可測頻率的交流毫伏表設(shè)計(jì)

1、可測頻率的數(shù)字交流毫伏表設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)是基于AD637電路的交流數(shù)字毫伏表電路設(shè)計(jì)。該毫伏表是基于真有效值轉(zhuǎn)換(True RMS-to-DC Converter)技術(shù)，以真有效值轉(zhuǎn)換集成芯片AD637為核心，以微控制器（MCU）為量程轉(zhuǎn)換控制，以高精確度10位分辨率串行A/D轉(zhuǎn)換器為模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過LCD顯示，并輔以必要的外圍電路設(shè)計(jì)而成。數(shù)字交流毫伏表系統(tǒng)主要由MCU控制模塊、程控放大器模塊、真有效值轉(zhuǎn)換模塊、頻率測量模塊、電壓數(shù)字顯示模塊等組成，并且能夠根據(jù)實(shí)際交流電壓輸入完成相應(yīng)的量程轉(zhuǎn)換功能，同時(shí)使用LCD顯示測試電壓值。該電路采用TLC1594高精度串行A/D轉(zhuǎn)換電路，測量范圍在Vp

2、p為0-10伏的交流信號，用LCD液晶顯示。正文著重給出了軟硬件系統(tǒng)的各部分電路，介紹了電路的基本原理，89C51最小系統(tǒng)的特點(diǎn)，TLC1594的功能和應(yīng)用，LCD1602的功能和應(yīng)用。該電路設(shè)計(jì)新穎、功能強(qiáng)大、可擴(kuò)展性強(qiáng)。關(guān)鍵詞 真有效值 數(shù)字顯示 頻率測量 TLC1594 A/D轉(zhuǎn)換器I39引言數(shù)字電壓表(數(shù)字面板表)是當(dāng)前電子、電工、儀器、儀表和測量領(lǐng)域大量使用的一種基本測量工具，有關(guān)數(shù)字電壓表的書籍和應(yīng)用已經(jīng)非常普及了。在電氣測量過程中，電壓是一個(gè)很重要的技術(shù)參數(shù)。如何準(zhǔn)確地測量模擬信號的電壓有效值，一直是電測儀器研究的內(nèi)容之一。目前，低精度交流數(shù)字毫伏表大多采用平均值原理，只能測量不

3、失真正弦信號的有效值，故受到波形失真度的限制而影響測量精確度和使用范圍。真有效值數(shù)字儀表可以測量在任何復(fù)雜波形而不必考慮波形種類和失真度的特點(diǎn)以及測量精確度高、頻帶范圍寬、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用1。在真有效值數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)中，提高系統(tǒng)的測量精確度、穩(wěn)定性、改善線性、提高頻率響應(yīng)特性是本設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)和開發(fā),已經(jīng)有多種類型和款式。和以往的儀器、儀表有所不同的是該設(shè)計(jì)具有智能調(diào)擋功能，它是基于單片機(jī)為基礎(chǔ)的智能化儀表，是單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的又一個(gè)新的亮點(diǎn)。單片機(jī)的誕生和獨(dú)立的技術(shù)發(fā)展道路，充分表明單片機(jī)是一個(gè)應(yīng)用于對象體系的智能化工具。這也在儀表應(yīng)用領(lǐng)域中得到充分肯定。目前，

4、單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。本設(shè)計(jì)的智能數(shù)字交流毫伏表則采用雙積分式A/D轉(zhuǎn)換方案，從原理上克服了模擬電壓表的缺陷。而且在具體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中有效地保證了儀器的精度和靈敏度。所以這種類型的數(shù)字電壓表無論在功能和實(shí)際上,都具有傳統(tǒng)數(shù)字電壓表無法比擬的特點(diǎn),這使得它的開發(fā)和應(yīng)用具有良好的市場前景。1 總體方案設(shè)計(jì)交流毫伏表系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)處理部分、結(jié)果顯示部分等三個(gè)主要組成部分。其中真有效值交流/直流轉(zhuǎn)換器是核心元件。本設(shè)計(jì)采用高精度AD637芯片，量程為Vopp：010V，精確度

5、為0.05%RDG+0.25mV.系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路:首先將模擬信號通過放大電路將電壓值轉(zhuǎn)換到RMS-DC變換器的工作電壓范圍內(nèi)，然后讓變換結(jié)果通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后直接送入單片機(jī)，經(jīng)軟件算法的相應(yīng)處理后送液晶顯示。若輸入的被測信號電壓不在合適的量程之內(nèi)，單片機(jī)經(jīng)過判斷后控制模擬開關(guān)對放大電路作相應(yīng)的調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)儀器智能轉(zhuǎn)換量程的功能，并起到了保護(hù)后續(xù)電路的作用。系統(tǒng)原理框圖如圖1-1所示：真有效值轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換程控放大器單 片 機(jī)信號輸入對增益進(jìn)行控制LCD顯示波形整形電路頻率測量圖1-1 系統(tǒng)原理框圖從系統(tǒng)原理框圖1-1中可以看出，交流毫伏表系統(tǒng)主要有六個(gè)功能模塊：程控放大器模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)

6、模塊、真有效值轉(zhuǎn)換模塊、波形整形模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊及液晶顯示模塊組成。其中程控放大器模塊、真有效值模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊及波形整形模塊可以歸納為數(shù)據(jù)采集部分；單片機(jī)模塊和液晶顯示模塊可以分別認(rèn)為是數(shù)據(jù)處理部分、結(jié)果顯示部分。工作流程簡述：交流電壓信號經(jīng)過程控放大器對交流信號進(jìn)行增益調(diào)整后進(jìn)入信號真有效值轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)過模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換過程2；經(jīng)轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)單片機(jī)處理程序先判斷信號是否衰減適度，要是衰減適度就送液晶顯示出來，如果衰減度太大或太小的話則進(jìn)行衰減調(diào)整，經(jīng)衰減合適后的信號經(jīng)液晶顯示出來最終結(jié)果。2 技術(shù)方案論證與比較在技術(shù)方案中，系統(tǒng)功能模塊主要涉及到系統(tǒng)的組成和元件的

7、選擇。系統(tǒng)模塊主要包括：程控放大器模塊、真有效值直流(RMS-DC)變換模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、頻率測量、單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、液晶顯示模塊等六個(gè)主要組成部分。通過對以上六大模塊的功能分析和比較，提出一下技術(shù)設(shè)計(jì)方案以供選擇。2.1 真有效值直流變換模塊設(shè)計(jì)方案真有效值直流變換模塊是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，它的設(shè)計(jì)與器件的選擇關(guān)系到交流數(shù)字毫伏表的精確度和靈敏度，通過對交流毫伏表設(shè)計(jì)文獻(xiàn)、資料的學(xué)習(xí)和借鑒，提出以下設(shè)計(jì)方案以供選擇。方案一：熱點(diǎn)變換法。此方法包括熱電偶效應(yīng)平衡轉(zhuǎn)換和熱敏三極管變換。熱電偶配對很困難，并且有相應(yīng)緩慢、過載能力差等缺點(diǎn)。方案二：采樣計(jì)算法。此方法是對周期信號進(jìn)行快速采樣，獲得很多

8、個(gè)離散值，存儲在內(nèi)存中再利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算功能，按有效值數(shù)學(xué)定義：=8進(jìn)行運(yùn)算。此方案雖然轉(zhuǎn)換精度高，但是技術(shù)要求高，造價(jià)也高，不適合用于多位數(shù)字表的設(shè)計(jì)。方案三：模擬直接運(yùn)算變換法。根據(jù)有效數(shù)學(xué)定義用集成組件乘法器、開方器等依次對被測信號進(jìn)行平方、平均和開方等計(jì)算，直接得出輸入信號的有效值。在這種電路設(shè)計(jì)中，當(dāng)輸入信號幅度變小時(shí)，平方器輸出電壓的平均值下降很快，輸出幅度很小，往往與失調(diào)和漂移電壓混淆，因此該電路動態(tài)范圍很窄，精度不高。方案四：單片集成有效值轉(zhuǎn)換組件法。對數(shù)放大器轉(zhuǎn)換是利用晶體管PN結(jié)平方律傳遞關(guān)系而成的。單片集成電路AC/DC真有效值轉(zhuǎn)換芯片，內(nèi)部集成了實(shí)現(xiàn)算法求取有效值的各種

9、電路，能將任意波形的交流電壓信號直接轉(zhuǎn)換成與其有效值成比例的直流電壓，而不必考慮波形參數(shù)和失真度的大小。并且AD63721對輸入200mv帶寬可達(dá)1MHz，2v以上輸入時(shí)帶寬可達(dá)8MHz，輸入200mv以下時(shí)可以前置放大電路，且使用緩沖模式輸入阻抗可達(dá)100M歐，因此AD637完全可以勝任題目要求。比較以上四種方案，采用方案四進(jìn)行AC/DC真有效值轉(zhuǎn)換，電路簡單，而且在理論上能保證較高的精確度，性價(jià)比較高，具有實(shí)際的參考價(jià)值。2.2 程控放大器模塊設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)的電壓表顯示范圍為Vopp：0V10V，因后級有效值轉(zhuǎn)換模塊的輸入電壓范圍為1.763.6V，因而需要進(jìn)行量程的轉(zhuǎn)換。根據(jù)被測信號的大

10、小可把電壓表的量程與放大倍數(shù)設(shè)置如下表：量程（Vopp）5mv-10mv10mv-20mv20mv-40mv40mv-80mv80mv-160mv160mv-320mv320mv-640mv放大倍數(shù)100050025012562.53216量程（Vopp）640mv-1.28v1.28v-2.56v2.56v-5.12v5.12v-10.24v放大倍數(shù)8421根據(jù)上表，把范圍在Vopp：0V10V內(nèi)的輸入信號通過兩級反相放大電路放大到Vopp：5V10V這個(gè)范圍類。由于單級的放大倍數(shù)最大為50倍，最大頻率為100KHz，即要求運(yùn)放的增益帶寬積最少為5MHZ。NE5534的增益帶寬積為10MHZ

11、，能夠滿足性能要求，因此程控放大模塊采用NE5534為核心元件，配合CD4051進(jìn)行放大倍數(shù)的切換。2.3 模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)方案模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊是數(shù)字交流毫伏表設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到后續(xù)電路的被測量電壓信號的處理和顯示的精度。通過程控模塊輸出來的電壓信號通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊把模擬被測信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字被測信號，以便后級單片機(jī)處理模塊正常工作，因單片機(jī)只能接受數(shù)字信號。并且模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的位數(shù)直接決定被測電壓的精度。以通過學(xué)習(xí)和借鑒以往交流毫伏表的設(shè)計(jì)文獻(xiàn)，提出以下設(shè)計(jì)方案。方案一：8位A/D轉(zhuǎn)換器AD0809 3將交流電壓的真有效值通過AD0809轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，然后通過由單片機(jī)AT8

12、9S51控制，將數(shù)字量用LED數(shù)碼管顯示出來。由于AD0809是八位的A/D轉(zhuǎn)換器，在精度方面無法達(dá)到題目的要求，所以放棄這一方案。方案二：3 1/2位A/D轉(zhuǎn)換器MC14433MC14433集成了雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器所有的CMOS模擬電路和數(shù)字電路。具有外接元件少，輸入阻抗高，功耗低，電源電壓范圍寬，精度高等特點(diǎn)，并且具有自動校零和自動極性轉(zhuǎn)換功能，只要外接少量的阻容件即可構(gòu)成一個(gè)完整的A/D轉(zhuǎn)換器。但是MC14433的滿量程為200V,無法滿足本題的設(shè)計(jì)要求。方案三: 10位A/D轉(zhuǎn)換器TLC1549TLC1549是10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它采用CMOS工藝，具有內(nèi)在的采樣和保持，采用差分基準(zhǔn)電

13、壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍，總不可調(diào)整誤差達(dá)到±1LSB Max（4.8mV）等特點(diǎn)，其量程為0-5V，基本滿足本課程設(shè)計(jì)的要求。同時(shí)其操作也比較簡單，方便實(shí)用。綜合比較，選用TLC1549更容易實(shí)現(xiàn)題目的基本要求，也可獲得良好性能。故本系統(tǒng)選用方案三。2.4 LCD顯示模塊設(shè)計(jì)方案液晶顯示器（LCD）5是一種功耗很低的顯示器，它具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，伴隨電子技術(shù)的飛速發(fā)展，液晶顯示器的價(jià)格越來越便宜，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。它的使用非常的廣泛，不但在家用電器中經(jīng)常應(yīng)用，而且在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也越來越

14、多。本設(shè)計(jì)使用的是1602液晶顯示器。1602可以顯示2行16個(gè)字符，可以顯示阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文等，完全滿足本設(shè)計(jì)顯示要求。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)主要包括：程控放大器模塊、波形整形模塊、真有效值直流(RMS-DC)變換模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)控制模塊、液晶顯示模塊等六個(gè)主要組成部分。下面就這五部分的硬件電路設(shè)計(jì)作如下分析和概括。3.1 程控放大器電路設(shè)計(jì)程控放大器模塊由三部分構(gòu)成：射極跟隨器、模擬開關(guān)和集成運(yùn)算放大器。各部分的具體功能如下：第一：射極跟隨器 射極跟隨器就是信號從發(fā)射極輸出的放大器。其特點(diǎn)為輸入阻抗高，輸出阻抗低，動態(tài)電壓放大

15、倍數(shù)小于1并接近1，負(fù)載能力強(qiáng)，且輸出電壓與輸入電壓同相但是輸出電阻低，具有電流放大作用和功率放大作用。常作阻抗變換和級間隔離用。本設(shè)計(jì)當(dāng)中的射極跟隨器用的是NE5534集成運(yùn)算放大器，連接方式是基極與發(fā)射極共地，基極輸入信號，發(fā)射極輸出。第二：模擬開關(guān) 模擬開關(guān)CD4051相當(dāng)于一個(gè)單刀八擲開關(guān)，開關(guān)接通哪一通道，由輸入的3位地址碼ABC來決定?！癐NH”是禁止端，當(dāng)“INH”=1時(shí)，各通道均不接通。此外，CD4051還設(shè)有另外一個(gè)電源端VEE，以作為電平位移時(shí)使用，從而使得通常在單組電源供電條件下工作的CMOS電路所提供的數(shù)字信號能直接控制這種多路開關(guān)，并使這種多路開關(guān)可傳輸峰峰值達(dá)15V

16、的交流信號。第三：集成運(yùn)算放大器 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，被測電壓信號由于后級電路的輸入要求要做適當(dāng)?shù)姆糯蠡蚩s小。前級電路的輸入電壓經(jīng)過射極跟隨器和模擬開關(guān)之間的分檔電阻后被適當(dāng)?shù)乃p或放大，為考慮到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的精度要求，后級放大電路要對被測信號做適當(dāng)?shù)姆糯?，以便真有效值轉(zhuǎn)換電路能正常工作和滿足系統(tǒng)精確度的要求。本設(shè)計(jì)用的是NE5534集成運(yùn)算放大器，它經(jīng)過外圍電路構(gòu)成放大倍數(shù)為150倍（如上表所示）的信號放大器。程控放大器模塊設(shè)計(jì)過程中所用器件簡介:第一：NE5534NE5534是高精度低失調(diào)電壓的精密運(yùn)放集成電路,用于微弱信號的放大,如果使用雙電源，能達(dá)到最佳的放大效果。NE5534特點(diǎn)介紹：小信號的

17、帶寬：10MHZ輸出驅(qū)動能力：600 ， 10VRMS at 在 VS=±18V輸入噪聲：4nV/HZ2直流電壓增益：100000交流電壓增益：6000在頻率為10KHZ功率帶寬：200KHZ轉(zhuǎn)換速率：每秒13V大電源電壓范圍：從±3V到±20V圖3-1NE5534 DIP封裝 NE5534 DIP封裝如圖3-1所示。第二：CD4051模擬開關(guān)CD4051相當(dāng)于一個(gè)單刀八擲開關(guān)，開關(guān)接通哪一通道，由輸入的3位地址碼ABC來決定。“INH”是禁止端，當(dāng)“INH”=1時(shí)，各通道均不接通。此外，CD4051還設(shè)有另外一個(gè)電源端VEE，以作為電平位移時(shí)使用，從而使得通常在

18、單組電源供電條件下工作的CMOS電路所提供的數(shù)字信號能直接控制這種多路開關(guān)，并使這種多路開關(guān)可 圖3-2 CD4051芯片傳輸峰峰值達(dá)15V的交流信號。第三：程控模塊原理圖如下圖3-3所示。圖3-3 程控放大器模塊模塊工作原理簡述：交流信號進(jìn)入電路以后，通過兩級反相放大電路進(jìn)行放大。第一級放大電路可放大的倍數(shù)為：50，25，3，2，1。第二級放大電路可放大的倍數(shù)為：30，20，5，4，2，1。通過控制CD4051，選擇不同的反饋電阻，就可以實(shí)現(xiàn)不同的放大倍數(shù)的切換。通過前后兩級放大電路的放大倍數(shù)的不同組合，使得輸入信號都能放大到Vpp為5V-10V的范圍內(nèi)。3.2 真有效值轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)普通數(shù)字

19、電壓表只能測量直流電壓。如果要測量交流電壓，必須增加交流/直流（AC/DC）轉(zhuǎn)換電路。由于本系統(tǒng)采用測交流有效值的方案，所以需要對交流信號進(jìn)行真有效值轉(zhuǎn)換。真有效值方法檢測電壓、電流的核心是TRMS/DC轉(zhuǎn)換器，這類轉(zhuǎn)換電路現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)單片集成化。就精度、帶寬、功耗、輸入信號電平、波峰因數(shù)和穩(wěn)定時(shí)間因素綜合考慮，本設(shè)計(jì)選用了AD公司的RMS-DC變換器件AD637。它具有響應(yīng)速度快，響應(yīng)時(shí)間和信號幅度無關(guān)等特點(diǎn)。根據(jù)其特性曲線，AD637在輸入電壓在0.2V2V范圍內(nèi)有最佳頻率響應(yīng)，故衰減放大電路的輸出信號電壓應(yīng)控制在該范圍內(nèi)。AD637是一塊高精度單片TRMS/DCC轉(zhuǎn)換器，可以計(jì)算各種復(fù)雜波形

20、的真有效值。AD637集成芯片采用了峰值系數(shù)補(bǔ)償，在測量峰值系數(shù)高達(dá)10的信號時(shí)附加誤差僅為1，頻帶寬度在2V以上輸入時(shí)可達(dá)8MHz。AD637的制造工藝先進(jìn)，采用激光修正，一般情況下不需要加外部調(diào)整元件。惟一的外圍元件是平均電容 ,用來設(shè)定平均時(shí)間常數(shù)，并決定低頻準(zhǔn)確度、輸出波紋的大小及穩(wěn)定時(shí)間。AD637的內(nèi)部有獨(dú)立的緩沖放大器，既可作輸入緩沖器用，亦可構(gòu)成有源濾波器來減小紋波，提高測量準(zhǔn)確度。此外，芯片內(nèi)部輸入端有過壓保護(hù)電路，即使輸入電壓超過電源電壓，一般也不會損壞芯片。AD637的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3-4所示19，主要由緩沖器、有源整流器、偏置電路、平方/除法器和濾波電路組成。如圖3-

21、4所示，輸入電壓通過有源整流器轉(zhuǎn)換成單極性電流I1，加至平方/除法器的一個(gè)輸入端。平方/除法器的輸出電流為 ，有關(guān)系式為： （3-1）利用驅(qū)動并與構(gòu)成一個(gè)低通濾波器，經(jīng)外部提供一個(gè)電流，再通過返回平方/除法器，完成下述隱含式有效值計(jì)算： （3-2） （3-3）圖3-4 AD637內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖理論驗(yàn)證：根據(jù)美國模擬公司提供的資料，我們可以得到在理想情況下AD637的頻率響應(yīng)。當(dāng)時(shí)，頻率上限為300kHz；時(shí)，頻率上限為600kHz；時(shí)，頻率上限高達(dá)8MHz。完全能夠符合本題設(shè)計(jì)需求。圖3-5 AD637頻率響應(yīng)圖AD637的運(yùn)算方程為： （3-4）其中，T為的周期。輸入電壓通過AD637中的絕對

22、值電路變成單極性電流，加至平方/除法器的一個(gè)輸入端，再經(jīng)低通濾波/放大器，最終在AD637的9號腳輸出直流電壓。圖3-6 AD637外圍電路綜上所述，由AD637構(gòu)成的轉(zhuǎn)換電路具有準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好，測量速速快等特點(diǎn)，可以測量各種波形的有效值，且頻帶寬，是一種較理想的設(shè)計(jì)。3.3 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換電路模塊的核心是TLC1549。TLC1549的引腳功能及主要特性：10 位分辨率的 A/D 轉(zhuǎn)換器 引腳兼容 TLC549 和 TLV1549內(nèi)部取樣保持功能 COMS 工藝總共不可調(diào)最大誤差為±1LSB片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘TLC1549C、TLC1549I 和 TLC1549M 是一

23、個(gè) 10 位開關(guān)電容器，逐次逼近型的 AD 轉(zhuǎn)換器。這個(gè)芯片有 2 個(gè)數(shù)字輸入端，1 個(gè)三態(tài)輸出口(CS)，1 個(gè) I/O CLOCK 端口和 1 個(gè)數(shù)字輸出端（DATA OUT）,可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)三總線接口到總控制器的串行口的數(shù)據(jù)傳輸。內(nèi)部具有自動采樣保持、可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍、抗噪聲干擾功能, 而且開關(guān)電容設(shè)計(jì)使在滿刻度時(shí)總誤差最大僅為±1 LSB ( 4.8 mV) , 因此可廣泛應(yīng)用于模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換電路。引腳功能：ANALOG IN：模擬信號輸入。電源阻抗應(yīng)該小于 1K 歐。外部電源到該引腳的電流應(yīng)大于10mA。CS：片選。CS 從高電平到低電平跳變可以復(fù)位內(nèi)部計(jì)數(shù)器并

24、在一個(gè)最大的啟動時(shí)間加上兩個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘的下降沿時(shí)間內(nèi)控制和使能 DATA OUT、I/O CLOCK。在一個(gè)啟動時(shí)間加上兩個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘的下降沿時(shí)間內(nèi) CS 從低電平到高電平可以禁止 I/O CLOCK。DATA OUT ：當(dāng) CS 為高時(shí) AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果為高阻抗，當(dāng) CS 為低時(shí) AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果有效。在有效 CS下，該引腳輸出值為上次轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高有效位（MSB）的數(shù)字量。在下一個(gè)時(shí)鐘下降沿輸出次高位數(shù)字量，以此順序輸出直到第 9 個(gè)下降沿輸出最低有效位（LSB），在第 10 個(gè)時(shí)鐘下降沿，該引腳被拉低以確保串行數(shù)據(jù)口傳輸超過 10個(gè)時(shí)鐘周期。GND：該引腳和內(nèi)部電路的地相連，除非有特殊要求，所有

25、的地都和該引腳相連。I/O CLOCK：輸入/輸出時(shí)鐘口。該引腳作為串行時(shí)鐘的輸入口有以下三個(gè)功能：（1） 在第三個(gè)時(shí)鐘下降沿時(shí)，模擬輸入電壓開始給陣列電容充電一直到第10 個(gè)時(shí)鐘下降沿。 （2） 之前轉(zhuǎn)換結(jié)果的 9 個(gè)剩余位隨著該引腳在 DATA OUT 引腳上逐位輸出。（3） 在第 10 個(gè)時(shí)鐘下降沿，該引腳可以控制轉(zhuǎn)換結(jié)果傳輸?shù)絻?nèi)部控制器。REF+：正參考電壓的值（通常接 VCC）接到 REF+引腳上。REF-：負(fù)參考電壓的值（通常接地）接到 REF-引腳上。最大輸入電壓的范圍是 REF+電壓和 REF-電壓的差值。VCC：正電源電壓。詳細(xì)描述：當(dāng) CS 為高電平時(shí)，I/O CLOCK

26、為初始禁止?fàn)顟B(tài)、DATA OUT 為高阻抗?fàn)顟B(tài)。當(dāng)串口將 CS拉低后，隨著 CLOCK 和 DATA OUT 的使能開始轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。然后串口開始提供一個(gè)順序時(shí)鐘，同時(shí)接受 DATA OUT 上次的轉(zhuǎn)換結(jié)果。通過串口設(shè)置 CLOCK 口 10-16 個(gè)時(shí)鐘周期，在第一次的 10 個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成模擬信號的取樣。TLC1549 有 6 個(gè)基本的串口時(shí)間模式。這些模式取決于時(shí)鐘的速度和對 CS 的操作。這些模式包括 模式 1：（快速模式）10 個(gè)時(shí)鐘周期的轉(zhuǎn)換時(shí)間并且 CS 為高模式 2：（快速模式）10 個(gè)時(shí)鐘周期的轉(zhuǎn)換時(shí)間并且 CS 為低模式 3：（快速模式）1116 個(gè)時(shí)鐘周期的轉(zhuǎn)換時(shí)間并且 C

27、S 為高模式 4：（快速模式）16 個(gè)時(shí)鐘周期的轉(zhuǎn)換并且 CS 為低模式 5：（慢速模式）1116 個(gè)時(shí)鐘周期的轉(zhuǎn)換并且 CS 為高模式 6：（慢速模式）16 個(gè)時(shí)鐘周期的轉(zhuǎn)換并且 CS 為低 圖3-10 A/D轉(zhuǎn)換電路3.4 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)單片機(jī)即微控制器10,它集中央處理器、存儲器、輸人輸出電路等為一體, 可以完成復(fù)雜的運(yùn)算、邏輯控制、通信等功能。那么,一個(gè)最簡單的單片機(jī)系統(tǒng)都由哪些電路組成呢？從圖可以看出,典型的單片機(jī)系統(tǒng)包括晶振、復(fù)位、電源、系統(tǒng)的輸人控制、輸出顯示,以及其他外圍模塊等。單片機(jī)的工作流程,就是在系統(tǒng)時(shí)鐘的作用下,一條一條地執(zhí)行存儲器中的程序。單片機(jī)的時(shí)鐘電路由外

28、接的一只晶振和兩只起振電容,以及單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘電路組成,晶振的頻率越高,單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的速度越快,系統(tǒng)功耗也會相應(yīng)增加, 穩(wěn)定性也會下降。單片機(jī)系統(tǒng)常用的晶振頻率6MHZ、11.0592MHZ、12MHZ等，本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)用的是12MHZ的晶振。電容使用的是30PF或22PF的都可以。系統(tǒng)剛上電時(shí),單片機(jī)內(nèi)部的程序還沒有開始執(zhí)行,需要一段準(zhǔn)備時(shí)間,也就是復(fù)位時(shí)間。一個(gè)穩(wěn)定的單片機(jī)系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)復(fù)位電路。當(dāng)程序跑飛或死機(jī)時(shí)類似于電腦的死機(jī),也需要進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位電路有很多種,典型的電路如圖所示。在產(chǎn)品開發(fā)中,有時(shí)專門用一個(gè)芯片來設(shè)計(jì)復(fù)位電路,單片機(jī)基本工作電路其他外圍器件單片機(jī)輸出顯示電源時(shí)鐘電

29、路圖單片機(jī)典型系統(tǒng)組成穩(wěn)定性真的很重要。對于復(fù)位電阻和電容的選擇,圖中的復(fù)位電阻和電容是經(jīng)驗(yàn)值,實(shí)際制作時(shí),可以用同一個(gè)數(shù)量級的代替。單片機(jī)的EA腳控制程序從內(nèi)部存儲器還是從外部存儲器讀取程序。由于現(xiàn)在單片機(jī)內(nèi)部的FLASH容量都很大,因此基本都是從內(nèi)部的存儲器讀取程序,即不需要外接ROM來存儲程序,因此,EA 腳必須接高電平這點(diǎn)一定要注意,很多初學(xué)者常常將腳懸空, 導(dǎo)致程序執(zhí)行不正常。下圖所示為最小系統(tǒng)方框圖：單片機(jī)復(fù) 位 電 路輸入/輸出設(shè)備振 蕩 電 路電源電路圖3-11 單片機(jī)最小系統(tǒng)根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案分析，設(shè)計(jì)這樣一個(gè)簡單的應(yīng)用系統(tǒng)，可以選擇帶有EPROM的單片機(jī)，應(yīng)用程序直接存儲在片

30、內(nèi)，不用在外部擴(kuò)展程序存儲器，電路可以簡化。Intel公司的8051、80C51和8751芯片均可以選用。鑒于STC系列芯片在燒錄時(shí)比較簡單，使程序?qū)懭敫臃奖?，我們選用STC系列的89C51單片機(jī)。該型號單片機(jī)用很少的外圍元器件就可以完成串口的下載，不但簡單易行，而且價(jià)格低廉、購買方便。可多次寫入，便于調(diào)試。STC89C51芯片采用DIP-40封裝形式，管腳配置如圖4-2所示：40只引腳按其功能來分，可以分為如下3類：（1）電源及時(shí)鐘引腳：Vcc、GND；XTAL1、XTAL2。（2）控制引腳：PSEN、ALE、EA、RESET。（3）I/O口引腳：P0、P1、P2、P3，為4個(gè)8位I/O口

31、的外部引腳。 引腳功能介紹：（1）電源引腳：Vcc(40引腳)：接+5V電源。GND(20引腳)：接地。（2）時(shí)鐘引腳：XTAL1(19引腳)：外接晶體的1個(gè)引腳。該引腳的內(nèi)部是一個(gè)反相放大器的輸入端。這個(gè)反相放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。如果采用外接晶體振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)接地。XTAL2（18引腳）：接外部晶體的另一端，在該引腳內(nèi)部接至內(nèi)部反相放大器的輸出端。若采用外部時(shí)鐘振蕩器時(shí)，把此信號直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 （3）控制引腳： 圖3-12 STC89C51芯片RST/VPD(9引腳)：RST復(fù)位信號輸入端，高電平有效。VPD：備用電源的輸入端。ALE(30引腳)：地址所存允許信號，當(dāng)

32、單片機(jī)上電正常工作后，ALE引腳不斷輸出正脈沖信號。PSEN(29引腳)：程序存儲器允許輸出控制端。EA（31引腳）：內(nèi)外程序存儲器選擇控制端。當(dāng)EA引腳為高電平時(shí)，單片機(jī)訪問內(nèi)部程序存儲器，但在PC值超過0FFFFH時(shí)，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序。（4）I/O口引腳：P0口：雙向8位三態(tài)I/O口，此口為地址總線及數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用口，可驅(qū)動8個(gè)LS型TTL負(fù)載。P1口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，可驅(qū)動4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P2口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，與地址總線（高8位）復(fù)用，可驅(qū)動4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P3口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動4個(gè)LS型TTL負(fù)載。單片機(jī)工作的時(shí)間基

33、準(zhǔn)是由時(shí)鐘電路提供的。在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2兩個(gè)管腳，接一只晶振及兩只電容就構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路，如圖4-3所示：圖3-13 單片機(jī)時(shí)鐘電路在單片機(jī)復(fù)位電路中，電容C1和C2對振蕩頻率有微調(diào)的作用，通常的取值范圍為（30+10）pF或（30-10）pF。石英晶體選擇6MHz或12MHz都可以，其結(jié)果只是機(jī)器周期的不同，影響計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值。本設(shè)計(jì)中電容采用30pF，石英晶體采用11.0592MHz。單片機(jī)的RST管腳為主機(jī)提供一個(gè)外部復(fù)位信號輸入端口。復(fù)位信號是高電平有效，高電平有效的持續(xù)時(shí)間為2個(gè)機(jī)器周期以上。單片機(jī)的復(fù)位方式有上電復(fù)位和手動復(fù)位兩種。圖4-4所示是51系列單片機(jī)

34、常用的上電復(fù)位和手動復(fù)位組合電路。圖3-14 單片機(jī)復(fù)位電路復(fù)位以后，單片機(jī)內(nèi)各部件恢復(fù)到初始狀態(tài)，參見表3-113：表3-1 復(fù)位后片內(nèi)各寄存器狀態(tài)寄存器 內(nèi)容 寄存器 內(nèi)容 PC 00H TMOD 00H A 00H TCON 00H B 00H TH0 00H PSW 00H TL0 00H SP 07H TH1 00H DPTR 0000H TL1 00H P0P3 0FFH SCON 00H IP(XXX00000)B SBUF 不變 IE (0XX00000)B PCON(0XXXXXXX)B3.5 液晶顯示電路設(shè)計(jì)液晶顯示器（LCD）14是一種功耗很低的顯示器。它的使用非常的廣泛

35、，比如電子表、計(jì)數(shù)器、數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算機(jī)的顯示器或液晶電視等。液晶顯示以其優(yōu)越的性能，越來越受到設(shè)計(jì)人員的青睞，液晶顯示的應(yīng)用領(lǐng)域越來越多。液晶顯示模塊在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也越來越多。本設(shè)計(jì)中使用的1602就是一片液晶顯示器。LCD是一種被動顯示器。它本身不發(fā)光，其通過調(diào)節(jié)光的亮度來達(dá)到顯示效果。LCD主要是利用液晶的扭曲-向列效應(yīng)制成。這是一種電效應(yīng)。液晶顯示模塊中，最主要的就是LCD液晶屏，根據(jù)液晶顯示屏顯示內(nèi)容的不同，液晶顯示模塊可分為數(shù)顯液晶模塊、點(diǎn)陣字符液晶模塊、點(diǎn)陣圖形液晶模塊三種。使用液晶作為顯示設(shè)備具有很多的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）顯示質(zhì)量高。由于液晶顯示模塊每一個(gè)

36、點(diǎn)在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，因此液晶顯示模塊畫面質(zhì)量高而不會閃爍，把眼睛疲勞降到最低。（2）沒有電磁輻射。液晶顯示模塊的先天特點(diǎn)決定其沒有電磁輻射，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)使得液晶電視和計(jì)算機(jī)的顯示器都廣泛推廣。（3）應(yīng)用范圍廣。液晶顯示模塊特別是點(diǎn)陣圖形液晶模塊，可以顯示數(shù)字、字符、漢字和圖形等。（4）數(shù)字式接口。液晶顯示模塊是數(shù)字式的，和單片機(jī)的接口十分的簡單，操縱也十分的方便。（5）體積小、重量輕。液晶顯示模塊通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)，達(dá)到顯示目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器件要輕得多。（6）功耗小。液晶顯示模塊的功耗主要是消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動芯片上。因此，對

37、于相同顯示面積，液晶顯示模塊的耗電量比其它顯示器件要小的多。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：表3-2 管腳說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2雙向數(shù)據(jù)口2VDD電源正極10D3雙向數(shù)據(jù)口3VL對比度調(diào)節(jié)11D4雙向數(shù)據(jù)口4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5雙向數(shù)據(jù)口5R/W讀/寫選擇13D6雙向數(shù)據(jù)口6E模塊使能端14D7雙向數(shù)據(jù)口7D0雙向數(shù)據(jù)口15BLK背光源地8D1雙向數(shù)據(jù)口16BLA背光源正極1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：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(gè)字符都有一個(gè)固定的

38、代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表3-3所示，表3-3 控制命令表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址1

39、0寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容1602的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平） 指令1：清顯示 指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位 光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D 光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。 指令4：顯示開關(guān)控制 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平

40、閃爍，低電平不閃爍。 指令5：光標(biāo)或顯示移位S/C高電平時(shí)移動顯示的文字，低電平時(shí)移動光標(biāo) 指令6：功能設(shè)置命令DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示F:低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符 （有些模塊是 DL：高電平時(shí)為8位總線，低電平時(shí)為4位總線）。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。 指令8：DDRAM地址設(shè)置。 指令9：讀忙信號和光標(biāo)地址BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令10：寫數(shù)據(jù)。 指令11：讀數(shù)據(jù)。圖3-15 單片機(jī)與液晶顯示模塊連接圖3.5 波形整形電路

41、設(shè)計(jì)波形整形電路的核心是電壓比較器。當(dāng)運(yùn)放的正相輸入端的輸入電壓大于反相輸入端時(shí)，運(yùn)放輸出正電壓；反之，則輸出負(fù)電壓。根據(jù)這一特性，在運(yùn)放的反相輸入端輸入一個(gè)固定的電壓值，然后把經(jīng)程控放大電路放大后的輸入信號輸入到正相輸入端，便可把各種輸入信號轉(zhuǎn)換為方波信號（脈沖信號）。然后，把整形后的波形信號送進(jìn)單片機(jī)進(jìn)行頻率測量。具體電路圖如下圖3-16所示：圖3-16 波形整形電路圖4 軟件程序設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)主要完成三部分工作：數(shù)據(jù)處理、控制模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)量程自動轉(zhuǎn)換，以及計(jì)算和顯示電壓有效值。該設(shè)計(jì)的電壓表具有三個(gè)量程范圍，具有量程自動切換功能；數(shù)據(jù)處理主要是把A/D轉(zhuǎn)換后的浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為字符型數(shù)組；液晶顯

42、示部分主要是把處理后的電壓有效值數(shù)據(jù)送到液晶顯示器上。主流程圖見附頁部分。4.1 量程自動轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)共設(shè)11個(gè)量程切換，如下表4-1。通過模擬開關(guān)元器件CD4051來進(jìn)行量程切換功能，實(shí)際電路中通過對模擬開關(guān)CD4051的控制線ABC來實(shí)現(xiàn)量程的切換。由于輸入信號未知，為避免電路被燒壞，設(shè)定的初始量程應(yīng)為最低量程，即（BA：1）。表4-1 量程轉(zhuǎn)換控制量程（Vopp）5mv-10mv10mv-20mv20mv-40mv40mv-80mv80mv-160mv160mv-320mv320mv-640mv放大倍數(shù)100050025012562.53216量程（Vopp）640mv-1.28v

43、1.28v-2.56v2.56v-5.12v5.12v-10.24v放大倍數(shù)8421取數(shù)據(jù)返回檔數(shù)取數(shù)據(jù)切換高一級檔位切換低一級檔位大于范圍上限NY小于范圍下限NY圖4-1 量程轉(zhuǎn)換流程圖通過單片機(jī)的P2口8根控制線來實(shí)現(xiàn)如表4-1所示的量程自動切換功能。4.2 數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計(jì)液晶顯示的數(shù)據(jù)是字符型數(shù)組，所以單片機(jī)要把輸入的A/D轉(zhuǎn)換后要顯示的浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符型數(shù)組在液晶顯示器上顯示出來。經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)是浮點(diǎn)型實(shí)數(shù)，通過編寫一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為字符型數(shù)據(jù)（ASCII碼）的子函數(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能。數(shù)據(jù)處理程序流程圖如圖4-2所示。AD轉(zhuǎn)換數(shù)值數(shù)值<100000？取高5位，并且轉(zhuǎn)化

44、為xxx.xx的形式，單位為mV把數(shù)值放大100000取高3為，并且轉(zhuǎn)化為x.xx的形式，單位為VYN送液晶顯示圖4-2 數(shù)據(jù)處理流程圖4.3 液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì)液晶顯示模塊程序主要由初始化函數(shù)、送命令控制字函數(shù)、送顯示數(shù)據(jù)函數(shù)和送多個(gè)待顯示字符函數(shù)組成。下圖4-3為液晶顯示流程圖。初始化液晶顯示送控制命令字設(shè)置顯示數(shù)據(jù)信息送待顯示的字符數(shù)據(jù)返 回圖4-3 液晶顯示流程圖1602C可以顯示2行16個(gè)字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0-D7，和RS、R/W、EN三個(gè)控制端口，工作電壓為5V，并且?guī)в凶址麑Ρ榷日{(diào)節(jié)和背光。1602液晶顯示器有兩個(gè)寄存器，一個(gè)是命令寄存器，另一個(gè)是數(shù)據(jù)寄存器；所有的1602

45、液晶顯示器一個(gè)重要的特點(diǎn)是:軟件編程時(shí)要先寫命令字，再寫數(shù)據(jù)。4.4 頻率測量程序設(shè)計(jì) 頻率測量部分，通過把單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。把T0設(shè)置為外部計(jì)數(shù)器，記錄外部脈沖數(shù)。把T1設(shè)置為內(nèi)部定時(shí)器，產(chǎn)生1S定時(shí)時(shí)基信號。通過兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器的協(xié)作，記錄1S內(nèi)單片機(jī)所接收到的脈沖數(shù)，就能得出輸入信號的頻率。頻率測量程序的流程圖如圖4-4所示：初始化T0、T1裝入初值啟動T0、T1關(guān)閉T0、T1返回頻率數(shù)計(jì)時(shí)時(shí)間=1S？圖4-4 頻率測量流程圖5 系統(tǒng)調(diào)試下面介紹本設(shè)計(jì)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試方面的調(diào)試方法。5.1 硬件調(diào)試本設(shè)計(jì)的硬件焊接主要是單片機(jī)最小系統(tǒng)的焊接與調(diào)試、液晶顯示的焊接與調(diào)試、程控

46、模塊的焊接與調(diào)試、A/D模塊的焊接與調(diào)試、電源電路的焊接與調(diào)試等。下面就液晶顯示模塊的檢修作如下介紹。（1）“字跡” 使用幾小時(shí)或幾天，電極變黑或變色，出現(xiàn)黑或棕色字跡，液晶盒產(chǎn)生氣泡，一致不能顯示。這時(shí)由于驅(qū)動電壓直流成分過大，從而引起化學(xué)反應(yīng)造成的。（2）隱約顯示故障 裝配后出現(xiàn)不該顯示的筆段也隱約顯示，以致不能讀出，其原因可能是：引線間部清潔、玻璃表面導(dǎo)電（天氣太濕）、公用電極或段電極懸空、交流等。（3）全部顯示 譯碼器正常，但全部像素顯示。一般是背電極未接好，懸空或是背電極接入直流。（4）缺筆畫顯示 電極引線玷污或是導(dǎo)電橡膠玷污等。5.2 軟件調(diào)試本設(shè)計(jì)的軟件部分主要包括液晶顯示部分、

47、量程轉(zhuǎn)換部分、數(shù)據(jù)處理部分等。程序的編寫是用C語言編寫的，軟件部分使用的是KEIL C51，并最終通過編譯。液晶顯示部分良好。附 錄總體電路原理圖參考程序清單/*- 課程設(shè)計(jì)2：數(shù)字交流毫伏表-*/#include<reg52.h> /包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義#include<intrins.h>sbit RS = P10; /定義端口 sbit RW = P11;sbit EN = P12;sbit adclk=P13; /時(shí)鐘線sbit adcs=P15; /CSsbit addata=P14; /數(shù)據(jù)線#define RS_C

48、LR RS=0 #define RS_SET RS=1#define RW_CLR RW=0 #define RW_SET RW=1 #define EN_CLR EN=0#define EN_SET EN=1#define DataPort P0unsigned char table=0x54,0x44,0x43,0x33,0x22,0x04,0x03,0x21,0x20,0x11,0x10;/程控放大部分控制數(shù)組double code tab=1.13,2.12,4.2,8.2,15.39,31.5,60.5,117.7,252.0,457.1,984.0; /與程控放大控制數(shù)組相對應(yīng)的放大倍數(shù)unsigned char cc,c,counter_aa,timer_aa,cc;unsigned long temp;/*- uS延時(shí)函數(shù)，含有輸入?yún)?shù) unsigned char t，無返回值 unsigned char 是定義無符號字符變量，其值的范圍是 0255 這里使用晶振12M，精確延時(shí)請使用匯編,大致延時(shí) 長度如下 T=tx2+5 uS -*/void DelayUs2x(unsig