直流数字电压表的设计毕业论文设计(编辑修改稿)

直流数字电压表的设计毕业论文设计(编辑修改稿)内容摘要：

29 脚）：访问外部程序存储器选通信号，低电平有效，用于实现外部程序存储器的读操作。 /Vpp（ 31 脚）： EA 为访问内部或外部程序存储器选择信号， EA=0，单片机只访问外部程序存储器，故对 8031 此脚只能接地； EA＝ 1，单片机访问内部程序存储器，固对 8051 和 8751 此脚应接高电平，但若程序指针 PC 值超过 4KB（ OFFFH）范围，单片 机将自动访问外部程序存储器。 4）多功能 I/O 引脚 P0 口 （ 32～ 39 脚）： P0 数据 /地址复用总线端口。 P1 口 （ 1～ 8 脚）： P1静态通用端口。 P2 口 （ 21～ 28 脚）： P2 动态端口。 P3 口 （ 10～ 17 脚）： P3 双功能静态端口。 除作 I/O 端口外，它还提供特殊的第二功能，其具体含义为： （ 10 脚） RXD：串行数据接收端。 （ 11 脚） TXD：串行数据发送端。 （ 12 脚） INT0：外部中断 0 请求端，低电平有效。 （ 13 脚） INT1：外部中断 1 请求端，低电平有效。 （ 14 脚） T0：定时器 /计数器 0 计数输入端。 （ 15 脚） T1：定时器 /计数器 1 计数输入端。 （ 16 脚） WR：外部数据存储器写选通，低电平有效。 （ 17脚） RD：外部数据存储器读选通，低电平有效。 A/D 转换器 （ 1） 模数转换器即 A/D 转换器 如图 23 所示 ，或简称 ADC，通常是指一个将 模长沙理工毕业论文 8 拟信号 转变为 数字信号 的电子元件。 通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。 由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。 故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。 而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。 模数转换器最重要的参数是转换的精度，通常用输出的数字信号的位 数的多少表示。 转换器能够准确输出的数字信号的位数越多，表示转换器能够分辨输入信号的能力越强，转换器的性能也就越好。 A/D 转换一般要经过采样、保持、量化及编码 4 个过程。 在实际电路中，有些过程是合并进行的，如采样和保持，量化和编码在转换过程中是同时实现的。 一般来说， AD 比 DA 贵，尤其是高速的 AD，因为在某些特殊场合，如导弹的摄像头部分要求有高速的转换能力。 一般那样 AD 要上千美元。 还有通过 AD 的并联可以提高 AD 的转换效率，多个 AD 同时处理数据，能满足处理器的数字信号需求了。 图 23 A/D 转换器 （ 2） 模数转换过程包括量化和编码。 量化是将模拟信号量程分成许多离散量级，并确定输入信号所属的量级。 编码是对每一量级分配唯一的数字码，并确定与输入信号相对应的代码。 最普通的码制是二进制，它有 2n 个量级（ n 为位数） ,可依次逐个编号。 模数转换的方法很多，从转换原理来分可分为直接法和间接法两大类。 直接法是直接将电压转换成数字量。 它用数模网络输出的一套基准电压，从高位起逐位与被测电压反复比较，直到二者达到或接近平衡（见图）。 控制逻长沙理工毕业论文 9 辑能实现对分搜索的控制，其比较方法如同天平称重。 先使二进位制数的最高位Dn1＝ 1，经数模转换后得到一个整个量程一半的模拟电压 VS，与输入电压 Vin 相比较，若 VinVS,则保留这一位；若 VinVin，则 Dn1＝ 0。 然后使下一位 Dn2＝1,与上一次的结果一起经数模转换后与 Vin 相比较 ,重复这一过程，直到使 D0＝ 1，再与 Vin 相比较 ,由 VinVS 还是 VinV 来决定是否保留这一位。 经过 n 次比较后，n 位寄存器的状态即为转换后的数据。 这种直接逐位比较型（又称反馈比较型）转换器是一种高速的数模转换电路，转换精度很高，但对干扰的抑制能力较差，常用提高数据放大器性能的方法来弥补。 它在计算机接口电路中用得最普遍。 间接法不将电压直接转换成数字，而是首先转换成某一中间量 ,再由中间量转换成数字。 常用的有电压 时间间隔 (V/T)型和电压 频率 (V/F)型两种，其中电压 时间间隔型中的双斜率法（又称双积分法）用得较为普遍。 模数转换器的选用具体取决于输入电平、输出形式、控制性质以及需要的速度、分辨率和精度。 用半导体分立元件制成的模数转换器常常采用单元结构，随着大规模集成电路技术的发展，模数转换器体积逐渐缩小为一块模板、一块集成电路 电压表显示电路 设计中采用的是 8 段 LED 数码管来显示电压值。 LED 具有耗电低、亮度高、视角大、线路简单、耐震及寿命长等优点，它由 8 个发光二极管组成，其中 7 个按‘ 8’字型排列，另一个发光二极管为圆点形状，位于右下角，常用于显示小小数点，把 8 个发光二极管连在一起，公共端接高电平，叫共阳极接法，相反，公共端接低电平的叫共阴极接法，我们采用共阳极接法，当发光二极管导通时，相应的一段笔画或占就发亮，从而形成不同的发光字符。 其中 8 段分别命名为 dp g f e d c b a .例如，要显示‘ 0’ ,则 dp g f e d c b a 分 别为： 11000000B（共阳极）；要显示‘ A’，则 dp g f e d c b a 分别为： 00010001B（共阳极）。 若要显示多个数字，只要让若干个数码管的位码循环为低电平就可以了。 根据设计要求，显示电路需要至少 4 位 LED 数码管来显示电压值，我们再多加一位用来显示电压单位‘ V’，则有 7 位 LED 循环显示。 自用单片机的 I/O 口驱动LED 数码管的亮灭，设计中由 P0 口戏码 LED 的段码显示，即显示字符，由 P2 口选择 LED 位码，即选择点亮哪位 LED 来显示，电路如图 24 所示。 另外，一般 I/O 接口芯片的驱动能力 是很有限的，在 LED 显示器接口电路中，输出口所能提供的驱动电流一般是不够的尤其是设计中需要用到多位 LED，此时就需要增加 LED 驱动电路，驱动电路有多种，常用的是 TTL 或 MOS 集成电路驱动器，在本设计中采用了 74LS245 芯片驱动电路。 长沙理工毕业论文 10 图 24 LED 数码管 选择器件 并放入图形编辑区，器件库如 表 21 所选器件列表所示。 表 21 器件库 器件库 器件名称 统称 Microprocessor AT89C51 主芯片 Resistors 3WATT100R 电阻 Resistors POTLOG 电阻 Data Converters ADC0808 AD 转换器 Optoelectronics 7SEGCONANODE 数码管（ 阳 极） TTL 74LS series 74LS33 与、或、非门 Data Converters DS18B20 复位器 Capacitors CAP 电容 Miscellaneous CRYSTAL 晶振器 Power VCC 电源 Ground Label 接地 总体电路 经过以上的设计，所需要的元器件，放入仿真软件中，并且生成总 体电路如图 25 所示。 长沙理工毕业论文 11 图 25 总体 电路 3 系统软件设计 系统 流程图 系统默认为循环显示 2 个 LED 数码管电压值。 所进行整体操作流程方案，总体流程图和 A/D 转化流程图最大的不同就在：总体流程图是将总体控制电路的运行步骤，而 A/D 转化流程图是局部中断运行方式，两种控制功能 融合在一起，是考虑到可以实现全部功能的原因，且原理简单。 如此设计，其优点在于：设计思想比较简单，较容易组装电路。 或者是，连线方便、一清二楚，不容易出错。 要显示电路的优势，则势必形成各。