盐城工学院课程设计说明书（2015）
LCD显示晶振电路单片机复位电路A/D转换输入电路 图2-1 方案设计
以单片机STC89C52芯片为核心的简单电压测量电路，它由5V直流电源供电。在硬件方面，通过可变电阻调节输入电压的变化来反映检测到的电压变化。通过A/D转换后数字量在单片机STC89C52处理在转换成相应的实际电压，通过LCD1602显示器进行显示。LCD显示电压实现零辐射、低功耗、散热小、体积小、图像还原精确、字符显示锐利等。
3 系统硬件电路设计
根据第2节总体设计方案，进行了两路电压表的设计，总电路原理图如附录1所示。
3.1 单片机最小系统
本次选用的主控芯片为单片机STC89C52。其引脚图如图3-1所示。
图3-1 STC89C52引脚图
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STC89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机带有8K字节的可反复擦写的程序存储器（PENROM）。和128字节的存取数据存储器（RAM），这种器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丢失存储技术生产，并且能够与MCS-51系列的单片机兼容。片内含有8位中央处理器和闪烁存储单元，有较强的功能的STC89C52单片机能够被应用到控制领域中。
STC89C52提供以下的功能标准： ①8K字节闪烁存储器
②256字节随机存取数据存储器
③32个I/O口，2个16位定时/计数器 ④1个5向量两级中断结构， ⑤1个串行通信口，片内震荡器和时钟电路。 另外，STC89C52还可以进行0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件的节电模式。闲散方式停止中央处理器的工作，能够允许随机存取数据存储器、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存随机存取数据存储器中的内容，但震荡器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一个复位。
要使单片机工作，必须提供复位电路和晶体振荡电路，即组成单片机最小应用系统，使其正常工作。采用的复位方法是自动复位，单片机复位满足的条件为：RST引脚上出现10ms(T=RC)以上的高电平，所以当电容值取C=10UF时，电阻R=10K才会满足要求。
STC89C52单片机最小系统如图3-2所示。
图3-2 STC89C52单片机最小系统
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单片机内部每个部件要想协调一致地工作，必须在统一口令——时钟信号的控制下工作。单片机工作所需要的时钟信号有两种产生方式，即内部时钟方式和外部时钟方式。单片机内部有一个构成振荡器的增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端，这个放大器与作为反馈元件的片外晶振一起构成自激振荡器。在该图中，电容C1和C2取22pF，晶体的震荡频率取12Mhz，晶体震荡频率高，则系统的时钟频率也高，单片机运行速度也就快。晶振选用12MHZ。 3.2 模数转换电路
本次A/D转换器采用集成电路选用芯片ADC0832。其引脚图如图3-3所示。
图3-3 ADC0832引脚图
CS：片选使能，低电平有效
CH0：模拟输入通道0，或作为IN+/-使用 CH1：模拟输入通道1，或作为IN+/-使用 GND：芯片参考0电位(地)
DI:数据信号输入，选择通道控制 DO:数据信号输出，转换数据输出 CLK:芯片时钟输入 VCC：电源输入
ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0～5V之间。芯片转换时间仅为32μS，具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。
与DS1302非常相似，CS作为选通信号，在时序图中可以看到，从CS置为低电平开始，一直到置为高电平结束。CLK提供时钟信号。当ADC0832未工作时其CS
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输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据（SGL、Odd）用于选择通道功能，当此2位数据为“1”、“0”时，只对CH0进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。当2位数据为“0”、“0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入。当2位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-，CH1作为正输入端IN+进行输入。在完成输入启动位、通道选择之后，到第3 个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下沉输出DATA0。随后输出8位数据，到第19 个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片，此时就可以开始读出数据，转换得到的数据会被送出二次，一次高位在前传送，一次低位在前传送，连续送出。
作为单通道模拟信号输入时ADC0832的输入电压是0～5V且8位分辨率时的电压精度为19.53mV。如果作为由IN+与IN-输入的输入时，可将电压值设定在某一个较大范围之内，从而提高转换的宽度。但值得注意的是，在进行IN+与IN-的输入时，如果IN-的电压大于IN+的电压,则转换后的数据结果始终为00H。
图3-4 ADC0832时序图
集成模数转换芯片ADC0832实现的A/D转换电路如图3-5所示。被测信号由ADC0832模拟输入端输入，完成A/D转换后送入单片机，经相应处理后送出显示。
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图3-6 1602液晶显示电路
图3-5 A/D转换电路
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3.3 显示电路
此次使用LCD1602液晶显示屏，其电路图如3-6所示。
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