2.2 系统框图
将数据采集接口电路输入电压传入ADC0809数模转换元件,经转换后通过
OUT1至OUT8与单片机P0口连接,把转换完的模拟信号以数字信号的信号的形式传给单片机,信号经过单片机处理从LED数码显示管显示。P3实现通道选择,P2口接数码管位选,,P1接数码管,实现数据的动态显示。
如下图所示:
2.3软硬件开发环境
硬件选择:选择AT89C52作为单片机芯片,选用8段LED数码管实现电
压显示,利用ADC0808作为数模转换芯片,利用P0至P4的各个串口来进行不同设备间的连接,计算机进行汇编,ISIS 7 Professional仿真器等。
软件开发环境: 用Protel99SE软件画电路图 。
第3章 硬件电路设计
3.1 电源电路设计
3.1.1 78051概述Vin U?VOLTREGVout3 7805是我们最常用到的稳压芯片了,它的使用方便,用很简单的电路即7805引脚图
其中1接整流器输出的+电压,2为公共地(也就是负极),3就是我们需要的正5V输出电压了 。
2可以输入一个直流稳压电源,它的输出电压为5v。
3.1.2 电源电路
4
GND
++VD5VD4T1u1u2VD1VD2+C1U110uF---GND-C20.33uF78+C30.1uFVD3123C4U 基本参数: 输出电压:4.75-5.25V;静态电流:4.2-8mA;输出噪音电
压:40uV;纹波抑制比:78dB;输出电阻:17mΩ;输出电压温度系数-1.1mV/°C;
3.2 晶振电路
C1DIODEDIODETRANS130pF
30pF电路中的晶振即石英晶体震荡器。由于石英晶体震荡器具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力,所以,石英晶体震荡器是用来产生基准频率的。通过
ELECTRO1基准频率来控制电路中的频率的准确性。同时,它还可以产生振荡电流,向单片
机发出时钟信号。
DIODEJ? 晶振电路用于产生单片机工作所需的时钟信号,使用晶体震荡器时,c2,c3取值20~40PF,使用陶瓷震荡器时c2,c3取值30~50PF。在设计电路板时,晶振和电容应尽量靠近芯片,以减小分布电容,保证震荡器的稳定性。18引脚接XTAL1,19引脚接XTAL2,20引脚接地。
XTAL1接外部晶体的一个引脚,XTAL2接外晶体的另一端。在单片机内部,接至上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时,对HMOS单片机,该引脚接外部振。在石英晶体的两个管脚加交变电场时,它将会产生一定频率的
5
机械变形,而这种机械振动又会产生交变电场,上述物理现象称为压电效应。一般情况下,无论是机械振动的振幅,还是交变电场的振幅都非常小。但是,当交变电场的频率为某一特定值时,振幅骤然增大,产生共振,称之为压电振荡。这一特定频率就是石英晶体的固有频率,也称谐振频率。石英晶振起振后要能在XTAL2线上输出一个3V左右的正弦波,以便使MCS-52片内的OSC电路按石英晶振相同频率自激振荡。通常,OSC的输出时钟频率fOSC为0.5MHz-16MHz,典型值为12MHz或者11.0592MHz。电容C1和C2可以帮助起振,典型值为30pF,调节它们可以达到微调fOSC的目的。
3.3 复位电路
R1
复位电路的主要功能是使单片机进行初始化,在初始化的过程中需要在复位引脚上加大于2个机器周期的高电平。复位后的单片机地址初始化为0000H,然后继续从0000H单元开始执行程序。在复位电路中提供复位信号,等到系统电源稳定后,再撤销复位信号。但是为了在复位按键稳定的前提下,电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号,以防在按键过程中引起的抖动而影响复位。
其中,R1选择1k,C3选择22pF。
3.4 A/D转换电路
6
A/D转换的作用是进行模数转换,把接收到的模拟信号转换成数字信号输出。在选择A/D转换时,先要确定A/D转换精度、转换速度以及转换位数等,A/D转换的位数确定与整个测量控制系统所需测量控制的范围和精度有关,在数字电压表设计中采用了8位A/D转换器ADC0808。
1067212019188151417C?CLOCKSTARTEOCOUTIOUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ADD AADD BADD CALEVREF(+)VREF(-)262728123452524232212169OECAP
ADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。ADC0808是ADC0809的简化版本,功能基本相同。一般在硬件仿真时采用ADC0808进行A/D转换,实际使用时采用ADC0809进行A/D转换。
引脚功能(外部特性)
ADC0808芯片有28条引脚,采用双列直插式封装,如右图所示。各引脚功能如下:
1~5和26~28(IN0~IN7):8路模拟量输入端。 8、14、15和17~21:8位数字量输出端。 22(ALE):地址锁存允许信号,输入,高电平有效。
A,B和C为地址输入线,用于选通IN0-IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。
7
6(START): A/D转换启动脉冲输入端,输入一个正脉冲(至少100ns
宽)使其启动(脉冲上升沿使0809复位,下降沿启动A/D转换)。
7(EOC): A/D转换结束信号,输出,当A/D转换结束时,此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。
9(OE):数据输出允许信号,输入,高电平有效。当A/D转换结束时,此端输入一个高电平,才能打开输出三态门,输出数字量。
10(CLK):时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。 12(VREF(+))和16(VREF(-)):参考电压输入端 11(Vcc):主电源输入端。
13(GND):地。
23~25(ADDA、ADDB、ADDC):3位地址输入线,用于选通8路模拟输入中的一路.
ADC0809应用说明
(1). ADC0809内部带有输出锁存器,可以与AT89S51单片机直接相连。 (2). 初始化时,使ST和OE信号全为低电平。 (3). 送要转换的哪一通道的地址到A,B,C端口上。 (4). 在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。 (5). 是否转换完毕,我们根据EOC信号来判断。
(6). 当EOC变为高电平时,这时给OE为高电平,转换的数据就输出给单片机了。
ADC0808与AT89C52连接示意图:
3.5 AT89C52单片机介绍
8