项目9 数字式电压表的设计.ppt

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1、项目9数字式电压表的设计★知识目标：1.A/D转换器相关的基本知识；2.A/D转换器与单片机的接口技术。★能力目标：1.能够正确使用A/D转换器；2.能够设计单片机与A/D转换器的接口并编程控制A/D转换器；3.会用KeilC51软件对源程序进行编译调试及与Protues软件联调，实现电路仿真。项目9数字式电压表的设计1.提出任务利用单片机和A/D转换器设计一个测量系统，可以实现0－5V的模拟电压，并在数码管上显示出来。电压表应用非常广泛，在电力工业生产中经常要用电压表来检测电网电压，在仪器、仪表及家用电器的维修中经常要用电压表来检测电压。以下介绍用AT89S51单片机

2、设计实现这一功能的方法。项目9数字式电压表的设计（1）硬件电路设计系统要求的是实现模拟电压的测量，并实现数字显示，由于单片机输入量和输出量信号都是数字量，因此需要一种特殊的电路，将模拟量转换为单片机能够识别的数字量。A/D转换器就是用来实现这一过程的电路。根据数字式电压表的实现功能，硬件电路的设计与器件选择，也可从如下4个方面考虑：A/D转换电路、单片机控制器电路、LED显示电路等。这里选择具有内部程序存储器的AT89S51单片机作为控制电路，加上典型的8位并得传输的A/D转换芯片ADC0809作为模/数转换器，硬件电路原理图如图9.1所示。由于ADC0809的时钟最大

3、是1280kHz，而在系统中使用的是12MHz，超出了ADC0809的极限。在程序设计中为了简化电路，使用定时器来完成ADC0809的时钟输入。电路中使用P2.7作为脉冲输入端。项目9数字式电压表的设计ADC0809芯片的EOC与单片机P2.0连接，START和ALE与单片机P2.6连接，OE与单片机P2.5连接，单片机P0定义为数据读入端口，ADC0809芯片的ADDA、ADDB和ADDC接地。显示使用的是LED数码管，采用动态显示的方式实现电压的显示。P1.0至P1.4接是数码管的位选，P3接的是数码管的段码。基准电电压接的是正电源＋5V，RV2分压输出作为输入的测

4、试电压，接入ADC0809芯片的INO通道。仿真试验时可采用A/D转换集成电路ADC0808芯片来进行仿真分析。有些Proteus仿真软件未带A/D转换集成电路ADC0809芯片。项目9数字式电压表的设计图9.1数字电压表电路图项目9数字式电压表的设计（2）软件设计思路对于显示采用动态显示。为了使人能够更好地观看显示结果，显示数据的频率不能过快，程序中设定间隔为1S电压转换一次。对于ADC0809数据的是如何读取的呢？主要有以下几个步骤：（1）初始化时使START和OE信号全为低电平（2）将要转换的通道地址送A、B、C端口上，在ALE上加锁存脉冲（3）在START端给出

5、一个至少有100ns宽的正脉冲信号（4）是否转换完毕根据EOC信号来判断。如果EOC为低电平，表示在转换过程中；如果EOC变为高电平，表示转换完毕。（5）使OE为高电平，转换数据就输出给单片机。当数据传送完毕后，将OE置为低电平，使ADC0809输出为高阻状态，让出数据线。项目9数字式电压表的设计根据程序流程图编写的源程序如下：//文件名dy9-1.c#include#defineucharunsignedchar#includecodeucharTAB[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,

6、0xf8,0x80,0x90};//定义数码管显示数值ucharstr_TME[4]={0,0,0,0,};//定义数码管显示初始值voiddelay(ucharms)//定义延迟程序{uchari;while(ms--)for(i=0;i<125;i++);}uchartmel=0;ucharad_dat;bitsim=1;3.源程序编写项目9数字式电压表的设计/***********************计数器中断函数,用于控制电压转****************************************时间间隔,此程序设定间隔为1S电压转换一次*****

7、**********/voidtme_tr0(void)interrupt1{TL0=0xb0;TH0=0x3c;if(++tmel==20){tmel=0;sim=1;}}/*****************定义数码管显示***************************/sbitk1=P1^0;sbitk2=P1^1;sbitk3=P1^2;sbitk4=P1^3;voidVAL_xs(){P3=(TAB[str_TME[0]])&0x7f;//显示小数点k1=1;delay(5);3.源程序编写项目9数字式电压表的设计k1=0;