基于单片机的多路数字电压表设计_本科毕业论文(编辑修改稿)

基于单片机的多路数字电压表设计_本科毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

拉电阻。 其上拉电阻并不是真正的电阻，而是一个能起到上拉电阻作用的有两个场效应管构成的电路。 P2 口： P2 是一个带有内部上拉电阻的 8位双向 I/O 口， P2 口地址为 A0H，位地址为 A0H～ A7H。 P2 口既可作为系统高位地址线使用，也可作为通用 I/O 口使用，所以 P2 口的电路逻辑与 P0 口类似，也有一个多路转接开关。 但多路转接开关的一个输入端不再是地址 /数据，而是单一的地址，因为在构造系统总线时，P2口只能作为高位地址而不能作为数据线使用。 当 P2口作为高位地址线 使用时，多了开关倒向地址端；而当通用 I/O 口使用时，多路开关倒向锁存器的 Q 端。 P3口： P3口是一组带有内部上拉电阻的 8位双向 I/O口。 P3口的地址为 B0H，位地址为 BOH～ B7H。 虽然 P3 口可以作为通用 I/O 口使用，但在实际应用中我们更多的使用的是他的第二功能信号。 RST：当输入的复位信号延续 2个机器周期以上高电平时即为有效，用于完成单片机的复位操作。 ALE(地址锁存控制信号 )：在系统扩展时， ALE 用于控制把 P0口输出的低 8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。 此外由于 ALE是以 1/6 晶振频率的固定频率输出的正脉冲，因此，可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 /PSEN(外部程序存储器读选通信号 )：程序存储允许输出是外部程序存储器的读选通信号，当 AT89C51 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两个 PSEN 有效，即输出两个脉冲。 在此期间，当访问外部数据存储器，这两咸阳师范学院 2020届本科毕业毕业论文（设计） 5 次有效的 PSEN 信号不出现。 /EA(访问程序存储器控制信号 )：当 EA 信号为低电平时，对 ROM 的读操作是针对外部程序存储器的；当 EA 信号为高电平时，对 ROM 的操作是从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。 XTAL1 和 XTAL2（外接晶体引线端）：当使用芯片内部时钟时， XTAL1 和 XTAL2用于外接石英晶体谐振器和微调电容；当使用外部时钟时，用于接入外部时钟脉冲信号。 振荡电路模块 AT89C51 芯片中的高增益反相放大器。 其输入端为引脚 XTAL1，输出端为引脚 XTAL2。 通过两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容器， C1 和 C2一般取 30pF 左右 .石英晶体为一感性元件，与电容构成振荡回路，为片内放大器提供正反馈和振荡所需的相移条件，从而构成一个稳定的自激振荡器。 本文中C1和 C2 各取 1nF，晶体的振 荡频率取 12MHz，电路图如下图所示： A/D 转换模块 本设计采用的 A/D转换器为 8 位的 ADC0808 转换器。 ADC0808 是 8位逐次逼近式，可实现 8路模拟信号的分时采用，片内有 8路模拟选通开关，以及相应的选通地址锁存与译码电路。 地址锁存与译码电路完成对 A、 B、 C3 个地址位进行基于单片机的多路数字电压表设计 所存和译码，其译码输出用于通道选择。 8位 A/D 转换器是逐渐逼近式，有控制与时序电路、逐次逼近寄存器、树状开关以及 256R 电阻阶梯网络等组成。 输出锁存器用于存放和输出转换得到的数字量。 其主要性能如下： （ 1）分 辨率为 8位 （ 2）精度小于 1/2LSB （ 3）单一 +5V 供电 ,模拟输入电压范围为 0~5V （ 4）具有锁存控制的 8 路输入模拟开关 （ 5）可锁存三态输出，输出与 TTL 电平兼容 （ 6）功耗为 15mW （ 7）不必进行零点和满度调整 （ 8）转换速度取决于芯片外接的时钟频率 （ 9）时钟频率范围 10~1280kHZ，典型值为 640kHZ，约为 100μ 2) 内部结构和外部引脚 ADC0808 的内部结构和外部引脚分别如图 3和图 4所示。 图 2 ADC0808 内部结构框图 咸阳师范学院 2020届本科毕业毕业论文（设计） 5 图 3 ADC0808 外部引脚图 1） IN0～ IN78： 8位模拟量输入引脚，通过 3 根地址译码线 ADDA、 ADDB、 ADDC来选通 IN0～ IN7中的一路。 2） D7～ D0： 8位模拟量输入引脚，为三态可控输出，可直接和 CPU 数据线连接。 8位排列顺序是 D7为最高位， D0为最低位。 （ 3） ADDA、 ADDB、 ADDC：模拟通道选择地址信号， ADDA为低位， ADDC为高位。 地址信号与选中通道对应关系如图 5所示。 地 址 选中通道 ADDC ADDB ADDA 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 图 5 地址信号与选中通道的关系 基于单片机的多路数字电压表设计 （ 4） VR(+)、 VR()：正、负参考电压输入端，用于提供片内 DAC 电阻网络的基准电压。 在单极性输入时， VR(+)=5V， VR()=0V；双极性输入时， VR(+)、 VR()分别接正、负极性的参考电压。 （ 5） ALE：地址锁存允许信号输入端，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。 在使用时，该信号通常常和 START 信号连在一起，以便同时锁存通道地址和启动 A/D 转换。 （ 6） START： A/D 转换启动信号输入端，正脉冲有效。 加于该端的脉冲的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿开始 A/D 转换。 如正在进行转换时又接到新的启动脉冲，则原来的转换进程被中止，重新从头开始转换。 （ 7） EOC： A/D 转换结束信号输出引脚，高电平有效。 该信号在 A/D 转换过程中为低电平，其余时间为高电平。 该信号可作为被 CPU查询的状态信号，也可作为对 CPU 的中断请求信号。 如果需要对某个模拟量进行不断采样、转换的情况下， EOC也可作为启动信号反馈接到 START 端，但是要在刚加电时需由外电路第一次启动。 （ 8） OE：输出允许控制端，高电平有效，用以打开三态数据输出锁存器。 在中断工作方式下，该信号通常是 CPU 发出的中断请求响应信号。 （ 9）： CLOCK：时钟信号输入端。 3）工作时序与使用说明 ADC0808 的工作时序如图 6所示。 当通道选择地址有效时， ALE信号一出现，地址便被锁存，这时转换启动信号紧随 ALE 之后 (或与 ALE 同时 )出现。 START 的上升沿将逐次逼近寄存器 SAR 复位，在该上升沿之后的 2μ s加 8个时钟周期内(不定 )， EOC 信号将变低电平，以指示转换操作正在进行中，直到转换结束后 EOC才变成高电 平。 微处理器收到变为高电平的 EOC 信号后，便马上送出 OE 信号，打开三态门，读取转换结果。 咸阳师范学院 2020届本科毕业毕业论文（设计） 5 图 6 ADC0808 工作时序 模拟输入通道的选择可以相对于转换开始操作独立地进行，不能在转换过程中进行，因此往往是把通道选择和启动转换结合起来使用。 这样可以用一条写指令把选择模拟通道又启动转换。 在与微机接口时，输入通道的选择可有两种方法：一种是通过地址总线选择，另一种是通过数据总线选择。 如果用 EOC 信号去产生中断请求，要特别注意 EOC 的变低相对于启动信号有 2μ s+8 个时钟周期的延迟，要设法使它不要产生虚 假的中断请求。 因此，最好利用 EOC 上升沿产生中断请求，而不是靠高电平产生中断请求。 显示模块 本设计采用 1602 字符型 LCD 液晶显示屏来显示电压值，具有体积小、功耗低、界面美观大方、使用方便等优点，它具有 16 个引脚。