畢業(yè)論文基于89c52單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)論文-基于89C52單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 摘 要本文介紹一種以89C52單片機(jī)為主要控制器件,采用ICL7135高精度、雙積分A/D轉(zhuǎn)換器的一種電壓測(cè)量電路。主要包括硬件電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)。硬件電路主要包括數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)處理模塊單片機(jī)系統(tǒng)和輸出顯示模塊。在數(shù)據(jù)采集模塊中，主要是在對(duì)電壓信號(hào)采樣前，用放大器進(jìn)行預(yù)處理，后采用雙積型A/D轉(zhuǎn)換器ICL7135進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換得到的信號(hào)送入單片機(jī)中。在數(shù)據(jù)處理模塊單片機(jī)系統(tǒng)中，主要是通過89C52單片機(jī)將A/D轉(zhuǎn)換后得到的信號(hào)進(jìn)行處理。顯示模塊中，采用LCD液晶模塊1602顯示。在軟件設(shè)計(jì)方面，主要包括初始化程序，中斷程序，檔位選擇程序

2、和顯示程序等幾個(gè)子程序模塊。正文著重給出了軟硬件系統(tǒng)的各局部電路，介紹了雙積分電路的原理，89C52的特點(diǎn)，ICL7135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)。適用于人們的日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用于電壓的檢測(cè)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，A/D轉(zhuǎn)換器，液晶模塊AbstractThe?paper?introduced one kind?new? method about digital voltmeter that take the Micro Controller Unit 89C52 as the primary control component and us

3、ing high-precision ,double integral A/D converter ICL7135 circuit?. Mainly?included the design of the hardware electric circuit and the design of the software system. Hardware circuit including data acquisition module, data-processing module MCU System and output display module. In data acquisition

4、modules, before sample the voltage signal, pretreatment with amplifier, after through double integrating A / D converter ICL7135 conversion, the signal has been converted was take into the Micro Controller Unit 89C52. In the data processing module MCU System , mainly through the Micro Controller Uni

5、t 89C52 process the signal which after A / D converter. In the display module, using LCD module 1602 display the voltages. In software system design, including the initialization procedures, the interrupt procedures, the selection of the range of voltage procedures and the display procedures, and se

6、veral other subroutine modules.Key words: Finance director general system Chief financial official state-owned business enterprise目錄前 言11 設(shè)計(jì)任務(wù)與分析31.1 設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)介及背景3 單片機(jī)簡(jiǎn)介3 背景及開展情況31.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求51.3 設(shè)計(jì)總體方案及方案論證51.4 數(shù)據(jù)輸入模塊的方案與分析6 芯片選擇6 實(shí)現(xiàn)方法介紹6 輸入模塊流程圖101.5 A/D模塊的方案與分析10 芯片的選擇10 實(shí)現(xiàn)方法介紹11 A/D模塊流程圖131.6 數(shù)據(jù)處理及控

7、制模塊13 芯片選擇13 實(shí)現(xiàn)方法介紹14 數(shù)據(jù)處理及控制模塊流程圖151.7 顯示模塊15 芯片選擇15 實(shí)現(xiàn)方法介紹152 硬件設(shè)計(jì)172.1 數(shù)據(jù)輸入模塊原理圖172.2 A/D模塊原理圖192.3 控制模塊原理圖202.4 顯示模塊原理圖213 軟件設(shè)計(jì)233.1 主程序流程圖243.2 子程序介紹24 初始化程序24 中斷子程序24 檔位選擇子程序254 主要芯片294.1 AT89C52的功能簡(jiǎn)介29 AT89C52芯片簡(jiǎn)介29 引腳功能說明294.2 ICL7135功能簡(jiǎn)介31 ICL7135 芯片簡(jiǎn)介31 引腳功能說明324.3 LCD1602功能簡(jiǎn)介35 LCD1602芯片簡(jiǎn)

8、介35 引腳功能說明354.4 CD4052的功能介紹38 CD4052芯片簡(jiǎn)介38 引腳功能說明394.5 CD4024的功能介紹39 CD4024芯片簡(jiǎn)介39 引腳功能說明404.6 OP07的功能介紹40 OP07的功能簡(jiǎn)介40 引腳功能說明41結(jié) 論42致 謝44參考文獻(xiàn)45前 言數(shù)字電壓表Digital Voltmeter簡(jiǎn)稱DVM，它是采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。眾所周知，在當(dāng)今的社會(huì)中電已成為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)，生活中一個(gè)必不可缺的因素。電的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用極大的節(jié)省了人類的體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)，使人類的力量長(zhǎng)上了翅膀，使人類的信息觸角不斷延

9、伸。而在這其中，電壓，電流等已成為描述電的一些重要參數(shù)。在電氣測(cè)量中，電壓是一個(gè)很重要的參數(shù)。如何準(zhǔn)確地測(cè)量模擬信號(hào)的電壓值，一直是電測(cè)儀器研究的內(nèi)容之一。目前，市場(chǎng)上的主要使用的電壓表有：指針式電壓表和數(shù)字電壓表兩種。由于傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一、精度低，不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需求，因此，采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，由精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)、集成方便，還可與PC進(jìn)行實(shí)時(shí)通信等優(yōu)點(diǎn)已使數(shù)字電壓表成為現(xiàn)在電子測(cè)量的主要應(yīng)用產(chǎn)品。數(shù)字電壓表是通用儀器中使用較廣泛的一種測(cè)試儀器，很多電量或非電量經(jīng)變化后都用可數(shù)字電壓表完成測(cè)試。目前，由各種單片A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及

10、電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。本設(shè)計(jì)主要研究的是以51系列單片機(jī)為核心的電壓測(cè)量系統(tǒng)，能夠在單片機(jī)的控制下完成對(duì)電壓信號(hào)采集，能夠根據(jù)采樣值進(jìn)行毫伏值與伏值量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換。采用4位半雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，在20000字2V滿量程范圍內(nèi)，保證轉(zhuǎn)換精度1字，相當(dāng)于14bitA/D轉(zhuǎn)換器，相比于其他數(shù)字電壓表使用的A/D轉(zhuǎn)換器，具有精度高的特點(diǎn)。并且測(cè)量結(jié)果可通過液晶屏顯示出來(lái)，使用液晶屏顯示具有功耗低，使用簡(jiǎn)單，焊接電路方便等特點(diǎn)。顯示準(zhǔn)確可靠，誤差小。根本能夠滿足生產(chǎn)的要求。另外由于本學(xué)院一些的實(shí)驗(yàn)室，如電工電子實(shí)驗(yàn)室，電路實(shí)驗(yàn)室的一些數(shù)字電壓表已經(jīng)損壞

11、，如果本設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)，可改良或者維修實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字電壓表。因此，本次設(shè)計(jì)具有非常實(shí)際的意義。1 設(shè)計(jì)任務(wù)與分析 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)介及背景 單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)將具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器. 背景及開展情況數(shù)字電壓表Digital Voltmeter出現(xiàn)在50年代初，60年代末發(fā)起來(lái)的電壓測(cè)量?jī)x表，簡(jiǎn)稱DVM，它采用的是數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量，也就是連續(xù)的電壓值轉(zhuǎn)變?yōu)椴贿B續(xù)的數(shù)字量，加以數(shù)字處理然后再通過顯示器件顯示。這種電子測(cè)量的儀表之所以出現(xiàn)，一方面是由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用逐漸推廣到系統(tǒng)的自動(dòng)控制信實(shí)驗(yàn)研究的領(lǐng)域，提出了將各種被觀察量或被控制

12、量轉(zhuǎn)換成數(shù)碼的要求，即為了實(shí)時(shí)控制及數(shù)據(jù)處理的需要；另一方面，也是電子計(jì)算機(jī)的開展，帶動(dòng)了脈沖數(shù)字電路技術(shù)的進(jìn)步，為數(shù)字化儀表的出現(xiàn)提供了條件。所以，數(shù)字化測(cè)理儀表的產(chǎn)生與開展與電子計(jì)算機(jī)的開展是密切相關(guān)的；同時(shí)，為革新電子測(cè)量中的煩鎖和陳舊方式也催促了它的飛速開展，如今，它又成為向智能化儀表開展的必要橋梁。如今，數(shù)字電壓表已絕大局部已取代了傳統(tǒng)的模擬指針式電壓表。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的模擬指針式電壓表功能單一，精度低，讀數(shù)的時(shí)候也非常不方便，很容易出錯(cuò)。而采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表由于測(cè)量精度高，速度快，讀數(shù)時(shí)也非常的方便，抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛的應(yīng)用于電子及電工的測(cè)量，工業(yè)自動(dòng)化儀表，自動(dòng)

13、測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域。顯示出強(qiáng)大的生命力。數(shù)字電壓表最初是伺服步進(jìn)電子管比擬式，其優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度比擬高，但是采樣速度慢，重量達(dá)幾十公斤，體積大。繼之出現(xiàn)了斜波式電壓表，它的速度方面稍有提高，但是準(zhǔn)確度低，穩(wěn)定性差，再后來(lái)出現(xiàn)了比擬式儀表改良逐次漸近式結(jié)構(gòu)，它不僅保持了比擬式準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，而且速度也有了很大的提高，但它有一缺點(diǎn)是抗干擾能力差，很容易受到外界各種因素的影響。隨后，在斜波式的根底上雙引伸出階梯波式，它的唯一的進(jìn)步是本錢降低了，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)字電壓表的開展已經(jīng)是非常的成熟，就原理來(lái)講，它從原來(lái)的一，二種已開展到多種，在功能上講，那么從測(cè)單一參數(shù)開

14、展到能測(cè)多種參數(shù)；從制作元件來(lái)看，開展到了集成電路，準(zhǔn)確度已經(jīng)有了很大的提高，精度高達(dá)1NV；讀數(shù)每秒幾萬(wàn)次，而相對(duì)以前，它的價(jià)格也有了降低了很多。目前實(shí)現(xiàn)電壓數(shù)字化測(cè)量的方法仍然模-數(shù)A/D轉(zhuǎn)換的方法。而數(shù)字電壓表種類繁多，型號(hào)新異，目前國(guó)際仍未有統(tǒng)一的分類方法。而常用的分類方法有如下幾種：1.按用途來(lái)分：有直流數(shù)字電壓表，交、直流數(shù)字電壓表，交直流萬(wàn)用表等。2.按顯示位數(shù)來(lái)分：有4位，5位，6位，7位，8位等。3.按測(cè)量速度來(lái)分：有低準(zhǔn)確度，中準(zhǔn)確度，高準(zhǔn)確度等。4.按測(cè)量速度來(lái)分：有低速，中速，高速，超高速等。5.但在日常生活中，數(shù)字電壓表一般是按照原理不同進(jìn)行分類的，目前大致分為以下幾

15、類：比擬式，電壓時(shí)間變換式，積分式等。在電量的測(cè)量中，電壓、電流和頻率是最根本的三個(gè)被測(cè)量。其中，電壓量的測(cè)量最為經(jīng)常。而且隨著電子技術(shù)的開展，更是經(jīng)常需要測(cè)量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓表就成為一種必不可少的測(cè)量?jī)x器。另外，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(cè)量速度快等特點(diǎn)而倍受用戶青睞，數(shù)字式電壓表就是基于這種需求而開展起來(lái)的.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的電壓測(cè)量系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)的功能為： 1 實(shí)現(xiàn)輸入電壓值的測(cè)量； 2 液晶屏顯示電壓數(shù)據(jù),準(zhǔn)確可靠，誤差??； 3 通過單片機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)毫伏值與伏值自動(dòng)切換；1.3 設(shè)計(jì)總體方案及方案論證由于傳統(tǒng)

16、的指針式電壓表功能單一、精度低，不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需求，因此，采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，由精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)、集成方便，還可與PC進(jìn)行實(shí)時(shí)通信等優(yōu)點(diǎn)已使數(shù)字電壓表成為現(xiàn)在電子測(cè)量的主要應(yīng)用產(chǎn)品。同時(shí)，由數(shù)字電壓表擴(kuò)展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測(cè)量技術(shù)提高到嶄新水平。在由單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)字電壓表中，一般包含三種模塊：數(shù)據(jù)采集保持模塊，數(shù)據(jù)處理模塊單片機(jī)系統(tǒng)和輸出顯示模塊。在本次設(shè)計(jì)中，可將這幾個(gè)模塊進(jìn)行更細(xì)的劃分，可分為數(shù)據(jù)輸入模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)處理及控制模塊，顯示模塊。在數(shù)據(jù)輸入模塊中，采用放大器電路。先將輸入的電壓值送入由兩個(gè)集成運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟隨

17、器中，后由于分為四個(gè)檔位，所以將送出的信號(hào)分為四路，送到不同放大倍數(shù)的四個(gè)集成運(yùn)算放大器中，后將放大后的四個(gè)信號(hào)送到一個(gè)四選一的模擬開關(guān)中，這個(gè)開關(guān)由單片機(jī)根據(jù)輸入電壓大小選擇一個(gè)適宜信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換器中。在A/D轉(zhuǎn)換模塊中， A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度對(duì)測(cè)量電路極其重要，它的參數(shù)關(guān)系到測(cè)量電路性能。本設(shè)計(jì)采用雙積A/D 轉(zhuǎn)換器ICL7135，它的性能比擬穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換精度高，具有很高的抗干擾能力，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是工作速度較低。在對(duì)轉(zhuǎn)換精度要求較高，而對(duì)轉(zhuǎn)換速度要求不高的場(chǎng)合如電壓測(cè)量有廣泛的應(yīng)用。另外，ICL7135有過量程OR和欠量程UR標(biāo)志信號(hào)輸出，可用作自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)。在數(shù)據(jù)

18、處理及控制模塊中，主要通過89C52將A/D 轉(zhuǎn)換后的信號(hào)處理，送到單片機(jī)某一端口中，用于顯示。同時(shí)單片機(jī)判斷輸入的信號(hào)，用于控制模擬開關(guān)自動(dòng)換檔。在輸出顯示模塊中，采用LCD1602液晶屏，本次設(shè)計(jì)開始時(shí)選用數(shù)碼管和發(fā)光二極管用于顯示輸入電壓值，但是實(shí)際焊接電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)連接線較多，焊接過于復(fù)雜，故改用LCD1602液晶屏。采用LCD1602液晶屏顯示，連接線較少，控制較方便。整體框圖如圖1-1所示： 圖1-1 設(shè)計(jì)整體框圖1.4 數(shù)據(jù)輸入模塊的方案與分析 芯片選擇在數(shù)據(jù)輸入模塊中，也就是對(duì)輸入電壓信號(hào)的預(yù)處理階段，需要用到由集成運(yùn)放夠成的儀器放大器中。在本次設(shè)計(jì)中，我們采用集成運(yùn)算放大器OP

19、07。OP07 是高精度運(yùn)算放大器，具有極低的輸入失調(diào)電壓，極低的失調(diào)電壓溫漂，非常低的輸入噪聲電壓幅度及長(zhǎng)期穩(wěn)定等特點(diǎn)。可廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定積分、精密絕對(duì)值電路、比擬器及微弱信號(hào)的精確放大，尤其適應(yīng)于要求可靠性高的精密儀器儀表中。另外模擬開關(guān)選用仙童公司生產(chǎn)的CD4052，CD4052雙四通道模擬開關(guān)，有兩位控制輸入A和B，這兩位信號(hào)選擇四路輸入信號(hào)的其中一路送到輸出。其詳細(xì)芯片信息見第四章相關(guān)介紹。 實(shí)現(xiàn)方法介紹在這個(gè)設(shè)計(jì)模塊中，現(xiàn)將輸入的電壓值送入由集成運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟隨器中，后送的集成運(yùn)算放大器中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。在下面我將介紹集成運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟隨器的電路組成和作用，以及集成運(yùn)算放大器的

20、相關(guān)知識(shí)。1電壓跟隨器電壓跟隨器是用一個(gè)三極管構(gòu)成的共集電路，它的電壓增益是一，所以叫做電壓跟隨器。電壓跟隨器是共集電極電路，信號(hào)從基極輸入，射極輸出，故又稱射極輸出器?；鶚O電壓與集電極電壓相位相同，即輸入電壓與輸出電壓同相。電路的特點(diǎn)是：高輸入電阻、低輸出電阻、電壓增益近似為1，因此它可以電壓跟隨的作用。電壓跟隨器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低的特點(diǎn)，你可以極端一點(diǎn)去理解，當(dāng)輸入阻抗很高時(shí)，就相當(dāng)于對(duì)前級(jí)電路開路，當(dāng)輸出阻抗很低時(shí)，對(duì)后級(jí)電路就 相當(dāng)于一個(gè)恒壓源，即輸出電壓不受后級(jí)電路阻抗影響。一個(gè)對(duì)前級(jí)電路相當(dāng)于開路，輸出電壓又不受后級(jí)阻抗影響的電路當(dāng)然具備隔離作用，即使前、后級(jí)電路之 間互不

21、影響，能夠使得后一級(jí)的放大電路更好的工作。由集成運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟隨器電路如圖1-2所示：圖1-2同相放大器 上圖1-2為由集成運(yùn)放構(gòu)成的同相放大器，其特點(diǎn)是輸入信號(hào)加在同相輸入端，而反應(yīng)信號(hào)加在反相輸入端。根據(jù)理想化條件，由于V+ Vs，而V-Vs。故，放大器的增益為： 1-1假設(shè)令Rf 0，R1，如圖1-2所示，那么由于V-Vs，V- Vo，因而電壓增益約等于1，說明Vo跟隨Vs而變化，類似于共集放大器，故有跟隨器之稱，顯然，它的性能遠(yuǎn)比共集放大器好。2差值放大器而在本次設(shè)計(jì)中，我們采用的放大電路是用集成運(yùn)放構(gòu)成的差值放大器，其原理圖如圖1-3所示：圖1-3 差值放大器上圖為集成運(yùn)放組成的差

22、值放大器1，其中V1加在反相輸入端，V2加在同相輸入端，并且R1 R3,R2 R4，利用疊加定理，合成輸出電壓： 1-2由于R1 R3，R2 R4，因而 1-3 從上公式可見，輸出電壓為輸入電壓差值的R2/R1倍，輸入電壓一端為參考電壓，故輸出電壓為輸入的R2/R1倍。通過這個(gè)電路，我們將經(jīng)電阻衰減后的信號(hào)，放大為不同的倍數(shù)。例如，將輸入為200V檔位的信號(hào)，衰減為原信號(hào)的1/200，那么得到的信號(hào)最大值為1V，而A/D的輸入為2V，故要將此信號(hào)放大2倍，通過設(shè)定適宜的電阻值，來(lái)獲得適宜的放大倍數(shù)。同樣20V,2V檔也這樣計(jì)算。但是，200MV檔不經(jīng)過電阻衰減，直接加到放大器的輸入端即可，由于

23、該放大器直接加到輸入端，可能造成該放大器的損壞，因此我們?cè)诜糯笃骱洼斎攵藚⒓右粋€(gè)由單片機(jī)控制的繼電器，中選擇200mv檔位時(shí)，將其閉合，使用該放大器。到此，我們輸出了四路電壓信號(hào)，將這四路信號(hào)接到雙四選一模擬開關(guān)的四個(gè)端口上，控制端口A和B接到單片，用單片機(jī)控制兩個(gè)端口的上下電平，來(lái)選擇讓那一路信號(hào)通過。其具體端口控制情況見第四章該芯片的介紹。 輸入模塊流程圖 如圖1-4所示：圖1-4 輸入模塊流程圖1.5 A/D模塊的方案與分析 芯片的選擇A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度對(duì)測(cè)量電路極其重要，它的參數(shù)關(guān)系到測(cè)量電路性能。本設(shè)計(jì)采用雙積分A/D 轉(zhuǎn)換器ICL7135，它的性能比擬穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換精度高，具有很

24、高的抗干擾能力，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是工作速度較低。在對(duì)轉(zhuǎn)換精度要求較高，而對(duì)轉(zhuǎn)換速度要求不高的場(chǎng)合如電壓測(cè)量有廣泛的應(yīng)用。 實(shí)現(xiàn)方法介紹ICL7135為雙積分A/D 轉(zhuǎn)換器，雙積分A/D 轉(zhuǎn)換器3的特點(diǎn)是在一次測(cè)量過程中用同一積分器先后進(jìn)行兩次積分。首先對(duì)被測(cè)電壓Vi定時(shí)積分，然后對(duì)基準(zhǔn)電壓VREF定值積分。通過兩次積分的比擬，將Vi變換成與之成正比的時(shí)間間隔，這種變換屬于VT變換。下列圖1-4為雙積分A/D 轉(zhuǎn)換器根本結(jié)構(gòu)： 在下列圖中，我們可以看到，采樣周期開始時(shí)，邏輯控制電路發(fā)出采樣指令，使開關(guān)S1置于上端，把被測(cè)電壓Vi接到積分器的輸入端，這時(shí)開始積分，當(dāng)輸出電壓Vo小于零，比擬器輸

25、出從低電平跳到高電平，翻開時(shí)鐘輸入控制門，開始計(jì)數(shù)即計(jì)時(shí)。我們可以看到，當(dāng)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間T1，即t t2時(shí)，計(jì)數(shù)器溢出，使S1置于基準(zhǔn)電壓端，采樣階段結(jié)束，積分器的電壓充到Vom。t2開始為比擬階段，這時(shí)基準(zhǔn)電壓被接到積分器輸入，開始反相積分，是輸出電壓Vo從Vom開始線性下降。同時(shí)，計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)，直到t t3時(shí)Vom 到零，比擬器從高電平變到低電平，計(jì)數(shù)停止。由于反相積分時(shí)Vo下降的斜率是常數(shù)，故Vo從Vom下降到零的時(shí)間T2正比于Vom，而Vom有正比于輸入電壓，所以T2正比于輸入電壓Vi。完成VT的變換作用。 在常用的A/D轉(zhuǎn)換芯片如ADC -0809、ICL7135、ICL7109等中

26、，ICL7135與其余幾種有所不同，它是一種四位半的雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，具有精度高精度相當(dāng)于14位二進(jìn)制數(shù)、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹用單片機(jī)并行方式采集ICL7135的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)電壓表和小型智能儀表的設(shè)計(jì)方案。上面介紹了雙積分的根本原理，下面我介紹ICL7135的一些管腳情況，有利于原理的表達(dá)，其具體芯片介紹見第四章。7135是采用CMOS工藝制作的單片4位半A/D轉(zhuǎn)換器，其所轉(zhuǎn)換的數(shù)字值以多工掃描的方式輸出，只要附加譯碼器，數(shù)碼顯示器，驅(qū)動(dòng)器及電阻電容等元件，就可組成一個(gè)滿量程為2V的數(shù)字電壓表。在這里介紹它與單片機(jī)連接管腳的一些情況：B8、B4、B2、B116、15、1

27、4、13腳該四端為轉(zhuǎn)換結(jié)果BCD碼輸出。通過這幾個(gè)端口我們可以得到電壓的數(shù)值。POL23腳該信號(hào)用來(lái)指示輸入電壓的極性。UR28腳當(dāng)輸入電壓等于或低于滿量程的9%讀數(shù)為1800，那么一當(dāng)BUST信號(hào)結(jié)束，UR將會(huì)變高。OR27腳當(dāng)輸入電壓超出量程范圍20000，OR將會(huì)變高。該信號(hào)在BUSY信號(hào)結(jié)束時(shí)變高。在DE階段開始時(shí)變低?？膳袛嗍欠襁^量程。R/H25腳當(dāng)R/H “1該端懸空時(shí)為“1時(shí)，7135處于連續(xù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)，每40002個(gè)時(shí)鐘周期完成一次A/D轉(zhuǎn)換。假設(shè)R/H由“1變“0，那么7135在完本錢次A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入保持狀態(tài)，此時(shí)輸出為最后一次轉(zhuǎn)換結(jié)果，不受輸入電壓變化的影響。用單片機(jī)控制該

28、端口，可控制A/D的工作。/ST26腳每次A/D轉(zhuǎn)換周期結(jié)束后，ST端都輸出5個(gè)負(fù)脈沖，其輸出時(shí)間對(duì)應(yīng)在每個(gè)周期開始時(shí)的5個(gè)位選信號(hào)正脈沖的中間，ST負(fù)脈沖寬度等于1/2時(shí)鐘周期。ST信號(hào)主要用來(lái)控制將轉(zhuǎn)換結(jié)果向外部鎖存器或微處理器進(jìn)行傳送。我們把這個(gè)端口接到單片機(jī)的外部中斷INT0，當(dāng)每接收到一個(gè)負(fù)脈沖時(shí)，使單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)中斷，在這個(gè)中斷中，把對(duì)應(yīng)該位的四位BCD碼，傳送到單片機(jī)的內(nèi)存中，存儲(chǔ)起來(lái)，用于液晶屏的顯示。另外，clk時(shí)鐘端口22腳接外部的時(shí)鐘信號(hào)。本設(shè)計(jì)采用程度CD4024來(lái)對(duì)單片機(jī)的ALE端分頻得到125KHz的時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)的ALE端，為單片機(jī)的地址鎖存允許信號(hào)端，當(dāng)單片機(jī)

29、上電正常工作后，ALE引腳不斷向外輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6，在這里單片機(jī)的晶振采用12MHZ，所以ALE端的頻率為2MHZ，將這個(gè)信號(hào)接到CD4024的CLK端，CD4024為一個(gè)7為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，Q1端輸出信號(hào)相當(dāng)于輸入信號(hào)的二分頻，而Q4端相當(dāng)于輸入信號(hào)的2的4次方分頻，也就是16分頻，得到125KHZ信號(hào)。CD4024芯片介紹詳見第四章介紹。 A/D模塊流程圖 INT0 125KHZ 圖1-5 A/D轉(zhuǎn)換流程圖1.6 數(shù)據(jù)處理及控制模塊 芯片選擇本設(shè)計(jì)的無(wú)線接收模塊采用芯片AT89C52。 AT89C52是一種低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含有8KB的可反復(fù)寫

30、的只讀程序存儲(chǔ)器和256KB的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，器件采用ATMEL 公司高密度、非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造兼容MCS-51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和Flash存儲(chǔ)單元，使得AT89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 實(shí)現(xiàn)方法介紹在這個(gè)模塊中，主要應(yīng)用89C52將A/D轉(zhuǎn)換器送來(lái)的4位BCD碼進(jìn)行處理，根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)及溢出位等信號(hào)，來(lái)控制模擬開關(guān)進(jìn)行自動(dòng)換檔。同時(shí)控制液晶屏顯示電壓值。在這里，我們采用LCD1602液晶顯示屏，它內(nèi)帶一定字符的字庫(kù)，我們只要把對(duì)應(yīng)數(shù)字的AS

31、C值，送到它的8位數(shù)據(jù)端，即可顯示對(duì)應(yīng)字符。因此，我們將得到的四位BCD碼進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換，例如：數(shù)字1的BCD碼為0001，而ASC值為49，即為31H，我們只要將采集得到的BCD碼加上30H，即可得到對(duì)應(yīng)ASC值。我們利用A/D模塊的溢出位可以判斷，輸入電壓是否過量程。另外，我們可以利用剛剛采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行檔位判斷，例如：首先我們選擇最高檔200V，當(dāng)測(cè)的電壓小于20V，我們可以換到20V檔，以此類推。因此，我們可以利用這兩個(gè)信號(hào)同時(shí)判斷，快速選擇一個(gè)適宜的量程，顯示數(shù)據(jù)。單片機(jī)控制液晶屏顯示，我們將在下一模塊中詳細(xì)表達(dá)。 數(shù)據(jù)處理及控制模塊流程圖 控制模擬開關(guān) 控制液晶屏 圖1-6 數(shù)據(jù)處理

32、控制流程圖1.7 顯示模塊 芯片選擇顯示接口用來(lái)顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，命令或采集的電壓數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)顯示局部用的是LCD液晶模塊，采用一個(gè)162的字符型液晶顯示模塊LCD16025 。它具有重量輕，體積小，功耗低，可顯示192種字符5*7點(diǎn)字型，32種字符5*10點(diǎn)字符，可自編8種字符5*7或5*10，指令功能強(qiáng)，可組合成各種輸入，顯示，移位方式以滿足不同的要求，接口簡(jiǎn)單方便可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。 實(shí)現(xiàn)方法介紹點(diǎn)陣圖形式液晶由 M 行N 列個(gè)顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有64行，每行有 128列，每 8列對(duì)應(yīng) 1 個(gè)字節(jié)的 8 個(gè)位，即每行由 16 字節(jié)，共 168 128個(gè)點(diǎn)組成，屏上 6416 個(gè)

33、顯示單元和顯示 RAM 區(qū) 1024 個(gè)字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。一個(gè)字符由 68 或 88點(diǎn)陣組成，即要找到和屏上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM區(qū)的 8 個(gè)字節(jié)，并且要使每個(gè)字節(jié)的不同的位為1，其它的為0，為1的點(diǎn)亮，為0的點(diǎn)暗，這樣一來(lái)就組成某個(gè)字符。但對(duì)于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來(lái)說，顯示字符就比擬簡(jiǎn)單了，可讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD 上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。LCD1602內(nèi)置有英文字符，數(shù)字的字庫(kù)，只要輸入對(duì)應(yīng)的ASC值，在利用適宜的控制指令就可顯示，下表為它的根本控制指令。詳細(xì)見

34、第四章介紹。2 硬件設(shè)計(jì)2.1 數(shù)據(jù)輸入模塊原理圖 圖2-1 輸入模塊原理圖在上圖中的主要元件有：集成運(yùn)放OP07和模擬開關(guān)CD4052。在上圖中我們可以看到，輸入測(cè)量電壓從最左端的CON2口輸入，先經(jīng)過電阻分壓，在這里我們選擇1M，5K阻值的電阻，可以計(jì)算知道通過這兩個(gè)電阻的分壓，可將輸入信號(hào)衰減到原信號(hào)的5K/1M 1/200,即將原來(lái)200V的電壓值變?yōu)?V，其他幾個(gè)檔位的電壓值也以此計(jì)算。但是由于檔位為200MV檔時(shí)，要是經(jīng)過電阻衰減后，電壓值相當(dāng)小，要是再用放大器放大到可以檢測(cè)的電壓信號(hào)，放大倍數(shù)需要很大，可能存在較嚴(yán)重的失真，考慮到這個(gè)原因，我們?cè)谶x擇200MV檔位時(shí)，直接把信號(hào)接

35、到放大器中放大，不經(jīng)過電阻衰減。把200V，20V,2V檔位的信號(hào)，經(jīng)過電阻衰減后，要得到適宜的信號(hào)接到A/D輸入端檢測(cè)，我們必須把剛剛電阻衰減的信號(hào)經(jīng)過不同倍數(shù)的放大。放大器的根本原理已經(jīng)在前面介紹，根據(jù)相應(yīng)公式的計(jì)算，我們可以得到我們要使用的電阻的阻值。假設(shè)為200V時(shí)，衰減后最大值為1V，而A/D的輸入范圍為2V，可將此信號(hào)放大2倍，因此我們選擇的輸入電阻為1K，那么反應(yīng)電阻應(yīng)為2K。以此我們可以計(jì)算得到20V和2V檔位的放大倍數(shù)，分別為20，200。這樣20V檔位的電阻應(yīng)為1K和20K，而2V檔位的電阻為1K和200K。而200MV檔位，我們沒用經(jīng)過電阻衰減，只要放大10倍就可以了，所

36、以它的電阻值為1K和10K，并且我們可以在它的輸入端看到一個(gè)由單片機(jī)控制的繼電器電路，它主要起到一個(gè)保護(hù)該放大器的作用，因?yàn)槿绻覀冎苯影阉拥捷斎攵耍赡苡捎谳斎攵穗妷哼^高造成該放大器的損壞，所以我們加一個(gè)繼電器，在可以判定輸入端為200MV檔時(shí)，關(guān)閉繼電器接通電路，用于200MV檔電壓的測(cè)量。上面我們介紹了，放大器倍數(shù)的選擇和相應(yīng)電阻的選擇。此時(shí)，我們得到了4路不同的輸入信號(hào)，這4路信號(hào)接到模擬開關(guān)CD4052的4個(gè)輸入端口，而模擬開關(guān)的控制端接到單片機(jī)的P1.0,P1.1端口，我們通過對(duì)單片機(jī)測(cè)定信號(hào)的比擬，來(lái)控制P1.0,P1.1選擇不同的輸入信號(hào)，而模擬開關(guān)的輸出端接到Y(jié)雙積分A/D

37、 ICL7135的輸入端。 2.2 A/D模塊原理圖 如圖2-2所示圖2-2 A/D模塊原理圖在圖2-2中，我們可以看到3個(gè)主要芯片，其中ICL7660S,ICL7135,CD4024。其中ICL7660S為一個(gè)反相電壓提供芯片，當(dāng)它的8號(hào)引腳接+5V電壓時(shí)，按上面的電路接，在5號(hào)引腳可輸出-5V電壓。這個(gè)-5V電壓，為供ICL7135，OP07等芯片使用。CD4024芯片主要為ICL7135提供時(shí)鐘脈沖，可見它的1號(hào)引腳CLK接單片機(jī)的ALE端，輸入信號(hào)頻率為2MHZ，而CD4024芯片為一個(gè)7段的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，Q1輸出相當(dāng)于輸入的二分頻，而Q4端相當(dāng)于輸入信號(hào)的16分頻，2MHZ/16 1

38、25KHZ,將此頻率為125KHZ的信號(hào)接到ICL7135的時(shí)鐘端。ICL7135芯片為雙積分A/D轉(zhuǎn)換器。其中1號(hào)引腳接-5V電壓；2號(hào)引腳為基準(zhǔn)電壓輸入端接1V電壓，有5V分壓，接穩(wěn)壓二極管得到；4腳為積分器輸入端，接積分電容；5腳接自零電容； 6腳為緩沖器輸出端，接積分電阻；7，8腳接基準(zhǔn)電容； 9腳被測(cè)信號(hào)負(fù)輸入端； 10腳被測(cè)信號(hào)正輸入端；11腳+5V電源端； 1316腳B1P0.7口； 22腳CLK時(shí)鐘信號(hào)輸入端；23腳POL負(fù)極性信號(hào)輸出端接單片機(jī)的P1.5口；24腳DGND數(shù)字地端；25腳為運(yùn)行讀數(shù)控制端接單片機(jī)的P0.3口；26腳STR數(shù)據(jù)選通輸出端接單片機(jī)的INT0口；27

39、腳OR超量程狀態(tài)輸出端接單片機(jī)的P1.6口；28腳UR欠量程狀態(tài)輸出端接單片機(jī)的P1.7口。此處需要注意的是，2號(hào)引腳為基準(zhǔn)電壓輸入端，必須保證是標(biāo)準(zhǔn)的1V電壓輸入，而且必須穩(wěn)定，由于此信號(hào)的輕微變化，都可以時(shí)輸出有較大的變化，產(chǎn)生較大的誤差。2.3 控制模塊原理圖 如圖2-3所示：圖 2-3 控制模塊原理圖P0.2分別接LCD1602的3個(gè)控制端。2.4 顯示模塊原理圖 如圖2-4所示：圖2-4 LCD1602原理圖 上圖是用于顯示的液晶屏LCD1602，其中3腳VL用于調(diào)節(jié)顯示的比照度，接1K電阻接地；4腳RS為它的數(shù)據(jù)，指令選擇端接單片機(jī)的P0.0口；5腳RW為它的讀寫控制端，接單片機(jī)的

40、P0.1口；6腳E為它的使能端，接單片機(jī)的P0.2口；714腳為它的數(shù)據(jù)，指令傳送端；15，16腳接+5V和地提供背光燈。3 軟件設(shè)計(jì)3.1 主程序流程圖 如圖3-1所示 圖3-1 主程序流程圖3.2 子程序介紹 初始化程序初始化程序主要包括下面幾個(gè)局部：設(shè)置中斷，開啟A/D轉(zhuǎn)換器，對(duì)液晶屏的初始化以及對(duì)一些中間變量的初始化。由于本次設(shè)計(jì)將A/D的STB端接到外部中斷0上，每來(lái)一個(gè)下降脈沖，產(chǎn)生一次中斷，因此需要開啟外部中斷0.局部程序如下：EA 1;IT0 1;EX0 1; /開啟外部中斷，下降延觸發(fā)adstart 1; /開啟A/Dlcden 0; /液晶使能端lcdrw 0; /液晶讀寫

41、控制端write_com 0x38 ; /液晶寫指令子程序 設(shè)置162顯示write_com 0x0e ; /開顯示，顯示光標(biāo)且不閃爍write_com 0x06 ; /寫一個(gè)字符，地址加一write_com 0x01 ; /顯示清屏 中斷子程序ICL7135每一分鐘完成3次據(jù)的采集工作，1/3秒完成后向CPU申請(qǐng)中斷,CPU這時(shí)暫停工作，為中斷效勞.中斷響應(yīng)后判斷是否首次中斷，如果是首次中斷，那么把萬(wàn)位置入相應(yīng)數(shù)據(jù)中，如果不是首次中斷，如果是第二次中斷，那么將千位數(shù)置入相應(yīng)數(shù)據(jù)中，以此進(jìn)行。當(dāng)5次中斷結(jié)束，將中斷標(biāo)志位清零。由于每次下降脈沖，到來(lái)時(shí)輸入為BCD碼表示一位數(shù)據(jù)，需要將它轉(zhuǎn)換為用

42、于顯示的ASCII碼，因此可在中斷中轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。局部程序如下：uchar redata uchar a,uchar b,uchar c,uchar d /數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序 value a?1:0+b?2:0+c?4:0+d?8:0;return value+0x30 ; void int0 interrupt 0 /中斷程序 switch i case 0:data5 redata d_1,d_2,d_4,d_8 ;break;case 1:data4 redata d_1,d_2,d_4,d_8 ;break;case 2:data3 redata d_1,d_2,d_4,d_8 ;break;c

43、ase 3:data2 redata d_1,d_2,d_4,d_8 ;break;case 4:data1 redata d_1,d_2,d_4,d_8 ;i 0;break; i+; 檔位選擇子程序檔位選擇時(shí)，我們可將輸入信號(hào)先接到200V檔位，當(dāng)測(cè)的數(shù)據(jù)小于20V時(shí)，更換檔位后，設(shè)置小數(shù)點(diǎn)位，設(shè)置單位。以此類推.在顯示局部中，要注意消隱的思想，每次電壓采集后，CPU將數(shù)據(jù)送到LCD顯示，將可能出現(xiàn)以下幾種需要消隱的情況。例如：200V檔量程：040.00此時(shí)萬(wàn)位的值0不符合人們的視覺習(xí)慣，需要把萬(wàn)位的值消隱掉，編程是將空格送入萬(wàn)位對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)中，使其在LCD中不顯示任何字符即可。顯示局部流程

44、如圖3-2所示： 圖3-2 顯示流程圖局部程序如下：void delay uint z /延時(shí)程序 uint x,y;for x z;x 0;x- for y 110;y 0;y- ; void write_com uchar com /LCD寫指令 lcdrs 0;lcdrw 0;P2 com;delay 1 ;lcden 1;delay 1 ;lcden 0; void write_data uchar date /LCD寫數(shù)據(jù) lcdrs 1;lcdrw 0;P2 date;delay 1 ;lcden 1;delay 1 ;lcden 0; void display uchar tab

45、le8 /顯示字符串 for num 0;num 8;num+ write_data tablenum ; ;4 主要芯片功能介紹4.1 AT89C52的功能簡(jiǎn)介 AT89C52芯片簡(jiǎn)介AT89C52是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電平，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器 PEROM 和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM ,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器 CPU 和Flash存儲(chǔ)單元，32個(gè)可編程I/O口線, 3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器, 低功耗空閑

46、和掉電模式。功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。 引腳功能說明 如圖4-1所示：圖4-1AT89C52管腳圖1VCC:電源電壓2GND:地3 P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0寫“1時(shí)可作為高阻抗輸入端用。4P1口:P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 吸收或輸出電流 4個(gè)TTE邏輯門電路。對(duì)端口寫“1，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電

47、流 ILL 。5P2口:P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 吸收或輸出電流 4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口P2寫“1，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流 ILL 。6P3口:P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 吸收或輸出電流 4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流 ILL 。7RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將

48、使單片機(jī)復(fù)位。8/VPP:外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器。9XTAL1:振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。10XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。11數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：AT89C52有256個(gè)字節(jié)的內(nèi)部RAM,80H-FFH高128個(gè)字節(jié)與特殊功能存放器 SFR 地址是重疊的，也就是高128字節(jié)的RAM和特殊功能存放器的地址是相同的，但在物理上它們是分開的。12中斷：AT89C52共有6個(gè)中斷向量:兩個(gè)外中斷INT0和INT1，3個(gè)定時(shí)器中斷 定時(shí)器0, 1, 2 和串行口中斷。13時(shí)鐘振蕩器:AT89C52中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XT

49、AL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。4.2 ICL7135功能簡(jiǎn)介 ICL7135 芯片簡(jiǎn)介7135是采用CMOS工藝制作的單片4位半A/D轉(zhuǎn)換器，其所轉(zhuǎn)換的數(shù)字值以多工掃描的方式輸出，只要附加譯碼器，數(shù)碼顯示器，驅(qū)動(dòng)器及電阻電容等元件，就可組成一個(gè)滿量程為2V的數(shù)字電壓表。7135主要特點(diǎn)如下：雙積型A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速度慢。在每次A/D轉(zhuǎn)換前，內(nèi)部電路都自動(dòng)進(jìn)行調(diào)零操作，可保證零點(diǎn)在常溫下的長(zhǎng)期穩(wěn)定。在20000字2V滿量程范圍內(nèi)，保證轉(zhuǎn)換精度1字相當(dāng)于14bitA/D轉(zhuǎn)換器。具有自動(dòng)極性轉(zhuǎn)換功能。能在但極性參考電壓下對(duì)雙極性模擬輸入電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，模擬電壓的范圍為01.9999V。

50、模擬出入可以是差動(dòng)信號(hào)，輸入電阻極高，輸入電流典型值1PA。所有輸出端和TTL電路相容。有過量程OR和欠量程UR標(biāo)志信號(hào)輸出，可用作自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)。輸出為動(dòng)態(tài)掃描BCD碼。對(duì)外提供六個(gè)輸入,輸出控制信號(hào) R/H,BUSH,ST,POL,OR,UR ,因此除用于數(shù)字電壓表外,還能與異步接收 /發(fā)送器,微處理器或其它控制電路連接使用。采用28外引線雙列直插式封裝，外引線功能端排列如圖4-2所示。圖4-2 ICL7135管腳圖 引腳功能說明7135一次A/D轉(zhuǎn)換周期分為四個(gè)階段：1、自動(dòng)調(diào)零AZ；2、被測(cè)電壓積分INT；3、基準(zhǔn)電壓反積分DE；4、積分回零ZI。具體內(nèi)部轉(zhuǎn)換過程這里不做詳細(xì)介

51、紹，主要介紹引腳的使用。V- 1腳負(fù)電源端，接-5V電壓REF2腳外接基準(zhǔn)電壓輸入端，1VAGND3腳模擬地INT4腳積分器輸出，外接積分電容Cint 端AZ5腳外接調(diào)零電容Caz 端BUF6腳緩沖器輸出，外接積分電阻Rint 端Rr+、Rr-7，8腳外接基準(zhǔn)電壓電容Cr 端INTO、INHI9，10腳被測(cè)電壓低、高輸入端V+11腳正電源端D5、D4、D3、D2、D112，17，18，19，20腳位掃描選通信號(hào)輸出端，其中D5MSD對(duì)應(yīng)萬(wàn)位數(shù)選通，其余依次為D4、D3、D2、D1LSD，個(gè)位B8、B4、B2、B113，14，15，16腳BCD碼輸出端，采用動(dòng)態(tài)掃描方式輸出BUSY21腳指示積分

52、器處于積分狀態(tài)的標(biāo)志信號(hào)輸出端CLK22腳時(shí)鐘信號(hào)輸入端，輸入頻率125KHZDGNG24腳數(shù)字電路接地端R/H25腳轉(zhuǎn)換/保持控制信號(hào)輸入端ST26腳選通信號(hào)輸出端，主要用作外部存放器存放轉(zhuǎn)換結(jié)果的選通控制信號(hào)OR27腳過量程信號(hào)輸出端UR28腳欠量程信號(hào)輸出端下面我詳細(xì)介紹一些管腳的功能：1、R/H25腳當(dāng)R/H “1該端懸空時(shí)為“1時(shí)，7135處于連續(xù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)，每40002個(gè)時(shí)鐘周期完成一次A/D轉(zhuǎn)換。假設(shè)R/H由“1變“0，那么7135在完本錢次A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入保持狀態(tài)，此時(shí)輸出為最后一次轉(zhuǎn)換結(jié)果，不受輸入電壓變化的影響。因此利用R/H端的功能可以使數(shù)據(jù)有保持功能。假設(shè)把R/H端用作啟

53、動(dòng)功能時(shí)，只要在該端輸入一個(gè)正脈沖寬度?300NS，轉(zhuǎn)換器就從AZ階段開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。2、/ST26腳每次A/D轉(zhuǎn)換周期結(jié)束后，ST端都輸出5個(gè)負(fù)脈沖，其輸出時(shí)間對(duì)應(yīng)在每個(gè)周期開始時(shí)的5個(gè)位選信號(hào)正脈沖的中間，ST負(fù)脈沖寬度等于1/2時(shí)鐘周期，第一個(gè)ST負(fù)脈沖在上次轉(zhuǎn)換周期結(jié)束后101個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生。因?yàn)槊總€(gè)選信號(hào)D5-D1的正脈沖寬度為200個(gè)時(shí)鐘周期*只有AZ和DE階段開始時(shí)的第一個(gè)D5的脈沖寬度為201個(gè)CLK周期，所以ST負(fù)脈沖之間相隔也是200個(gè)時(shí)鐘周期。需要注意的是，假設(shè)上一周期為保持狀態(tài)R/H “0那么ST無(wú)脈沖信號(hào)輸出。ST信號(hào)主要用來(lái)控制將轉(zhuǎn)換結(jié)果向外部鎖存器或微處理器進(jìn)行傳送。3、BUSY21腳在雙積分階段INT+DE，BUSY為高電平，其余時(shí)為低電平。因此利用BUSY功能，可以實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的遠(yuǎn)距離雙線傳送，其復(fù)原方法是將BUSY和CLK“與后來(lái)計(jì)數(shù)器，再減去10001就可得到原來(lái)的轉(zhuǎn)換結(jié)果。4、OR27腳當(dāng)輸入電壓超出量程范圍20000，OR將會(huì)變高。該信號(hào)在BUSY信號(hào)結(jié)束時(shí)變高。在DE階段開始時(shí)變低。5、UR28腳當(dāng)輸入電壓等于或低于滿量程的9%讀數(shù)為1800，那么一當(dāng)BUST信號(hào)結(jié)束，UR將會(huì)變