畢業(yè)論文數(shù)字直流電壓表的設(shè)計與實現(xiàn)

1、 直流數(shù)字電壓表的設(shè)計與實現(xiàn) 通信工程專業(yè) 摘要電壓表作為一種測量儀，在日常維修、教學(xué)和科研的過程中是不可或缺的。本課題的目的就在于設(shè)計一種以單片機為基礎(chǔ)的構(gòu)造簡單、性能可靠、靈活好用的數(shù)字電壓表。本文首先介紹電壓表的發(fā)展歷程以及課題目的和意義。然后，對直流數(shù)字電壓表的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計原理及實現(xiàn)方案做了詳細(xì)。其中硬件電路主要由集成芯片構(gòu)成，以達到降低干擾，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，成降低本，方便調(diào)節(jié)的目的；軟件采用C語言編程，增強靈活性和可讀性。最后通過軟件仿真和系統(tǒng)調(diào)試驗證設(shè)計系統(tǒng)性能的有效性和可靠性，并對誤差和系統(tǒng)調(diào)試過程中遇到的問題進行了說明和解決。關(guān)鍵詞 單片機； 數(shù)字電壓表； A/D轉(zhuǎn)換；

2、1602液晶顯示器 The Design & Realization of Direct-current Digital VoltmeterCommunication Engineering Major Abstract: Voltmeter as a measuring instrument, in the course of routine maintenance, teaching and scientific research is essential.This topic is to design a simple structure Convenient and practical

3、 digital voltmeter.This paper describes the development history of the voltmeter and the purpose and significance of the subject. Then, the hardware system and software system of dc digital voltmeter design principle and implementation scheme in detail. The hardware consists of an integrated circuit

4、 chip is mainly constituted so as to minimize interference and optimize the structure, to reduce the convenient adjustment purposes; C programming language enhanced flexibility and readability in the aspect of software.The last performance of the system design are verified through the simulation sof

5、tware and system debugging the validity and reliability of the error and the problems in the system debugging process is illustrated and the solution.Keywords : Micro-controller; digital voltmeter; A / D converter; 1602 LCD Monitor目錄1引言61.1數(shù)字電壓表的發(fā)展背景和意義61.2數(shù)字電壓表的現(xiàn)狀62 系統(tǒng)設(shè)計方案的選擇721 設(shè)計方案的選擇72.1.1 基于分立組

6、件的電壓表72.1.2 基于單片機系統(tǒng)的電壓表72.1.3 方案的選擇83 總體設(shè)計83.1 硬件電路的設(shè)計83.1.1 單片機簡介及本設(shè)計單片機的選擇83.2顯示器件的介紹和選擇123.2.1常用顯示器件簡介123.2.2 1602液晶的參數(shù)資料133.3模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換芯片的選擇163.3.1 常用的A/D芯片簡介173.3.2模數(shù)（A/D）芯片ADC0809的資料172.3.3 ADC0809應(yīng)用說明202.3.4 ADC0809與單片機的接口204 電路設(shè)計234.1 技術(shù)指標(biāo)234.2 設(shè)計方案234.3 硬件電路系統(tǒng)模塊的設(shè)計244.3.1單片機系統(tǒng)244.3.2 A/D轉(zhuǎn)換芯片

7、與單片機的連接244.3.3 1602液晶與單片機連接244.4 按鍵控制電路的設(shè)計244.5系統(tǒng)電路的設(shè)計264.6 系統(tǒng)軟件的設(shè)計264.6.1主程序的設(shè)計274.6.2 初始化程序274.6.3 A/D轉(zhuǎn)換子程序284.6.4 顯示子程序285 系統(tǒng)的調(diào)試295.1 軟件調(diào)試295.1.1 加入仿真輔助信號295.1.2 加載程序305.2 顯示結(jié)果及誤差分析305.2.1 顯示結(jié)果305.2.2 誤差分析315.3 系統(tǒng)調(diào)試中遇到的問題及解決的方法316 總結(jié)32參考文獻33附件一 總電路圖34附件二 源程序34致 謝391引言電壓、電流和頻率在電量的測量中是最基本的三個被測量。其中，

8、電壓量的測量最為經(jīng)常。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是經(jīng)常需要測量高精度的電壓，由于數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準(zhǔn)確方便、精度高、誤差小、靈敏度高和分辨率高、測量速度快等特點而倍受用戶青睞，數(shù)字電壓表就此成為一種必不可少的測量儀器。1.1數(shù)字電壓表的發(fā)展背景和意義數(shù)字電壓表（Digital Voltmeter）簡稱DVM,在1952年由美國NLS公司首次從電位差計的自動化過程中研制成功。它是以數(shù)字化的測量技術(shù)把連續(xù)的模擬量(直流輸入電壓)轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀器。數(shù)字電壓表最初是伺服步進電子管比較式，其優(yōu)點是準(zhǔn)確度比較高，但是采樣速度慢，重量達幾十公斤，體積大。繼之出現(xiàn)了諧波式電壓表，它的速度方面稍

9、有提高，但是準(zhǔn)確度低，穩(wěn)定性差，再后來出現(xiàn)了比較式儀表改進逐次漸近式結(jié)構(gòu)，它不僅保持了比較式準(zhǔn)確度高的優(yōu)點，而且速度也有了很大的提高，但它有一缺點是抗干擾能力差，很容易受到外界各種因素的影響。隨后，在諧波式的基礎(chǔ)上雙引伸出階梯波式，它的唯一的進步是成本降低了，可是準(zhǔn)確寬，速以及抗干擾能力都未能提高。而現(xiàn)在，數(shù)字電壓表的發(fā)展已經(jīng)是非常的成熟，就原理來講，它從原來的一，二種已發(fā)展到多種，在功能上講，則從測量一參數(shù)發(fā)展到能測多種參數(shù)；從制作組件來看，發(fā)展到了集成電路，準(zhǔn)確度已經(jīng)有了很大的提高，精度高達1NV；讀數(shù)每秒幾萬次，而相對以前，它的價格也有了降低了很多。經(jīng)過60多年的發(fā)展，數(shù)字電壓表有了不斷

10、的進步和提高，并逐漸的代替?zhèn)鹘y(tǒng)了傳統(tǒng)的指針式電壓表。在科研和日常測量過程中發(fā)揮著不可替代的作用。1.2數(shù)字電壓表的現(xiàn)狀隨著電子科技的不斷發(fā)展和電路集成化程度的不斷提高，由各種單片A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表得到了極大的推廣，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域。由DVM擴展而成的各種通用及專用數(shù)儀器儀表，把電量及非電量測量技術(shù)提高到嶄新的水平。目前實現(xiàn)電壓數(shù)字化測量的方法仍然模-數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換的方法。影響數(shù)字電壓表發(fā)展的關(guān)鍵因素就是測量的準(zhǔn)確度，因此數(shù)字電壓表今后的發(fā)展方向就是高精度和低成本。數(shù)字電壓表的種類的繁多，型號各異，分類方法也很多。有按位數(shù)分的，如

11、3/2位、5位、8位；有按測量速度分的，如高速、低速；有按體積、重量分的，如袖珍式、便攜式、臺式。但通常是按A/D轉(zhuǎn)換方式的不同將DVM分成兩大類，一類是直接轉(zhuǎn)換型，也稱比較型；另一類是間接轉(zhuǎn)換型，又稱積分型，包括電壓時間變換（VT變換）和電壓頻率變換（V-f變換）。數(shù)字化測量儀表的產(chǎn)生與發(fā)展是基于電子計算機的發(fā)展；同時，為革新電子測量中的煩鎖和陳舊方式也催促了它的飛速發(fā)展，如今，它又成為向智能化儀表發(fā)展的必要橋梁。2 系統(tǒng)設(shè)計方案的選擇21 設(shè)計方案的選擇 數(shù)字電壓表的設(shè)計方法多種多樣，方案選擇也有很多種，在大規(guī)模集成電路數(shù)字芯片的高速發(fā)展的背景下，數(shù)字芯片品種多樣性導(dǎo)致對模擬數(shù)據(jù)的采集部分

12、的不一致，進而又使對數(shù)據(jù)的處理及顯示的方式的多樣性。在現(xiàn)實的工作生活中，電壓表的測量測程范圍也是比較大，所以必須要對輸入電壓進行分壓處理，但是由于各個數(shù)據(jù)處理芯片的處理電壓范圍不同，所以各種方案的選擇也不同。下面介紹兩種方案：一種是基于分離元器件的電壓表；另一種是基于單片機系統(tǒng)的電壓表。2.1.1 基于分立組件的電壓表 基于分離元器件的電壓表由模擬電路與兩大部分組成，模擬電路包括A/D轉(zhuǎn)換器、輸入放大器和基準(zhǔn)電壓源；數(shù)字電路包括計數(shù)器、譯碼器、邏輯控制器、振蕩器和顯示器。其中，A/D轉(zhuǎn)換器作為核心器件，它將輸入的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。模擬電路和數(shù)字電路是相互關(guān)聯(lián)，由邏輯控制電路產(chǎn)生控制信號，按規(guī)

13、定的時序?qū)/D轉(zhuǎn)換器中的各組模擬開關(guān)接通或斷開，保證A/D轉(zhuǎn)換正常進行。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果通過計數(shù)譯碼電路變換成段碼，最后驅(qū)動顯示器顯示出相應(yīng)的數(shù)值。此方案設(shè)計其優(yōu)點是，設(shè)計成本低，能夠滿足一般的電壓測量。但設(shè)計不靈活，都是采用純硬件電路。很難將其在原有的基礎(chǔ)上進行擴展。2.1.2 基于單片機系統(tǒng)的電壓表這種方案利用單片機系統(tǒng)與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、顯示模塊等的結(jié)合構(gòu)建數(shù)字電壓表?，F(xiàn)階段單片機的發(fā)展已經(jīng)很成熟，利用單片機系統(tǒng)的軟硬件結(jié)合，可以組裝出許多的應(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(zhǔn)電壓端，被測量電壓輸入端分別輸入基準(zhǔn)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

14、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。此方案的優(yōu)點在于其控制方便，電路簡單，精度較高，成本低。2.1.3 方案的選擇根據(jù)這兩種設(shè)計方案的優(yōu)缺點比較以及在實際設(shè)計過程中的可行性，我們選擇第二種電壓表設(shè)計方案，即由單片機系統(tǒng)構(gòu)建的方法來我們本次設(shè)計?；趩纹瑱C系統(tǒng)設(shè)計的電壓表不僅滿足基于分離元器件設(shè)計的電壓表的優(yōu)點，而且改進了其設(shè)計方案的不靈活和難于在原基礎(chǔ)上進行功能擴展等不足。3 總體設(shè)計3.1 硬件電路的設(shè)

15、計設(shè)計思路：根據(jù)設(shè)計要求，（1）核心控制器件選擇AT89C51單片機。（2）A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809實現(xiàn)。（3）電壓顯示采用1602液晶顯示器。3.1.1 單片機簡介及本設(shè)計單片機的選擇 從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時的4位、8位單片機，到現(xiàn)在的告訴單片機可以達到300M。經(jīng)歷幾十年的發(fā)展，單片機已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒臁τ诒驹O(shè)計來說8位的單片機已經(jīng)綽綽有余。究竟選用哪種8位單片。下面先介紹幾種常用的8位單片機。(1) 常用單片機的特點比較及本設(shè)計單片機的選擇 單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Micro controller Unit），單片機芯片常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，單

16、片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個微型的計算機（最小系統(tǒng)），和計算機相比，單片機缺少了外圍設(shè)備等。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。而目前常用的單片機的8位有ATMEL單片機(51單片機)，PHLIPIS 51PLC系列單片機(51單片機)，AVR單片機，PIC單片機，HOLTEK單片機。PIC單片機是MICROCHIP公司的產(chǎn)品,其突出的特點是體積小,功耗低,精簡指令集,抗干擾性好,可靠性高,有較強的模擬接口,

17、代碼保密性好,大部分芯片有其兼容的FLASH程序存儲器的芯片。EMC單片機是臺灣義隆公司的產(chǎn)品,有很大一部分與PIC 8位單片機兼容,且相兼容產(chǎn)品的資源相對比PIC的多,價格便宜,有很多系列可選,但抗干擾較差。ATMEL單片機(51單片機)：ATM-El公司的8位單片機有AT89、AT90兩個系列,AT89系列是8位Flash單片機,與8051系列單片機相兼容,靜態(tài)時鐘模式；AT90系列單片機是增強RISC結(jié)構(gòu)、全靜態(tài)工作方式、內(nèi)載在線可編程Flash的單片機,也叫AVR單片機。PHLIPIS 51PLC系列單片機(51單片機)：PHILIPS公司的單片機是基于80C51內(nèi)核的單片機,嵌入了掉

18、電檢測、模擬以及片內(nèi)RC振蕩器等功能,這使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的應(yīng)用設(shè)計中可以滿足多方面的性能要求。應(yīng)用最廣的8位單片機還是Intel的51系列單片機。51系列單片機的特點是：硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產(chǎn)歷史悠久，世界有許多芯片公司都買了51的芯片核心專利技術(shù)，并在其基礎(chǔ)上擴充其性能，使得芯片的運行速度變得更快，性價比更高。 HOLTEK單片機：臺灣盛揚半導(dǎo)體的單片機,價格便宜,種類較多,但抗干擾較差,適用于消費類產(chǎn)品。 TI公司單片機(51單片機)：德州儀器提供了TMS370和MSP430兩大系列通用單片機.TMS370系列單片機是8位CMOS單片機,具有多種存儲模式

19、、多種外圍接口模式,適用于復(fù)雜的實時控制場合;MSP430系列單片機是一種超低功耗、功能集成度較高的16位低功耗單片機,特別適用于要求功耗低的場合。綜合以上各種單片機的基本性能及本設(shè)計的滿足需要，我們將選擇51系列單片機。(2) 本設(shè)計使用的單片機的簡介本設(shè)計選用的是51系列的AT89C51，它是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89

20、C51是一種高效微控制器，AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。在設(shè)計中，單片機起著連接硬件電路與程序運行及存

21、儲數(shù)據(jù)的任務(wù)，一方面，它將A/D轉(zhuǎn)換器、顯示器等通過I/O口地址線和數(shù)據(jù)線連接起來；另一方面，它將用戶下載的程序通過控制總線控制數(shù)據(jù)的輸入輸出，從而實現(xiàn)冊電壓的功能。下圖3.1為AT89C51 外形和引腳圖： 圖 3.1 AT89C51 外形和引腳圖下圖3.2為AT89C51 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖：圖 3.2 AT89C51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖引腳功能簡介：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口

22、作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或

23、16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /IN

24、T0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（計時器0外部輸入）P3.5 T1（計時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作

25、外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLA

26、SH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性:XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。3.2顯示器件的介紹和選擇在本次設(shè)計中需要顯示模塊，而常用的顯示器件有很多，例如：數(shù)碼管，LED點陣，1602液晶，12864液晶等。3.2.1常用顯示器件簡介LE

27、D點陣屏是由好多個發(fā)光二極管組成，以燈珠亮滅來顯示文字、圖片、動畫、視頻等，是各部分組件都模塊化的顯示器件，通常由顯示模塊、控制系統(tǒng)及電源系統(tǒng)組成。具有高亮度，低功耗，視角大，壽命長，耐濕，冷，熱等特點，LED點陣顯示器件可以顯示數(shù)字，英文字符，中文字符，且制作簡單，安裝方便，被廣泛應(yīng)用于汽車報站器、廣告屏以及公告牌等各種公共場合。但用LED點陣顯示的軟件程序設(shè)計比較麻煩。數(shù)碼管也稱LED數(shù)碼管，是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，晶美、光電、不同行業(yè)人士對數(shù)碼管的稱呼不一樣，其實都是同樣的產(chǎn)品。按段數(shù)可分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一

28、個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個（8）可分為1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等數(shù)碼管。其特點是價格非常的便宜，使用也非常的方便，顯示效果非常的清楚。小電流下可以驅(qū)動每光，發(fā)光響應(yīng)時間極短，體積小，重量輕，抗沖擊性能好，壽命長。但數(shù)碼管只能是顯示09的數(shù)據(jù)。數(shù)碼管不能夠顯示字符數(shù)碼管。1602液晶是工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16*2即32個字符。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字這些字符包括阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼。使用時直接編寫軟件程序按一定的時序驅(qū)動即可。它的特點是顯示字跡清楚，

29、價格相對便宜。12864液晶也是一種工業(yè)字符型液晶，它比1602液晶可以多顯示8*4個中文漢字和一些簡單的圖片，顯示信息也非常的清楚。使用時也直接編寫軟件程序按一定的時序驅(qū)動即可。但是它的價格比1602液晶貴了很多。鑒于本設(shè)計只需要顯示電壓的數(shù)值和單位，綜合上面各種顯示器件的特點：數(shù)碼管只能顯示數(shù)字，不能顯示單位字符。而點陣顯示器件驅(qū)動顯示軟件程序編寫麻煩，占用的引腳相對也較多。也不是理解的顯示器件。所以在本設(shè)計中，我們考慮用液晶顯示器件，出于對成本的控制，我們選用1602液晶，而不選用顯示效果更好的12864液晶，而且1602液晶也足夠滿足本設(shè)計的需要。因此，在本設(shè)計實驗我們選擇1602液晶

30、顯示器件。3.2.2 1602液晶的參數(shù)資料我們選擇了1602液晶做為本設(shè)計的顯示模塊的顯示器件。1602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線。VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣。如下圖3.2為1062液晶外觀和引腳圖。圖3.2 1062液晶外觀和引腳圖（1） 引腳功能表3.1 引腳功能表引腳符號功能說明1VSS一般接地2VDD接電源（+5V）3VO液晶顯示器對比度調(diào)試端，接正電源時對比度最弱，接地電源是對比度最高（對比度過高是會出現(xiàn)“鬼影”，使用時可以通過一個10k的電位計調(diào)整對比度）4RSRS為寄存器選擇，

31、高電平1是選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平0時選擇指令寄存器5R/WR/W讀寫信號線，高電平1是進行讀操作，低電平0時進行寫操作6EE(或EN)端為使能(enable)端 寫操作時，下降沿使能。讀操作時，E高電平有效7DB0低4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線0位（最低位）8DB1低4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線1位9DB2低4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線2位10DB3低4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線3位11DB4高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線4位12DB5高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線5位13DB6高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線6位14DB7高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線7位（最高位）（也是busy flag）15BLA背光電源正極16BLK背光電源負(fù)極表3

32、.2 寄存器選擇控制表RSR/W操作說明00寫入指令寄存器（清除屏等）01讀busy flay（DB7），以及讀取位址計數(shù)器（DB0DB6）值10寫入數(shù)據(jù)寄存器（些事各字型等）11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù)注：關(guān)于E=H脈沖開始時初始化E為0，然后置為1.Busy flag（DB7）：在此位為1時，LCD忙，將無法再處理其他的指令要求。.（2）字符集由于1062液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，而且每個字符都有固定的代碼。比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。因為1602識

33、別的是ASCII碼，試驗可以用ASCII碼直接賦值，在單片機編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如A。以下是1602的16進制ASCII碼表： 圖 3.4 1602液晶的16進制ASCII碼表讀的時候，先讀上面那列，再讀左邊那行，如：感嘆號！的ASCII為0x21，字母B的ASCII為0x42（前面加0x表示十六進制）。（3） 顯示地址1602字符液晶顯示可分為上下兩部分各16位進行顯示，處于不同行時的字符顯示地址如下表表3.3 1062液晶顯示地址表顯示字符123456789101112.第一行地址00H01H02H03H04H05H06H07H08H09H0AH0BH.第二行地址40H41

34、H42H43H44H45H46H47H48H49H4AH4BH.（4） 指令集1602通過D0D7的8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。顯示模式設(shè)置：(初始化)0011 10000x38設(shè)置162顯示，57點陣，8位數(shù)據(jù)接口；顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置：(初始化)0000 1DCB D顯示(1有效)、C光標(biāo)顯示(1有效)、B光標(biāo)閃爍(1有效)0000 01NS N=1(讀或?qū)懸粋€字符后地址指針加1 &光標(biāo)加1)，N=0(讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減1 &光標(biāo)減1)，S=1 且 N=1 (當(dāng)寫一個字符后，整屏顯示左移)s=0 當(dāng)寫一個字符后，整屏顯示不移動數(shù)據(jù)指針設(shè)置：數(shù)據(jù)首地址為80H，所以數(shù)據(jù)地址為80H+地址

35、碼(0-27H，40-67H)其他設(shè)置：01H(顯示清屏，數(shù)據(jù)指針=0，所有顯示=0)；02H(顯示回車，數(shù)據(jù)指針=0)。通常推薦的初始化過程：延時15ms寫指令38H延時5ms寫指令38H延時5ms寫指令38H延時5ms（以上都不檢測忙信號）（以下都要檢測忙信號）寫指令38H寫指令08H 關(guān)閉顯示寫指令01H 顯示清屏寫指令06H光標(biāo)移動設(shè)置寫指令0cH 顯示開及光標(biāo)設(shè)置完畢Proteus仿真使用Proteus仿真1602-即LM016L-依照數(shù)據(jù)手冊說明可能遇到困難，可以嘗試采用以下方案解決：1、數(shù)據(jù)手冊中可能介紹1602內(nèi)部D0D7已有上拉，可以使用P0口直接驅(qū)動。在Proteus里L(fēng)M

36、016L內(nèi)部可能沒有,應(yīng)該人為加上拉電阻。建議不要使用排阻，使用普通電阻一個一個拉應(yīng)該可以解決問題；2、可能碰到不能檢測忙信號的問題，嘗試使用延時把忙信號拖過去。3.3模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換芯片的選擇AD轉(zhuǎn)換就是模數(shù)轉(zhuǎn)換，也可以是整流。顧名思義，就是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換模塊是本設(shè)計的一個重要模塊，它關(guān)系到最后數(shù)電壓表電壓值的精確度。所以，A/D芯片的選擇是設(shè)計過程中一個很重要的環(huán)節(jié)。3.3.1 常用的A/D芯片簡介常用的A/D芯片有AD0809，AD574A，TLC2543C等幾種。下面簡單介紹一下這三種芯片。AD0809是8位CMOS單片型逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換器，它是由一個

37、8路的模擬開關(guān)、一個地址鎖存譯碼器、一個A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8 路模擬量分時輸入，共享A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。些A/D轉(zhuǎn)換器是的特點是8位精度，屬于并行口，如果輸入的模擬量變化大快，必須在輸入之前增加采樣電路。 AD574A是單片高速12位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置雙極性電路構(gòu)成的混合集成轉(zhuǎn)換顯片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特點，并且具有自動校零和自動極性轉(zhuǎn)換功能，只需外接少量的阻容件即可構(gòu)成一個完整的A/D轉(zhuǎn)換器。TLC2543C是12位開關(guān)電容逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換，每個器件有三個控制輸入端，片選，輸入/輸出時鐘以及地址輸入端。它可以

38、從主機高速傳輸轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。它有高速的轉(zhuǎn)換，通用的控制能力，具有簡化比率轉(zhuǎn)換，刻度以及模擬電路與邏輯電路和電源噪聲隔離，耐高溫等特點。綜合上述幾種A/D轉(zhuǎn)換芯片的特點，在本設(shè)計中，我們設(shè)計的是簡易數(shù)字電壓表，因此在此，我們選擇精度為8位的ADC0809芯片。3.3.2模數(shù)（A/D）芯片ADC0809的資料在本設(shè)計中我們選用了ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。下面介紹ADC0809芯片的各方面資料。ADC0809是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉(zhuǎn)換。（1） 結(jié)

39、構(gòu)和轉(zhuǎn)換原理 圖 3.5 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖如圖(2.5)所示為ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖。ADC0809由3部分組成：8路模擬量選通開關(guān)、8位A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器。 ADC0809允許8路模擬信號輸入，由8路模擬開關(guān)選通其中一路信號，模擬開關(guān)受信道地址鎖存和譯碼電路的控制。當(dāng)?shù)刂锋i存信號ALE有效時，3位地址C、B、A進入地址鎖存器，經(jīng)譯碼后使8路模擬開關(guān)選通某一路信號。 8位A/D轉(zhuǎn)換器為逐次逼近式，由256R電阻分壓器、樹狀模擬開關(guān)（這兩部分組成一個D/A變換器）、電壓比較器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時電路組成。三態(tài)門輸出鎖存器用來保存A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，當(dāng)

40、輸出允許信號OE有效時，打開三態(tài)門，輸出A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。因輸出有三態(tài)門，便于與單片機總線連接。表3.4 ADC0809信道地址選擇表CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7（2）引腳功能ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖2.4所示。下面說明各引腳功能：IN0IN7：8路模擬量輸入端。2-12-8：8位數(shù)字量輸出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。ALE：地址鎖存允許信號，輸入端，高電平有效。START： A/D轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100n

41、s寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換）。EOC： A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出端，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入端，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHz。REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。Vcc：電源，單一+5V。GND：地。（3） ADC0809的工作原理：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動

42、A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當(dāng)OE輸入高電平時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。（注意：ALE信號常與START信號連在一起，這樣連接可以在信號的前沿寫入地址信號，在其后沿啟動A/D轉(zhuǎn)換，圖2.6為ADC0809信號的時序配合圖）。圖3.6 ADC0809信號的時序配合3.3.3 ADC0809應(yīng)用說明 （1） ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機直接相連。 （2） 初始化時，使ST和OE信號全為低電平。 （3） 送要轉(zhuǎn)換的

43、哪一通道的地址到A，B，C端口上。 （4） 在ST端給出一個至少有100ns寬的正脈沖信號。 （5） 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號來判斷。 （6） 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r，這時給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。3.3.4 ADC0809與單片機的接口ADC0809與單片機的連接主要考慮三方面：與單片機的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的連接。a數(shù)據(jù)總線。由于ADC0809的輸出D7D0具有三態(tài)輸出鎖存緩沖器，ADC0809可以直接和單片機的數(shù)據(jù)總線P0.0P0.7相連。b地址總線。地址總線的P0.0、P0.1和P0.2可以對應(yīng)連接ADC0809的A、 B、C三位地址信號輸入線，用以控制

44、8路模擬輸入中哪一路被選中輸入。c控制總線。有啟動轉(zhuǎn)換信號START、輸出允許信號OE、轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC以及ALE等信號線的連接。START要求是一個正脈沖信號，由單片機控制發(fā)出，輸出允許信號OE也需要單片機提供一個正脈沖信號。在A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，ADC0809會發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC，通知89C51可以讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。A/D轉(zhuǎn)換后得到的是數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)應(yīng)傳送給89C51單片機進行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換完成，因為只有確認(rèn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，才能進行傳送。為此可采用下述兩種方式:對于一種A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時間作為一個主要技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。例如，若ADC0809轉(zhuǎn)換時

45、間為128s，相當(dāng)于6MHz的89C51單片機的64個機器周期?？蓳?jù)此設(shè)計一個延時子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用這個延時子程序，延遲時間一到，轉(zhuǎn)換肯定完成了，接著就可以進行數(shù)據(jù)傳送。a.查詢傳送方式由于ADC0809片內(nèi)無時鐘，利用AT89C51提供的地址鎖存信號ALE經(jīng)過分頻后可保證ADC0809可靠的工作。由于ADC0809的輸出D7D0具有三態(tài)輸出鎖存緩沖器，因此ADC0809可以直接和單片機的數(shù)據(jù)總線相連。由于此種方式下ALE和START連接在一起，因此0809在鎖存信道地址的同時也啟動轉(zhuǎn)換。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，用單片機的讀信號和片選信號引腳經(jīng)或非門后產(chǎn)生的正脈沖信號作為OE信號，用以打

46、開三態(tài)輸出鎖存器。b.中斷傳送方式采用中斷方式可大大節(jié)省單片機的時間。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時，EOC向單片機發(fā)出中斷請求信號，由中斷服務(wù)子程序讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果并存儲到RAM中，然后啟動ADC0809的下一次轉(zhuǎn)換。三種典型連接電路大體上說，ADC0809在整個51單片機系統(tǒng)中是作為外部RAM的一個單元定位的。但具體到某一個連接方式，ADC0809在整個51單片機系統(tǒng)中的定位又有一些差別。a.第一種典型連接這是一種數(shù)據(jù)線對數(shù)據(jù)線、地址線對地址線的標(biāo)準(zhǔn)連接方式，但是由于51單片機沒有現(xiàn)成的低8位地址總線，所以采用這種標(biāo)準(zhǔn)連接方式需要用74LS373或類似芯片產(chǎn)生低8位地址總線。早期的51系列單片機的應(yīng)用品種

47、很多是沒有內(nèi)置程序存儲器的8031芯片，本身就需要外掛74LS373等芯片產(chǎn)生低8位地址總線來外接EPROM等程序存儲器,連接ADC0809時不需要專門外掛74LS373。因此早期的51系列單片機,如8031,采用這種連接ADC0809還是比較可行的。編程概要： MOV DPTR，#7FF8H；DPTR指向0809通道0 MOVX DPTR，A;鎖定通道0并啟動轉(zhuǎn)換MOVX A,DPTR;讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果b.第二種典型連接通常芯片的地址線只能進不能出自不必說，ADC0809的數(shù)據(jù)線有一特點：只能出不能進。就是說，就像往SBUF寫入時寫到發(fā)送緩沖寄存器，從SBUF讀出時實際是讀取接收緩沖寄存器的數(shù)據(jù)

48、一樣，往ADC0809寫入時，把數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)寫到地址寄存器，從ADC0809讀出時實際是讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。因此可以在把51單片機的8位數(shù)據(jù)線接到ADC0809的8位數(shù)據(jù)線的同時，又把其中的3位直接接到ADC0809的3根地址線以確定信道號。通常把51單片機的8位數(shù)據(jù)線中的低3位D2,D1,D0直接接到ADC0809的3根地址線A2,A1,A0以確定通道號。在這種連接方式中，ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器在概念上定位為單片機外部RAM單元的只讀寄存器，而通道號寄存器在概念上定位為單片機同一個外部RAM單元的只寫寄存器。同一個外部RAM單元的只讀寄存器與只寫寄存器使用同一個地址，就像51系列單

49、片機的串行發(fā)送緩沖器與串行接受緩沖器使用同一個地址99H一樣，不會發(fā)生混亂。 這種連接方式有一個特點，那就是單片機要把最低3位二進制數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線寫入ADC0809的地址鎖存器，然后作為信道地址使用。編程概要：MOV A,#0F8H；ADC0809信道0地址送到AMOV DPTR,#7FFFH；DPTR指向ADC0809MOVX DPTR,A；鎖定通道0并啟動轉(zhuǎn)換MOVX A,DPTR； 要求在程序第一條指令中把決定是否能選中整個ADC0809芯片的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)指針。在本電路中，只要送到DPTR的最高位數(shù)據(jù)為0，就能選中ADC0809，而信道地址由累加器A的最低3位數(shù)字決定。除了最高位以外

50、，DPTR的其余15位數(shù)據(jù)對于ADC沒有任何意義。除了較低3位以外，累加器A的其余5位數(shù)據(jù)對于ADC也沒有任何意義。這是本程序的一大特點。c.第三種典型連接在很多應(yīng)用場合，AT89C51內(nèi)部的硬件資源，例如4KB閃存，128B內(nèi)部RAM，一個串行口和4個8位并行口等，已經(jīng)夠用。就是說，在很多應(yīng)用場合，不需要外擴RAM或I/O口。當(dāng)51單片機沒有外擴RAM和I/O口時，ADC0809就可以在概念上作為一個特殊的唯一的外擴RAM單元。因為它是唯一的，就沒有地址編號，也就不需要任何地址線或者地址譯碼線。只要單片機往外部RAM寫入，就是寫到ADC0809的地址寄存器中。只要單片機從外部RAN讀取數(shù)據(jù)，

51、就是讀取ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果。 編程概要：MOV A，#0F8H；ADC0809信道0地址送到A MOVX R0，A；鎖定通道0并啟動轉(zhuǎn)換 MOVX A，R0 ；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果其中間寄存器R0中的數(shù)據(jù)無論在啟動ADC0809還是在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時都沒有任何意義，因此事先不必考慮往R0中送入什么數(shù)據(jù)。這是本程序的一大特點。三種連接方式的綜合比較：第一種和第二種連接方式允許多片ADC0809與單片機連接，第三種連接方式只能連接一片。通常1片8通道ADC0809就能滿足控制工程需要。因此在單片機沒有外擴RAM和I/O接口時，第三種連接方式時一種優(yōu)選方案。需要2片或更多ADC0809時，第二種連接方式

52、時一種優(yōu)選方案。第一種連接方式需要一片74LS373做地址鎖存器。如果單片機系統(tǒng)已經(jīng)有一片73LS373地址鎖存器，那么第一種連接方式也不失為一種可以考慮的連接方式。4 電路設(shè)計4.1 技術(shù)指標(biāo)（1）以51系列單片機為核心器件，組成一個簡單的直流數(shù)字電壓表。（2）最高量程為：4v。（3）電壓顯示用1602液晶顯示器顯示，至少能夠顯示兩位小數(shù)。（4）盡量使用較少的元器件，簡化設(shè)計結(jié)構(gòu)。4.2 設(shè)計方案根據(jù)設(shè)計要求,經(jīng)過我們在上文的論證，我們選擇單片機與A/D轉(zhuǎn)換芯片結(jié)合的方法實現(xiàn)本設(shè)計。使用的基本元器件是：AT89C51單片機，ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，1602液晶顯示器，開關(guān)，按鍵，電容，電

53、阻，晶振，標(biāo)準(zhǔn)電源等等。設(shè)計的基本框圖如下：1602液晶顯示模塊 A/D轉(zhuǎn)換模塊單片機系統(tǒng)模塊 輸入電路模塊按鈕模塊圖4.1設(shè)計的基本框圖 4.3 硬件電路系統(tǒng)模塊的設(shè)計系統(tǒng)電路圖的繪制和仿真我用的是Proteus軟件。4.3.1單片機系統(tǒng)單片機最小的系統(tǒng)包括晶振電路，復(fù)位電路，電源。其圖如下：圖4.2 復(fù)位電路圖此模塊中，單片機的晶振是11.0592MHZ，C1和C2的電容是22pf，C3可選10UF。R1電阻為10K。4.3.2 A/D轉(zhuǎn)換芯片與單片機的連接此設(shè)計中選擇的是A/D轉(zhuǎn)換芯片的信道1、信道2、 信道3，數(shù)據(jù)輸出口連接單片機的P0口，脈沖端連接單片機的ale口。模塊連接如下圖3.

54、3所示。4.3.3 1602液晶與單片機連接此模塊液晶的RS和E端分別連接單片機的P3.0和P3.1口；液晶的數(shù)據(jù)各端口連接單片機的P1口。具體如下圖3.4所示。4.4 按鍵控制電路的設(shè)計三個通道鍵盤的三端分別與單片機的P3.4、P3.5、P3.6口連接，另一端接地。原理圖如圖3.5所示。鍵盤的功能：可根據(jù)所測的電壓范圍，通過按鍵來切換通道。圖4.3 A/D轉(zhuǎn)換芯片與單片機的連接圖圖4.4 1602液晶與單片機連接圖4.5 按鍵控制電路圖4.5系統(tǒng)電路的設(shè)計此電路的工作原理是：+5V模擬電壓信號通過變阻器VR1分壓后由ADC0809的IN0通道進入（由于使用的IN0通道，所以ADDA,ADDB

55、,ADDC都接低電平），經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)經(jīng)過其輸出通道D0-D7傳送給AT89C51芯片的P1口，AT89C51負(fù)責(zé)把接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生正確的顯示段碼傳送給1602液晶顯示器，同時它還通過其四位I/O口P2.0、P2.1、P2.2、P2.3產(chǎn)生位選信號控制數(shù)碼管的亮滅。此外，AT89C51還控制ADC0809的工作。其中，單片機AT89C51通過定時器中斷從P2.4輸出方波，接到ADC0809的CLOCK,P2.6發(fā)正脈沖啟動A/D轉(zhuǎn)換，P2.5檢測A/D轉(zhuǎn)換是否完成，轉(zhuǎn)換完成后，P2.7置高從P1口讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果送給LED顯示出來。簡易數(shù)字直流電壓表的硬件電路已經(jīng)設(shè)計完成，就可以選取相應(yīng)的芯片和元器件，利用Proteus軟件繪制出硬件的原理，并仔細(xì)地檢查修改，直至形成完善的硬件原理圖。但要真正實現(xiàn)電路對電壓的測量和顯示的功能，還需要有相應(yīng)的軟件配合，才能