diào)試硬件調(diào)試的主要任務(wù)是排除硬件故障，其中包括設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和工藝性故障等。1.檢查所設(shè)計(jì)的硬件電路板所有的器件和引腳是否正確。a.第一步，我們用數(shù)字萬(wàn)用表進(jìn)行了逐一對(duì)點(diǎn)的檢查，檢查各導(dǎo)線間是否有短路與開(kāi)路的故障?！緳z測(cè)導(dǎo)線導(dǎo)通-連接無(wú)誤】b.第二步測(cè)輸入5V電源（0V地）線是否與電路中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的電源（地）線相連接是否正確；及檢查開(kāi)關(guān)/按鍵是否正常，是否連接正確?！緳z測(cè)導(dǎo)線導(dǎo)通-連接無(wú)誤-按鍵正?！縞測(cè)芯片管座與芯片管座之間用導(dǎo)線連接起來(lái)的對(duì)應(yīng)腳是否導(dǎo)通與

30、截止?！緳z測(cè)對(duì)應(yīng)腳的導(dǎo)線連接導(dǎo)通-連接正常】2.將裸機(jī)芯片AT89C51插入硬件電路單片機(jī)管座，測(cè)晶振是否起振，起振時(shí)測(cè)得AT89C51的18腳(XTAL2)有一個(gè)正弦波，31腳（ALE）有一個(gè)方波?！緶y(cè)得波形正常-如同上述】3.將顯示子程序經(jīng)過(guò)keill軟件仿真生成（.hex）文件，用編程器將生成的(.hex)文件寫(xiě)入AT89C51芯片。4.將寫(xiě)入顯示程序的芯片AT89C51插入硬件電路單片機(jī)管座，觀看顯示電路的KCD是否正常發(fā)光?！綥CD發(fā)光正常-電路能運(yùn)行】5.將整機(jī)程序生成的（.hex）文件寫(xiě)入AT89C51芯片，插入單片機(jī)插座進(jìn)行調(diào)試，檢查各接口是否滿足設(shè)計(jì)的要求，有正常的程序測(cè)試硬

31、件電路的好壞。當(dāng)我們把前幾步準(zhǔn)備工作都做完以后通電進(jìn)行總調(diào)。a.按下【復(fù)位】按鍵時(shí)，信號(hào)將變成初始值。b.硬件電路調(diào)試與測(cè)試均正常。6.3 軟件的調(diào)試軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序的錯(cuò)誤，同時(shí)也能發(fā)現(xiàn)硬件的故障。軟件調(diào)試是一個(gè)模塊一個(gè)模塊進(jìn)行的。首先單獨(dú)調(diào)試各子程序是否能夠按照預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常。最后調(diào)試整個(gè)程序。尤其注意的是各模塊間能否正確的傳遞參數(shù)。1. 檢查L(zhǎng)CD顯示模塊程序。觀察在LCD上是否能夠顯示相應(yīng)的字符。2. 檢查顯示模塊程序。3. 檢查A/D轉(zhuǎn)換模塊程序?？梢栽谟布娐返妮斎攵溯斎胍阎膸讉€(gè)電壓，分別觀察LCD上是否顯示相應(yīng)的電壓

32、值。4. 檢查數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換模塊程序。參考文獻(xiàn)1、單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 李全利 高等教育出版社2、.黃智偉 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程 北京 電子工業(yè)出版社 2005.13、.揚(yáng)吉祥 電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 東南大學(xué)出版社20044、康華光 電子技術(shù)基礎(chǔ) 北京 高等教育出版社 19995、.劉維恒 實(shí)用電子電路基礎(chǔ) 北京 電子工業(yè)出版社2004.86、王新賢 通用集成電路速查手冊(cè) 濟(jì)南 科學(xué)技術(shù)出版社20027、單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 蔡明文 馮先成 華中科技大學(xué)出版社附錄交流毫伏表設(shè)計(jì)程序清單5.1 主程序和中斷程序入口ORG 0000HLJMP STARTORG 0003H12RETIORG 000BH

33、RETIORG 0013HRETIORG 001BHRETIORG 0023HRETIORG 002BHRETI;5.2 初始化程序中的變量CLEARMEMIO： CLR AMOV P2，AMOV R0，#70HMOV R2，#0DHLOOPMEM： MOV R0,AINC R0DJNZ R2,LOOPMEMMOV 20H,#00HMOV A,#0FFHMOV P0.AMOV P1,AMOV P3,ARET;5.3主程序START: LCALL CLEARMEMIOMAIN LCALL TESTLCALL DISPLAYAJMP MAINNOP NOPNOPNOP LJMP START;5.4

34、延時(shí)程序DL10MS: MOV R6,#0D0HDL1 MOV R7,#19HDL2: DJNZ R7,DL2DJNZ R6,DL1RET;DL1MS: MOV R4,#0FFH;LOOP11: DJNZ R4,LOOP11MOV R4,#0FFHLOOP22: DJNZ R4,LOOP22 RET;5.5電壓測(cè)量（A/D）子程序TERT: CLRAMOV P2,AMOV R0,#70HMOV R7,#03HLCALL TESTARTWAIT:JB P3.7MOVDAJMP WAIT;TESTART: SETB P2.3NOPNOPCLR P2.3SETB P2.4NOPNOPCLRP2.4N

35、OPNOPNOPNOPRET;MOVD SETB P2.5MOV A,P0MOV R0,ACLR P2.5INC R0MOV A,P2INC AMOV P2,ACJNEA,#03H,TESTEND;TESTEND:JC TESTCONCLR A;MOV P2,AMOV A,#0FFHMOV P0,AMOV P1,AMOV P3,ARET;TESTCON:LCALL TESTARTLJMP WAIT;5.6 1602型LCD驅(qū)動(dòng)程序 RS BIT P2.6;RS為寄存器選擇 RW BIT P2.7 ;RW為讀寫(xiě)信號(hào)線 E BIT P2.0 ;E端為使能端 ORG0000HAJMPMAINORG0030HMAIN: MOV P1,#01