PCB項目說明書(電子線路CAD課程設(shè)計說明書)兩路電壓表

1、電子線路CAD課程設(shè)計說明書用ADC083設(shè)計的兩路電壓表（用LCD1602顯示）專 業(yè)新能源科學與工程學生姓名班級學號指導教師完成日期2015年7月 3日1項目任務(wù)仁2項目分析仁3芯片ADC0832簡介 2.4液晶顯示屏LCD1602簡介3.5項目硬件設(shè)計5.5.1電壓顯示5.5.2 ADC0832與單片機電路相連5.6項目程序設(shè)計6.7仿真及實驗結(jié)果 9.8設(shè)計小結(jié).12附錄1.3附錄1用ADC0832設(shè)計的兩路電壓表電路原理圖 1 4附錄2 用ADC0832設(shè)計的兩路電壓表 PCB圖15附錄3 用ADC0832設(shè)計的兩路電壓表程序清單 1 5用ADC0832設(shè)計的兩路電壓表（用LCD16

2、02顯示）數(shù)字電壓表（Digital Voltmeter）簡稱DVM ,它是智能儀器中最常見的，是采用 數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字 形式并加以顯示的儀表。數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準確方便、精度高、誤差小、靈敏 度高、分辨率高、測量速度快等特點而倍受用戶青睞。 數(shù)字電壓表就是基于這種 需求而發(fā)展起來的，是一種必不可少的電子儀器儀表。1項目任務(wù)利用單片機STC89C52與ADC0832設(shè)計一個兩路電壓表,將模擬信號05V 之間的電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號,并在LCD1602顯示屏上顯示,通過虛擬電壓表 觀察ADC0832模擬量輸入信號的電壓值，LCD1602實時顯

3、示相應(yīng)的數(shù)值量。項目要求：（1）LCD顯示清晰無鬼影不閃爍（2）程序設(shè)計中，要使LCD顯示變化的電壓2項目分析采用單片機系統(tǒng)及A/D轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成方案來實現(xiàn)此項目。這種方案是利用 單片機系統(tǒng)與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、顯示模塊等的結(jié)合后，組成數(shù)字電壓表。由于單片 機的發(fā)展已經(jīng)成熟，利用單片機系統(tǒng)的軟硬件結(jié)合，可以組裝出應(yīng)用電路來。此 方案的原理是模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換芯片的基準電壓端，被測量電壓輸入端分別輸入基 準電壓和被測電壓。模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換芯片將被測量電壓輸入端所采集到的模擬電 壓信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號，然后通過對單片機系統(tǒng)進行軟件編程， 使單片機 系統(tǒng)能按規(guī)定的時序來采集這些數(shù)字信號，通過一定的算法

4、計算出被測量電壓的 值，最后單片機系統(tǒng)將計算好了的被測電壓值按一定的時序送入顯示電路模塊加 以顯示。方案設(shè)計流程圖如2-1。晶振電路11 1HLCD顯示復位電路、單片機l/tA/D轉(zhuǎn)換輸入電路圖2-1方案設(shè)計以單片機STC89C52芯片為核心的簡單電壓測量電路，它由 5V直流電源供 電。在硬件方面，通過可變電阻調(diào)節(jié)輸入電壓的變化來反映檢測到的電壓變化。 通過A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)字量在單片機 STC89C52處理在轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的實際電壓，通 過LCD1602顯示器進行顯示。3芯片ADC0832簡介CSVCCCH0CLKCH1DIGNDDO348765ADC0832圖3-1ADC0832引腳圖CS：片選使

5、能，低電平有效CH0:模擬輸入通道0,或作為IN+/-使用CH1:模擬輸入通道1,或作為IN+/-使用GND :芯片參考0電位（地）DI：數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制DO:數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出CLK:芯片時鐘輸入VCC :電源輸入ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達 256級，可以適應(yīng) 一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電 壓輸入在05V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32 pS，具有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校 驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。通過DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。與DS1302非常相似，CS作為選通信號，在時

6、序圖中可以看到，從 CS置為 低電平開始，一直到置為高電平結(jié)束。CLK提供時鐘信號。當ADC0832未工作 時其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時芯片禁用，CLK和DO/DI的電平可任意。當要進行A/D轉(zhuǎn)換時，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全 結(jié)束。此時芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時由處理器向芯片時鐘輸入端CLK輸入時鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。在第1個時鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號。在第 2、3個脈沖下沉之前DI 端應(yīng)輸入2位數(shù)據(jù)（SGL、Odd）用于選擇通道功能，當此2位數(shù)據(jù)為“ 1”、“0” 時，只對CH0進行單通道轉(zhuǎn)換。當2位數(shù)據(jù)

7、為“ 1”、“ 1”時，只對CH1進行單 通道轉(zhuǎn)換。當2位數(shù)據(jù)為“ 0”、“0”時，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為 負輸入端IN-進行輸入。當2位數(shù)據(jù)為“ 0”、“ 1”時，將CH0作為負輸入端IN-， CH1作為正輸入端IN+進行輸入。在完成輸入啟動位、通道選擇之后，到第3個 脈沖的下沉之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端則開始利用數(shù) 據(jù)輸出DO進行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個脈沖下沉開始由DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) 最高位DATA7，隨后每一個脈沖下沉DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個脈沖 時發(fā)出最低位數(shù)據(jù) DATA0，一個字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。也正是從此位開始輸出下一個相反字節(jié)

8、的數(shù)據(jù)，即從第11個字節(jié)的下沉輸出DATAO。隨后輸出8位數(shù) 據(jù)，到第19個脈沖時數(shù)據(jù)輸出完成，也標志著一次A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后將CS置高電平禁用芯片，此時就可以開始讀出數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)會被送出二 次，一次高位在前傳送，一次低位在前傳送，連續(xù)送出。1235 fi 10111211 141819 20 Z圖3-2ADC0832時序圖集成模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0832實現(xiàn)的A/D轉(zhuǎn)換電路如圖3-2所示。被測信號 由ADC0832模擬輸入端輸入，完成A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機，經(jīng)相應(yīng)處理后送出 顯示。4液晶顯示屏LCD1602簡介1602液晶顯示器它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊

9、。它有若干個5*7或者5*11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示 一個字符。其為5V電壓驅(qū)動，帶背光，可顯示兩行，每行 16個字符，內(nèi)置含 128個字符的ASC二字符集字庫，只有并行接口，無串行接口。其中 D0D7與 單片機的P0.0P0.7相連接，RS與單片機的P2.0相連接，R/W與單片機的P2.1 相連，E與單片機P2.2相連。圖4-1LCD1602液晶顯示電路VO為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最 高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。1602型液晶接口信號說明如表4-1所示。a）本操作時序為：讀狀態(tài)輸入：RS=L

10、, R/W=H，E=H 輸出：D0D7=狀態(tài)字讀數(shù)據(jù) 輸入：RS=H，R/W =H，E=H輸出：無寫指令 輸入：RS=L，R/W =L，D0D7=指令碼，E=高電平 輸出：D0D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù) 輸入：RS=H，R/W =L，D0D7=指令碼，E=高電平 輸出：無表4-11602液晶接口信號說明引腳號名稱功能說明1VSS電源地2VDD電源正極3VO液晶顯示對比度調(diào)節(jié)端4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）5R/W讀/選擇端（H/L）6E使能信號714D0D78位數(shù)據(jù)口15BLA背光電源正極16BLK背光電源正極b）狀態(tài)字說明見表4-2表4-2狀態(tài)字說明STA7STA6STA5STA4D7D6D5D4讀

11、/寫使能當前地址指針的數(shù)值原則上每次對控制器進行讀寫操作之前， 都必須進行讀/寫檢測，確保SAT7為0。實際上，由于單片機的操作速度慢于液晶控制器的反應(yīng)速度，因此可以不 進行讀/寫檢測，或只進行簡短的延時即可。c）數(shù)據(jù)指針設(shè)置見表4-3。控制器內(nèi)部設(shè)有一個數(shù)據(jù)地址指針，用戶可以通過它們訪問內(nèi)部的全部 80B 的 RAM。表4-3數(shù)據(jù)指針設(shè)置指令碼功能80H+ 地址碼(027H, 4067H)設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針d）寫操作時序通過RS確定是寫數(shù)據(jù)還是寫命令。寫命令包括使液晶的光標顯示或不顯示、 光標閃爍或不閃爍、需或不需要移屏、在液晶的什么位置顯示，等等。寫數(shù)據(jù)是 指要顯示什么內(nèi)容；讀/寫控制端設(shè)置

12、為寫模式，即低電平；將數(shù)據(jù)或命令送達數(shù) 據(jù)線上；給E一個高脈沖將數(shù)據(jù)送入該控制器，完成寫操作。5項目硬件設(shè)計用ADC0832設(shè)計的兩路電壓表原理圖如 5-1所示。5.1電壓顯示電壓顯示通過 LCD1602液晶顯示器來實現(xiàn)。其中D0D7與單片機的P0.0P0.7相連接，RS與單片機的P2.0相連接，R/W與單片機的P2.1相連，E 與單片機P2.2相連。VO為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。VCCVCCP101CsVCC8CH02CH0CLK.7CH13CH1DI6.GND4GNDDO51VCC

13、VCCR1CH0CH1GNDGND22pF10Kl12MP1.0STC89C52 vccP1.1P0.0P1.2P0.1P1.3P0.2P1 4P0 3P1.5P0.4P1.6P0.5P1.7P0.6RESTP0.7P3 0EAP3.1ALEP3 2PSENP3.3P2.7P3.4P2 6P3.5P2.5P3.6P2.4P3.7P2.3XTAL2P2.2XTAL1P2.1GNDP2.04056313029121318TXD 1119201415161728272625P1012347839P0038P0137P0236P0335P0434P0533P0632P079RXD 1022R/W21R

14、SE2423VCCR10RSR/WEGNDVCCIR610P07P06GNDP05123456GNDVDDV0RSR/WP00P01P02-P03P04P05P06P0710111213141516P04P03P02P01ED0D1D2D3D4D5D6D7BL1BL2VCCP00TTTTTT TTLCCOMD1602圖5-1兩路電壓表電路原理圖5.2ADC0832與單片機電路相連ADC0832與單片機的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是 CS、CLK、DO、DI 但由于DO端與DI端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設(shè)計時可以將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。CS腳接單片機P1.

15、0腳，CH1,CH2分別接10K的滑動變阻器，4腳接地, DO,DI 起接到單片機P1.2, 8腳接高電平。6項目程序設(shè)計 程序如下：#in clude#i ncludevi ntri ns.h#defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned int #defi ne IO_1602 P0 sbit RS_1602=P2A0;sbit RW_1602=P2A1； sbit E_1602=P2A2;sbit CS=P1A0；sbit CLK=P1A1；sbit DIO=P1A2;/IO 口1602 RS 弓 I腳接 P2.01602R/

16、W 引腳接 P2.11602 E引腳接P2.2/ADC0832個引腳void delay_ms(u nsig ned int t)/延遲子函數(shù) 11.0592MHz 1ms uchar x,y;for(t;t0;t-)for(x=0;x114;x+)for(y=0;y1;y+);void Wr1602Cmd(u nsig ned char dat) / 寫命令函數(shù)E_1602=0;IO_1602=dat;RS_1602=0;RW_1602=0;E_1602=1;delay_ms(1);E_1602=0;delay_ms(1);void Wr1602Dat(u nsig ned char dat

17、)/ 寫數(shù)據(jù)函數(shù)E_1602=0;IO_1602=dat;RS_1602=1;RW_1602=0;E_1602=1;delay_ms(1);E_1602=0;delay_ms(1);void Ini t1602(void) delay_ms(20);Wr1602Cmd(0x38);delay_ms(5);Wr1602Cmd(0x38);delay_ms(5);Wr1602Cmd(0x06);Wr1602Cmd(0x0c);Wr1602Cmd(0x01); 清屏Wr1602Cmd(0x80); 設(shè)置地址uchar RdAdc0832(bit Hx) uchar value0,value1,i;C

18、S=1;CLK=0;DIO=1;CS=0;DIO=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();寫 ST 位CLK=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();CLK=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DIO=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();寫 SGL 位CLK=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();CLK=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DIO=Hx;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_()

19、; 寫通道號位CLK=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();CLK=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DIO=1;for(i=0;i8;i+) CLK=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();CLK=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); value0=1;if(DI0=1) valueO|=OxO1;elsevalue 0&=Oxfe;for(i=0;i=1;if(DIO=1) value1|=0x80;else valuel &=0x7f;CLK=1;_nop_();_

20、nop_();_nop_();_nop_();CLK=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();CS=1;if(value0!=value1) P1&=0X7F;else P1|=0X80;retur n value。；void main() un sig ned long i;In it1602();while(1) Wr1602Cmd(0x80);i=RdAdc0832(0);i=(i*5000/255);Wr1602Dat(C);/在 LCD 顯示屏上顯示 CH0=Wr1602Dat(H);Wr1602Dat(0);Wr1602Dat(=);Wr1602Dat(

21、0+i/1000); 個位Wr1602Dat(.);Wr1602Dat(0+i%1000/100); 小數(shù)點后一位Wr1602Dat(0+i%1000%100/10); 小數(shù)點后兩位Wr1602Dat(0+i%1000%100%10); 小數(shù)點后三位 Wr1602Dat(V);Wr1602Cmd(0xC0);第二路電壓顯示引腳CH3i=RdAdc0832(1);i=(i*5000/255);Wr1602Dat(C);Wr1602Dat(H);Wr1602Dat(1);Wr1602Dat(=);Wr1602Dat(0+i/1000);Wr1602Dat(.);Wr1602Dat(0+i%1000

22、/100);Wr1602Dat(0+i%1000%100/10);Wr1602Dat(0+i%1000%100%10);Wr1602Dat(V);7仿真及實驗結(jié)果用ADC0832設(shè)計的兩路電壓表（用LCD1602顯示）仿真結(jié)果如圖7-1所示, 所設(shè)計的系統(tǒng)滿足項目要求的功能。LM016L圖7-1兩路電壓表仿真圖C1RV2Volts22pFU1C2I二 X112M1918-XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1XTAL222pFR1RST10kC310uF29303?PSENALEEAP0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2