有效值检波器

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1、2011年春季西南交通大学大学生电子设计竞赛设计报告有效值检波器2011年5月27日有效值检波器引言17单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机因为体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，被广泛应用于仪器仪表中。目前市场上的便携

2、式仪表大多都是以单片机为核心。LCD1602为工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行）单片机加LCD1602液晶显示器，基本可以满足本次单片机控制的数显频率计的设计与制作。ADC0832是NS(NationalSemiconductor)公司生产的串行接口8位A/D转换器，通过三线接口与单片机连接，功耗低，性能价格比较高，适宜在袖珍式的智能仪器仪表中使用。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。芯片具有双数据输出可作为数据校

3、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，使多器件连接和处理器控制变得更加方便。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。一.方案认证1.单片机部分：考虑到电子设计竞赛的内容和设计的目的，决定选取STC89C5217。此单片机虽然属于低端机型，但足以满足设计的要求。选取其它的高端机型有些浪费。所以使用STC89C52。2.显示部分：此次电子设计大赛要求地显示部分能够完成数字和常用字符的显示。若用数码管则只能显示0-F，不能显示其它的字符及符号。所以不能用数码管。而选用LCD1

4、602恰好符合要求。所以应用LCD1602。3.A/D转换部分：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。芯片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，使多器件连接和处理器控制变得更加方便。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。所以应用ADC0832。二、硬件电路的设计1.工作原理及系统框图此次课程设计的要求如下：一方面，单片机要通过I/O中接收输入信号，另一方面要通过I/O口控制液晶的初始化

5、、显示方式以及要显示的字符。因此，设计必须以单片机为核心，显示器为外围设备。硬件上，单片机通过电路板电路与液晶显示电路相连；软件上，单片机要下载完整的程序对二者进行适时的控制。5V单片机液晶模块电源模块5V1712V频率信号输入电压信号输入单片机控制的数显频率计电路系统框图从图中可以看出，单片机控制的有效值检波器的主要功能模块分为4类：l液晶显示：是指在单片机的控制下，液晶模块显示被测信号的频率与有效值。l电源模块：为单片机和液晶显示器提供工作电源。lA/D模块：将交流电压由模拟量转换为数字量。l放大模块

6、：将微小交流电压量放大。单片机电路主要是通过编写程序来控制硬件电路。因此，可以通过改变程序，提高测量精度。2.各部分电路设计2.1单片机控制电路单片机控制电路由STC89C52单片机、晶振时序电路、复位电路构成。2.2.1单片机STC89C52STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，STC

7、89C52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。本次设计主要用到单片机4个I/O口中的3个，其中P3口及P1.0-P1.2与液晶显示器相接，18、19脚外界晶振电容为单片机提供时序。2.2.2晶振时序电路XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽

8、度。2.2.3复位电路17常见的复位电路有两种：上电复位电路和开关复位电路，可根据电路的需要选择复位电路。2.3液晶显示电路字符型液晶显示模块LCD1602是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器，其引脚功能如下表所示。编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2DataI/O2VDD电源正极10D3DataI/O3VL液晶显示偏压信号11D4DataI/O4RS数据/命令选择端（H/L）12D5DataI/O5R