课程设计基于单片机的8路输入模拟信号数值显示电路设计
29页1、单片机课程设计8路输入模拟信号数值显示电路姓 名: 李 花 同 组 人: 赵 家 专业班级: 电信0204班 学 号: 020910164 指导老师: 付永红 职 称: 副教授 计算机与电子工程系教务办制二00五年十二月 摘 要本系统是基于AT89S52单片机设计的,由具有8通道的模数转换芯片ADC0809采集模拟信号,并将采集到的数据送入AT89S52进行处理,其中ADC0809的1MHZ时钟脉冲直接由单片机的ALE脚输出的六分频时钟信号经过74LS74二分频得到。在设计中采用了精简电路及充分利用软件资源为原则,采用了软件译码,并利用三极管扩流来驱动数码管。同时兼顾系统的性能指标,采用了四位数码管进行动态显示,分别显示模拟通道数以及采集到的模拟电压的数值。本系统经设计调试达到了预期的设计要求,能够标准地自动轮流显示8路模拟电压数值量,精度为0.02V,误差系数为0.01。关键词:模拟信号; AT89S52; ADC0809; 数值显示目 录一、设计任务及要求5二、 总体设计方案5三、 硬件电路设计61、模拟信号采集电路:62、数据处理模块电路73、数码显示模块电路8四、 软件设计91
2、、主程序92、初始化程序93、显示子程序94、模数转换测量子程序9五、 检测与调试10六、 系统改进设想11七、 总结12参考文献12附件一:总的电路原理图13附件二:程序清单14附件三:数值量模拟量转换对照表(ADC0809的参考电压为5V)19附件四:元件清单21一、 设计任务及要求设计一个8路输入模拟信号数值显示电路,具体要求如下:a.8路模拟信号输入;b.自动轮流显示8个通道模拟信号的数值;c.最小分辨率为0.02V;d.最大显示数值为255;f.测量电压最大值为5V。二、 总体设计方案8路输入模拟信号数值显示电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。根据设计要求,要求能同时输入8路模拟信号,故在本设计中采用了8路的模数转换器AD0809;由单片机AT89C52提供控制信号控制AD0809,并对采集到的数据进行处理,通过软件编程实现8路模拟信号电压数值自动轮流显示;为得到8路模拟信号的数值进行轮流显示,本设计中采用了四个数码管,通过软件直接译码,间接驱动4个共阳极数码管,并通过动态显示来轮流显示4个数码管。系统总体框图设计如下图所示:AD08098路模拟信号采集AT89C52
3、控制信号数据信号数值显示电路图一 系统总体设计框图三、 硬件电路设计1、模拟信号采集电路:模拟信号采集需要用到模数转换器,而ADC0809具有较高的转换速度和精度,分辨率为8位,且受温度影响较小,能较长时间保证精度,重现性好,功耗较低,且具有8路模拟开关,满足本电路的设计要求,故在该电路模块中采用了ADC0809进行8路模拟信号采集,模数转换器ADC0809各引脚功能如图二所示:IN7IN0:8个模拟量输入端;START:启动信号,当START为高电平时,A/D转换开始;EOC:转换结束信号,当A/D转换结束后,发出一个正脉冲,表示A/D转换完毕。此信号可用做A/D转换是否结束的检测信号,或向CPU申请中断的信号;ENABLE:输出允许信号。当此信号有效时,允许从A/D转换器的锁存器中读取数字量。此信号可作为ADC0809的片选信号,高电平有效;CLOCLK:实时时钟,可通过外接RC电路改变时钟频率; ALE:地址锁存允许,高电平有效。当ALE为高电平时,允许C,B,A所示的通道被选中,并把该通道的模拟量接入A/D转换器;C,B,A:通道号选择端子。C为最高位,A为最低位;D7D0:数
4、字量输出端;VREF(+),VREF(-):参考电压端子。用以提供D/A转换器权电阻的标准电平。对于一般单极性模拟量输入信号,VREF(+)=+5V,VREF(-)=0V;VCC:电源端子,接+5V;GND:接地端。ADC0809是由单一电源,+5V供电,模拟电压的输入范围为05V,故本设计允许输入的模拟电压最大值为5V。该电路模块的工作过程:第22脚ALE为地址锁存控制,当输入为高电平时,对地址信号进行锁存;6脚START为测试控制,当输入一个2us宽高电平脉冲时,就开始A/D转换;7脚EOC为A/D转换结束标志,当A/D转换结束时,7脚输出高电平;9脚ENABLE为A/D转换数据输出允许控制,当ENABLE脚为高电平时,A/D转换数据从端口输出;则可读出数据。ADC0809的转换速度取决于芯片的时钟频率,要求时钟频率范围为:101280KHZ,在本设计中我们采用了由单片机ALE脚的六分频晶振信号再通过14024二分频得到,故ADC0809的工作频率为1MHZ,转换时间为1US。 图二 模拟信号采集电路2、数据处理模块电路该电路主要完成将接受到的ADC0809转换输出的二进制数值进行
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