AD574在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、燕 山 大 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)題目：AD574在微機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用（3） 學(xué)院（系）：電氣工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)：自動(dòng)化 班 級(jí)：08計(jì)算機(jī)控制1班 姓 名：陳龍舉 學(xué) 號(hào)：080103010030 指導(dǎo)教師：李惠光 臧懷剛 教師職稱(chēng)： 目錄摘要3緒論4第一部分：方案擬定及元件選擇51.數(shù)據(jù)采集：52.控制芯片：53.輸出顯示：5第二部分 模塊簡(jiǎn)介6第一章 AD57461.1AD574控制器的概述61.2AD574芯片引腳圖61.3AD574引腳說(shuō)明71.4 AD574特點(diǎn)：8第二章 AT89C2051單片機(jī)92.1AT89C2051單片機(jī)內(nèi)部組成。92.2 AT89C2051單片機(jī)

2、的外部引腳功能10第三章 位移寄存器74LS164123.1器件功能作用123.2概述123.3 引腳信息12第四章 74LS160計(jì)數(shù)器13第五章 74LS138譯碼器14第六章 LED數(shù)碼管156.1 概述156.2 LED數(shù)碼管內(nèi)部引腳圖片15第三部分 組合電路原理圖17第一章 數(shù)據(jù)采集部分17第二章 數(shù)碼顯示部分18第四部分 軟件流程圖19第五部分 總結(jié)與心得20第一章 總結(jié)20第二章 心得體會(huì)20參考文獻(xiàn)：21摘要 本系統(tǒng)功能是采用電壓傳感器測(cè)量直流電壓，以單片機(jī)為核心，AD574對(duì)模擬量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量再送單片機(jī)的雙工串行口與大型計(jì)算機(jī)的管理系統(tǒng)或控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊作為

3、一個(gè)子系統(tǒng)，分為數(shù)據(jù)采集和數(shù)碼顯示系統(tǒng)兩部分。由于AD574可以直接接收直流電壓信號(hào)，故可不加傳感器進(jìn)行電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換。關(guān)鍵字：AD574轉(zhuǎn)換器，AT89C2051單片機(jī)，LED數(shù)碼顯示，串行輸出緒論 當(dāng)今社會(huì)是數(shù)字化的社會(huì)，是數(shù)字集成電路廣泛應(yīng)用的社會(huì)，隨著電子產(chǎn)業(yè)數(shù)字化程度的不斷發(fā)展，逐漸形成了以數(shù)字系統(tǒng)為主體的格局。A/D和D/A轉(zhuǎn)換器作為模擬和數(shù)字電路的借口，正受到日益廣泛的關(guān)注。隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的要求也越來(lái)越高，新型模擬/數(shù)字和數(shù)字/模擬之間的轉(zhuǎn)換技術(shù)不斷涌現(xiàn)，正是因?yàn)檫@些，高集成度的邏輯器件應(yīng)運(yùn)而生，而且發(fā)展迅速，它不斷地更新?lián)Q代以滿足程序的要求，并

4、盡可能的提高其利用率。本課程設(shè)計(jì)就對(duì)其中AD574模數(shù)轉(zhuǎn)換器在微機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用加以闡述。第一部分：方案擬定及元件選擇 本系統(tǒng)大致分為兩個(gè)主要部分，即數(shù)據(jù)采集部分和數(shù)碼顯示部分。涉及到的芯片元件有數(shù)據(jù)采集功能芯片，微處理芯片，串入并出芯片，數(shù)碼管，交直流電源等。1.數(shù)據(jù)采集： 由于本課程設(shè)計(jì)課題是AD574在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用，所以數(shù)據(jù)采集部分就用AD574來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于應(yīng)用是測(cè)直流電壓，采集部分省略了交流電壓整流濾波的部分。2.控制芯片： 控制芯片采用51系列單片機(jī)中的經(jīng)典型號(hào)AT89C2051來(lái)實(shí)現(xiàn)與AD轉(zhuǎn)換器和數(shù)碼輸出顯示的連接，p1口與AD轉(zhuǎn)換器的輸出連接，p3口分別與74LS164

5、.,74LS138，連接。單片機(jī)輸出采用串行輸出的方式。3.輸出顯示：課題要求用串行口輸出數(shù)碼管顯示，因此需要一個(gè)串入并出的位移寄存器器件，因此我們選用74LS164來(lái)實(shí)現(xiàn)，接收單片機(jī)串行輸入的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿休敵鲋廖逦粩?shù)碼管的共陰極。74LS138譯碼器則負(fù)責(zé)數(shù)碼管的分時(shí)選通。第二部分 模塊簡(jiǎn)介第一章 AD5741.1AD574控制器的概述AD574是美國(guó)模擬數(shù)字公司推出的單片高速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)換芯片，具有外界元件少，功耗低，精度高等特點(diǎn)，并且具有自動(dòng)校零和自動(dòng)極性轉(zhuǎn)換功能，只需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，其主要功能能特性如下

6、：1.）分辨率：12位2.）非線性誤差：小于±1/2LBS或±1LBS3.）轉(zhuǎn)換速率：25us4.）模擬電壓輸入范圍：0-10V和0-20V，0-±5V和0-±10V兩檔四種5.）電源電壓：±15V和5V6.）數(shù)據(jù)輸出格式：12位/8位7.）芯片工作模式：全速工作模式和單一工作模式8.）是逐次逼近型12位A/D轉(zhuǎn)換器，可用作8位9.）12位數(shù)據(jù)時(shí)，可一次性讀出，也可兩次讀出，即先讀出高八位，后讀出低四位10.）AD574內(nèi)部自動(dòng)提供基準(zhǔn)電壓11.）具有三臺(tái)輸出緩沖器1.2AD574芯片引腳圖1.3AD574引腳說(shuō)明符號(hào)引腳號(hào)說(shuō)明+V1+5V電源

7、輸入端12/82數(shù)據(jù)模式選擇端，通過(guò)次引腳可選擇數(shù)據(jù)總線是12位或8位輸出cs3片選端A04字節(jié)地址短周期控制端，與12/8端用來(lái)控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的方式和數(shù)據(jù)輸出格式。須注意的是，12/8端TTL電平不能直接+5V或者0V連接R/C5讀轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)控制端。CE6使能端V+7正電源輸入端，輸入15v電源REF OUT810V基準(zhǔn)電源電壓輸出端AGND9模擬地端REF IN10基準(zhǔn)電源電壓輸入端V-11負(fù)電源輸入端，輸入-15V電源V+12正電源輸入端，輸入+15V電源10V IN1310V量程模擬電壓輸入端20V IN1420V量程模擬電壓輸入端DGND15數(shù)字地端DB0-DB11162712條數(shù)據(jù)總線

8、。通過(guò)這12條數(shù)據(jù)總線向外輸出A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)STS28工作狀態(tài)指示信號(hào)端，當(dāng)STS=1時(shí)，表示轉(zhuǎn)換器正處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)，當(dāng)STS=0時(shí)，生命AD轉(zhuǎn)換結(jié)束，通過(guò)此信號(hào)可以判斷AD轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)，作為單片機(jī)的終端或者查詢信號(hào)之用。現(xiàn)在我們來(lái)討論AD574的CE,12/8，CS,R/C和A0對(duì)其工作狀態(tài)的控制過(guò)程，在CE=1、cs=0同時(shí)滿足時(shí)，AD574A才會(huì)正常工作，在AD574處于工作狀態(tài)時(shí)，當(dāng)R/C=0時(shí)，AD轉(zhuǎn)換，當(dāng)R/C=1時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)讀出。12/8和A0端用來(lái)控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)換方式和數(shù)據(jù)輸出方式。A0=0時(shí)，啟動(dòng)的是按完整12位數(shù)據(jù)方式進(jìn)行的。當(dāng)A0=1時(shí)，按8位A/D轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行。當(dāng)R/C=

9、1.也即當(dāng)AD574處于數(shù)據(jù)狀態(tài)時(shí)，A0和12/8控制數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)的格式。當(dāng)12/8=1時(shí)，數(shù)據(jù)以12位并行輸出，當(dāng)12/8=0時(shí)，數(shù)據(jù)以8位分兩次輸出。而當(dāng)A0=0時(shí)，輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的高8位，A0=1時(shí)，輸出A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的低四位，這四位占一個(gè)字節(jié)的高半字節(jié)，低半字節(jié)補(bǔ)零。AD574控制端標(biāo)志意義CER/12/A0工作狀態(tài)0XXXX禁止X1XXX禁止100X0啟動(dòng)12位轉(zhuǎn)換100X1啟動(dòng)8位轉(zhuǎn)換101按+5VX12位并行輸出有效101按0V0高8位并行輸出有效101按0V1低四位并行輸出有效1.4 AD574特點(diǎn)：1.AD574單極性和雙極性輸入特性 AD574有兩個(gè)模擬電壓輸入引腳10VIN

10、和20VIN，具有10V和20.V的量程范圍。這兩個(gè)引腳的輸入電壓可以是單極性的，也可以是雙極性的。由用戶通過(guò)改變輸入電路的連接形式，可使AD574A進(jìn)行單極性和雙極性模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。2.AD574與單片機(jī)的接口 AD574與單片機(jī)的接口，該電路采用雙極性輸入方式，可對(duì)±5V或±10V模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)AD574與8031單片機(jī)接口時(shí)，由于AD574輸出12位碼，單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，需分兩次讀入，所以接地；AD574的高8位數(shù)據(jù)線接單片機(jī)的數(shù)據(jù)線，低4位數(shù)據(jù)線接單片機(jī)的低4位數(shù)據(jù)線：AD574的GE信號(hào)要求無(wú)論是單片機(jī)對(duì)其啟動(dòng)控制，還是對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取都應(yīng)為高電平有效，

11、所以和通過(guò)74ls00與非門(mén)接CE信號(hào)；AD574的STS信號(hào)接單片機(jī)的一根I/O口線，單片機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取采用查詢方式。第二章 AT89C2051單片機(jī) AT89C2051單片機(jī)是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含2K bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的FLASH只讀存儲(chǔ)器，和128 bytes的隨機(jī)存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度，非已失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和FLASH存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C2051單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合。2.1AT89C2051單片機(jī)內(nèi)部組成。下圖為AT89C2051單片機(jī)

12、的內(nèi)部系統(tǒng)組成基本框圖： 圖中可以看出，AT89C2051由中央處理器CPU，隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，只讀存儲(chǔ)器ROM，輸入，輸出（I/O）口電路，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等若干部件組成，再配置一定的外圍電路，如時(shí)鐘電路，復(fù)位電路等，即可構(gòu)成一個(gè)基本的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。下面簡(jiǎn)要介紹各個(gè)組成部件：1. 中央處理器（CPU）中央處理器是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制功能，MCS-51單片機(jī)的CPU能處理8位二進(jìn)制數(shù)或代碼，故稱(chēng)為8位機(jī)。2.內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）AT89C2051芯片中共有256個(gè)內(nèi)部RAM單元，但其中后128個(gè)單元被專(zhuān)用寄存器占用，能作為存儲(chǔ)器提供用戶的只有前128個(gè)單元，用于存儲(chǔ)可讀可寫(xiě)的數(shù)據(jù)，

13、因此通常所說(shuō)的內(nèi)部存儲(chǔ)器就是指前128個(gè)單元，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)部RAM。3.內(nèi)部程序貯存器（內(nèi)部ROM）AT89C2051共有4KB掩膜ROM，由于ROM通常用于存放程序，原始數(shù)據(jù)，表格等。所以稱(chēng)之為程序貯存器，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)部ROM。4.并行I/O口AT89C2051共有4個(gè)8位I/O口（P0，P1，P2，P3），以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸出輸入等。5.串行I/O口MCS-51單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行口，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)通信。該串行口功能較強(qiáng)，既可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可作為同步位移器使用。6.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器AT89C2051內(nèi)部共有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)硬件定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，

14、并可根據(jù)需要用定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。7.中斷控制系統(tǒng)51系列單片機(jī)的終端功能較強(qiáng)，用以滿足控制應(yīng)用的需要，AT89C2051共有5個(gè)中斷源，為外部中斷兩個(gè)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出中斷2個(gè)，串行口中斷1個(gè)，分為高級(jí)和低級(jí)兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。8.時(shí)鐘電路51系列單片機(jī)的內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但晶振和微調(diào)電容需外接。系統(tǒng)允許最高頻率為12MHz。2.2 AT89C2051單片機(jī)的外部引腳功能下面按其引腳功能分為四部分?jǐn)⑹鲞@20條 1、 主電源引腳VCC和GNDVCC（20腳）接+5V電壓； VSS（10腳）接地。 2、外接晶體引腳XTAL1和XTAL2 XTAL1（5腳）接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)

15、部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)HMOS單片機(jī)，此引腳應(yīng)接地；對(duì)CHMOS單片機(jī)，此引腳作為驅(qū)動(dòng)端。XTAL2（4腳）接外晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)HMOS單片機(jī)，該引腳接外部振蕩器的信號(hào)，即把外部振蕩器的信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端；對(duì)XHMOS，此引腳應(yīng)懸浮。 3、控制或與其它電源復(fù)用引腳RST/VPP RST/VPP(1腳）當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。推薦在此引腳與VSS引腳之間連接一個(gè)約8.2k的下拉電阻，與VCC引腳之間連接一個(gè)約10F

16、的電容，以保證可靠地復(fù)位。 對(duì)于EPROM型的單片機(jī)（如8751），在EPROM編程期間，此引腳也用于施加21V的編程電源（VPP）。 4、輸入/輸出（I/O）引腳P1、P3（共15根） 1).P1口（12腳至19腳）：是準(zhǔn)雙向8位I/O口。由于這種接口輸出沒(méi)有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向I/O口。P1口能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)LS型的TTL負(fù)載。對(duì)8052、8032，P1.0引腳的第二功能為T(mén)2定時(shí)/計(jì)數(shù)器的外部輸入，P1.1引腳的第二功能為T(mén)2EX捕捉、重裝觸發(fā)，即T2的外部控制端。對(duì)EPROM編程和程序驗(yàn)證時(shí)，它接收低8位地址。 2).P3口（2.3.6.7.8.9.1

17、1腳）：是準(zhǔn)雙向8位I/O口，在MCS-51中，這8個(gè)引腳還用于專(zhuān)門(mén)功能，是復(fù)用雙功能口。P3能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)LS型的TTL負(fù)載。作為第一功能使用時(shí)，就作為普通I/O口用，功能和操作方法與P1口相同。 作為第二功能使用時(shí)，各引腳的定義如表所示。 值得強(qiáng)調(diào)的是，P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。 P3口引腳的第二功能：口線第二功能信號(hào)名稱(chēng)P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送P3.2INT0外部中斷0請(qǐng)求信號(hào)輸入P3.3INT1外部中斷1請(qǐng)求信號(hào)輸入P3.4T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入P3.5T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入P3.6WR外部RAM

18、寫(xiě)選通P3.7RD外部RAM讀選通第三章 位移寄存器74LS1643.1器件功能作用 8位串入，并出移位寄存器3.2概述 74HC164、74HCT164是高速硅門(mén)，CMOS器件，與低功耗肖特基型TTL器件的引腳兼容，74HC164、74HCT164是8位邊沿觸發(fā)式位移寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。數(shù)據(jù)通過(guò)兩個(gè)輸入端（DSA,DSB）之一串行輸入；任一輸入端可以用作高電平使能端，控制另一端輸入端的數(shù)據(jù)輸入。兩個(gè)輸入端或者連接在一起，或者把不用的輸入端接高電平，一定不要懸空。 時(shí)鐘（CP）每次由低變高速時(shí)，數(shù)據(jù)右移一位，輸入到Q0，Q0是兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端的邏輯與，它將上升時(shí)鐘沿之前保持一個(gè)建

19、立時(shí)間的長(zhǎng)度。 主復(fù)位（MR）輸入端上的一個(gè)低電平將使其他所有的輸入端都無(wú)效，同時(shí)非同步地清除寄存器，強(qiáng)制所有輸出為低電平。3.3 引腳信息引腳說(shuō)明：符號(hào)引腳說(shuō)明DSA1數(shù)據(jù)輸入DSB2數(shù)據(jù)輸入Q0Q336輸出GND7地（0v）CP8時(shí)鐘輸入（低電平到高電平觸發(fā)）/M/R9中央復(fù)位輸入（低電平有效）Q4Q71013輸出VCC14正電源第四章 74LS160計(jì)數(shù)器 74LS160計(jì)數(shù)器是10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，引腳功能這里不再詳細(xì)介紹，這里將74LS160改造成5進(jìn)制計(jì)數(shù)器，用于對(duì)數(shù)碼管的地址選通。改造后的74LS160結(jié)構(gòu)如下圖：第五章 74LS138譯碼器 74LS138為3線-8線譯碼器。74LS

20、138譯碼器接收74LS160的計(jì)數(shù)信號(hào)，譯碼后生成各位的高低電平，實(shí)現(xiàn)對(duì)5位數(shù)碼管的陽(yáng)極的分時(shí)選通，達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示的效果。其工作原理如下： 當(dāng)一個(gè)選通端（E1）為高電平，另兩個(gè)選通端（(/E2)和/(E3)）為低電平時(shí)，可將地址端（A0、A1、A2）的二進(jìn)制編碼在Y0至Y7對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。第六章 LED數(shù)碼管 6.1 概述LED數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類(lèi)似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3

21、，4，5，6，8，10位等等.，LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類(lèi)，了解LED的這些特性，對(duì)編程是很重要的，因?yàn)椴煌?lèi)型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。下圖是共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。LED數(shù)碼管廣泛用于儀表，時(shí)鐘，車(chē)站，家電等場(chǎng)合。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長(zhǎng)等。6.2 LED數(shù)碼管內(nèi)部引腳圖片 LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類(lèi)。每一筆劃

22、都是對(duì)應(yīng)一個(gè)字母表示 DP是小數(shù)點(diǎn).A、靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱(chēng)直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O埠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)位*器*進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O埠多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×840根I/O埠來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)89S51單片機(jī)可用的I/O埠才32個(gè)呢。故實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加*驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬體電路的復(fù)雜性。B、動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示介面是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp &qu

23、ot;的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位元就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。 透過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)LED數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯

24、示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O埠，而且功耗更低。 本系統(tǒng)由于要使用多個(gè)數(shù)碼管會(huì)占用太多的I/O口，所以采用動(dòng)態(tài)顯示方式進(jìn)行顯示。第三部分 組合電路原理圖 第一章 數(shù)據(jù)采集部分 AD574是12位逐次比較型AD傳感器，共有12根數(shù)據(jù)線，AT89C2051單片機(jī)的P1口與AD574的高8位數(shù)據(jù)線直接相連，AD574的低四位數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的高半4位P1.4-P1.7直接相連，數(shù)據(jù)的讀取是靠單片機(jī)的控制線進(jìn)行分時(shí)選通進(jìn)行，P3.5接AD574的字節(jié)短周期的控制線（A0），P3.4接讀轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)控制腳（R/C），P3.7直接與工作狀態(tài)指示端（STS）相連，這樣

25、的結(jié)構(gòu)決定只能是8位輸出形式，故12/8數(shù)據(jù)模式選擇端直接接地即可。AT89C2051只有40根I/O口線，上述用了11根，我們將輸出的數(shù)據(jù)通過(guò)單片機(jī)的串行口輸出，外接一片74LS164（串入并出）譯碼器進(jìn)行擴(kuò)展，剩下的P2.0P2.4口用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示LED進(jìn)行地址選通。這里我們采用10V量程的輸入模式，故AD574的Pin13為被測(cè)電壓的輸入端，因?yàn)橹皇褂昧艘黄珹D574轉(zhuǎn)換芯片，所以CS端直接接地即可。轉(zhuǎn)換器使用±電源電壓供電，工作電壓為+5V。第二章 數(shù)碼顯示部分74LS164為串入并出譯碼器，AT89C2051通過(guò)串行輸出口的BCD串行碼經(jīng)74LS164譯碼輸出為7端BCD碼

26、，直接與LED的ag相連，同時(shí)四位LED的數(shù)據(jù)線都一一對(duì)應(yīng)連接在一起。LED數(shù)碼管選用共陽(yáng)型,AT89C2051單片機(jī)的P2.0P2.4口經(jīng)三極管2SA1015接LED的公共端，5位LED的顯示是通過(guò)地址線進(jìn)行分時(shí)選通的，由單片機(jī)AT89C2051的P3.2口發(fā)出的時(shí)鐘信號(hào)連接至74LS160改造的5位計(jì)數(shù)器，通過(guò)計(jì)數(shù)器的輸出轉(zhuǎn)至74LS138譯碼器，實(shí)現(xiàn)分時(shí)選通的功能。這就是我們常用的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。 值得一提的是，動(dòng)態(tài)掃描方式中，動(dòng)態(tài)掃描的頻率有一定的要求，頻率太低，LED將出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，如果頻率太高，由于每個(gè)LED的點(diǎn)亮?xí)r間太短，LED的亮度太低，肉眼無(wú)法看清，所以一般去10ms左右為

27、宜，這就要求在編寫(xiě)程序時(shí)，選取某一位LED使其點(diǎn)亮保持一定的時(shí)間，程序上常采用的是調(diào)用延時(shí)子程序。在C51指令中，延時(shí)子程序是相當(dāng)簡(jiǎn)單的，并且延時(shí)時(shí)間也容易更改。第四部分 軟件流程圖 第五部分 總結(jié)與心得第一章 總結(jié) 通過(guò)本次課題設(shè)計(jì)，我們對(duì)AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器,及MCS-51單片機(jī)了更進(jìn)一步的了解。并且取得了新的收獲。本次實(shí)驗(yàn)采用了AT89C2051單片機(jī)芯片，通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)及查閱相關(guān)資料，我們對(duì)其之間的區(qū)別有了一定的認(rèn)識(shí)，在本課題設(shè)計(jì)報(bào)告的硬件介紹部分也對(duì)其作了詳細(xì)的論述。 數(shù)據(jù)采集中我們用到了模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD574，以前在學(xué)單片機(jī)這門(mén)課程時(shí)只是對(duì)其理論知識(shí)有了初步的了解。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)它的工作原理徹底理解了，對(duì)其啟動(dòng)設(shè)置、轉(zhuǎn)換結(jié)束判斷以及輸出控制等都基本掌握。電路連接方面，我們對(duì)其與單片機(jī)的連接也有了更為直觀的認(rèn)識(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的摸索以及必要的理論知識(shí)，我們準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)了它于單片機(jī)的互連。 另外，