壓力測(cè)試系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、壓力測(cè)試系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-趙云龍目錄摘要···············································

2、··············2第一章 設(shè)計(jì)背景1.1 壓力測(cè)試系統(tǒng)的相關(guān)背景································

3、······31.2 總體設(shè)計(jì)方案論證··········································

4、;··31.2.1 壓力測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖······································31.2.2 壓力測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖分析····

5、;······························31.2.3 總體設(shè)計(jì)方案分析·················&#

6、183;························4第二章 硬件設(shè)計(jì)2.1 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介·····················&

7、#183;····················52.1.1 主要特性···························&#

8、183;······················52.1.2 管腳說(shuō)明·························

9、83;························62.1.3 AT89C51單片機(jī)在電路圖中連接·····················

10、83;········72.2 51單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)·····································82.2.1 單片機(jī)

11、組成················································82.2.2 51單

12、片機(jī)最小系統(tǒng)電路介紹·································82.3 壓力傳感器·············

13、3;····································92.3.1 壓力傳感器的選擇···········&

14、#183;······························92.3.2 壓力傳感器工作原理················

15、83;·······················92.3.3 電阻應(yīng)變片························

16、83;·······················92.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)························&

17、#183;················102.4.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換·······························&

18、#183;·················102.4.2 ADC0808芯片·····························&#

19、183;················102.5 接口電路的設(shè)計(jì)·······························&

20、#183;·············132.6 驅(qū)動(dòng)與顯示電路··································

21、···········142.6.1 74LS245的原理····································

22、········142.6.2 74LS245驅(qū)動(dòng)電路·······································

23、;···152.7 電源電路的設(shè)計(jì)············································

24、3;162.8 原理圖················································&

25、#183;····16第三章 軟件設(shè)計(jì)3.1 總體流程圖··········································

26、·······173.2 子程序·········································

27、83;···········173.2.1 A/D轉(zhuǎn)換子程序····································

28、;·······173.2.2 顯示子程序········································

29、3;······17第四章 調(diào)試及仿真4.1 程序代碼········································

30、83;··········184.2 仿真結(jié)果······································

31、;·············204.3 數(shù)據(jù)分析···································&

32、#183;···············20附錄一 課程設(shè)計(jì)總結(jié)································&

33、#183;··········21附錄二 參考文獻(xiàn)·····································

34、83;·········22摘要此次設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的壓力檢測(cè)系統(tǒng)，選擇的單片機(jī)是基于AT89C51單片機(jī)的測(cè)量與顯示，將壓力經(jīng)過(guò)壓力傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)過(guò)放大器放大，然后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量顯示，我們所采樣的A/D轉(zhuǎn)換器為ADC0808。第一章 設(shè)計(jì)背景1.1 壓力測(cè)試系統(tǒng)的相關(guān)背景近年來(lái)，隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，傳感器在人們的工作和日常生活中應(yīng)用越來(lái)越普遍。壓力是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的重要參數(shù)之一。壓力的檢測(cè)或控制是保證生產(chǎn)和設(shè)備安全運(yùn)行必不可少的條件。實(shí)現(xiàn)智能化壓力檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)工業(yè)過(guò)程的控制

35、具有非常重要的意義。壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐、儀器儀表控制中最為常用的一種傳感器，并廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。壓力測(cè)量對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和安全生產(chǎn)具有重要的意義。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了高效、安全生產(chǎn)，必須有效控制生產(chǎn)過(guò)程中的諸如壓力、流量、溫度等主要參數(shù)。由于壓力控制在生產(chǎn)過(guò)程中起著決定性的安全作用，因此有必要準(zhǔn)確測(cè)量壓力。通過(guò)壓力傳感器將需要測(cè)量的位置的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器進(jìn)行信號(hào)放大，送至8位AD轉(zhuǎn)換器，然后將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換成LED顯示器可以識(shí)別的信息

36、，最后顯示輸出。1.2 總體設(shè)計(jì)方案論證1.2.1 壓力測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 AT89C51單片機(jī) 74LS254 LED顯示電路 壓力檢測(cè)電路 ADC0808808 最小系統(tǒng) 圖1-1 壓力測(cè)試系統(tǒng)原理方框圖1.2.2 壓力測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖分析電路主要分成兩個(gè)模塊：A/D轉(zhuǎn)換模塊和顯示模塊，我們選用的A/D轉(zhuǎn)換器是ADC0808，單片機(jī)為AT89C51，顯示為4位數(shù)碼管顯示。根據(jù)硬件電路編程，調(diào)試出來(lái)并顯示結(jié)果。1.2.3 總體設(shè)計(jì)方案分析本次設(shè)計(jì)是基于AT89C51單片機(jī)的測(cè)量與顯示。電路采用ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，ADC0808是CMOS工藝，采用逐次逼近法的8位A/D轉(zhuǎn)換芯片，片內(nèi)有帶

37、鎖存功能的8路模擬電子開(kāi)關(guān)，先用ADC0808的轉(zhuǎn)換器對(duì)各路電壓值進(jìn)行采樣，然后將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換成LED顯示器可以識(shí)別的信息，最后顯示輸出。本次設(shè)計(jì)是以單片機(jī)組成的壓力測(cè)量，系統(tǒng)中必須有前向通道作為電信號(hào)的輸入通道，用來(lái)采集輸入信息。壓力的測(cè)量，需要傳感器，利用傳感器將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，再經(jīng)放大并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后才能由計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效處理。然后用LED進(jìn)行顯示。本設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是，將軟件下載到硬件上調(diào)試出來(lái)了需要顯示的數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入的模擬信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)候，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，LED將顯示不同的數(shù)值。第二章 硬件設(shè)計(jì)2.1 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介 A

38、T89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)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和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。如圖2-1：圖2-1 AT89C51外部引腳圖2.1.1 主要特性· 8031 CPU與MCS-51 兼容 · 全靜態(tài)工作

39、：0Hz-24KHz· 4K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器(壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán))· 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定 · 128*8位內(nèi)部RAM· 32條可編程I/O線(xiàn) · 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器· 6個(gè)中斷源 · 可編程串行通道· 低功耗的閑置和掉電模式 · 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路2.1.2 管腳說(shuō)明VCC：供電電壓。 GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八

40、位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)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(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)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(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)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(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，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(shí)，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

41、。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，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(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)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：P3口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸

42、出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的

43、是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， 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(wú)效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在F

44、LASH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(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。2.1.3 AT89C51單片機(jī)在電路圖中連接連接如下圖2-2所示：圖2-2 AT89C51單片機(jī)在電路圖中的連接2.2 51單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.2.1 單片機(jī)組成單片機(jī)的最小系統(tǒng)由RAM，ROM,晶振電路，復(fù)位電路，電源，地線(xiàn)組成。電路設(shè)計(jì)如圖2-3所示：圖2-3 單片機(jī)最小系統(tǒng)隨著電子技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的功能將更加完善，因而單片機(jī)的應(yīng)用將更加普及。它們將在智能化儀器、家電產(chǎn)品、工業(yè)過(guò)程控制等方面得到更廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)將是智能化儀器和中

45、、小型控制系統(tǒng)中應(yīng)用最多的有種微型計(jì)算機(jī)。2.2.2 51單片機(jī)最小系統(tǒng)電路介紹2.2.2.1 51單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容C1的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間，一般采用1030uF，51單片機(jī)最小系統(tǒng)容值越大需要的復(fù)位時(shí)間越短。2.2.2.2 51單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振Y1也可以采用6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振，51單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的處理速度，頻率越大處理速度越快。2.2.2.3 51單片機(jī)最小系統(tǒng)起振電容C2、C3一般采用1533pF，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機(jī)越近越好4.P0口為開(kāi)漏輸出，作為輸出口時(shí)需加

46、上拉電阻，阻值一般為10k。2.2.2.4 設(shè)置為定時(shí)器模式時(shí)，加1計(jì)數(shù)器是對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期計(jì)數(shù)（1個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期，即計(jì)數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計(jì)數(shù)值N乘以機(jī)器周期Tcy就是定時(shí)時(shí)間t。2.2.2.5 設(shè)置為計(jì)數(shù)器模式時(shí)，外部事件計(jì)數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計(jì)數(shù)器。在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時(shí)，則計(jì)數(shù)器加1，更新的計(jì)數(shù)值在下一個(gè)機(jī)器周期的S3P1期間裝入計(jì)數(shù)器。由于檢測(cè)一個(gè)從1到0的下降沿需要2個(gè)機(jī)器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)晶振頻率為12MHz時(shí)，最高計(jì)數(shù)頻率不超過(guò)1

47、/2MHz，即計(jì)數(shù)脈沖的周期要大于2 ms。2.3 壓力傳感器2.3.1 壓力傳感器的選擇壓力傳感器是將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的傳感器。通常把壓力測(cè)量?jī)x表中的電測(cè)式儀表稱(chēng)為壓力傳感器。壓力傳感器一般由彈性敏感元件和位移敏感元件（或應(yīng)變計(jì)）組成。彈性敏感元件的作用是使被測(cè)壓力作用于某個(gè)面積上并轉(zhuǎn)換為位移或應(yīng)變，然后由位移敏感元件或應(yīng)變計(jì)轉(zhuǎn)換為與壓力成一定關(guān)系的電信號(hào)。有時(shí)把這兩種元件的功能集于一體。壓力傳感器廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。力學(xué)傳感器的種類(lèi)繁多，但常用的壓力傳感器有電阻應(yīng)變片壓力傳

48、感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器，光纖壓力傳感器等。應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線(xiàn)性特性。壓力傳感器是使用最為廣泛的一種傳感器。傳統(tǒng)的壓力傳感器以機(jī)械結(jié)構(gòu)型的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量輕，不能提供電學(xué)輸出。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體壓力傳感器也應(yīng)運(yùn)而生。其特點(diǎn)是體積小、質(zhì)量輕、準(zhǔn)確度高、溫度特性好。特別是隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體傳感器向著微型化發(fā)展，而且其功耗小、可靠性高。2.3.2 壓力傳感器工作原理壓阻式應(yīng)變壓力傳感器的

49、主要由電阻應(yīng)變片按照惠斯通電橋原理組成。 2.3.3 電阻應(yīng)變片一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變， 使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過(guò)后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

50、 金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-4：圖2-4 金屬電阻應(yīng)變絲的結(jié)構(gòu)如圖所示，是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖，它由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護(hù)片和引出線(xiàn)等部分組成。根據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動(dòng)電流太大，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過(guò)高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過(guò)于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。2.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)2.4.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換模擬量輸入通道的任務(wù)是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。能夠完成這一任務(wù)的器件稱(chēng)之為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱(chēng)A

51、/D轉(zhuǎn)換器。本次設(shè)計(jì)的中A/D轉(zhuǎn)換器的任務(wù)是將放大器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換位數(shù)字量進(jìn)行輸出。A/D轉(zhuǎn)換電路的核心元件是ADC0808芯片2.4.2 ADC0808芯片ADC 0808和ADC 0809除精度略有差別外(前者精度為8位、后者精度為7位)，其余各方面完全相同。它們都是CMOS器件，不僅包括一個(gè)8位的逐次逼近型的ADC部分，而且還提供一個(gè)8通道的模擬多路開(kāi)關(guān)和通道尋址邏輯，因而有理由把它作為簡(jiǎn)單的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”。利用它可直接輸入8個(gè)單端的模擬信號(hào)分時(shí)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，在多點(diǎn)巡回檢測(cè)和過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制中應(yīng)用十分廣泛。1) 主要技術(shù)指標(biāo)和特性（1）分辨率： 8位。（2）總的不可調(diào)誤差： A

52、DC0808為±1/2LSB,ADC 0809為±1LSB。（3）轉(zhuǎn)換時(shí)間： 取決于芯片時(shí)鐘頻率，如CLK=500kHz時(shí)，TCONV=128s。（4）單一電源： +5V。（5）模擬輸入電壓范圍： 單極性05V；雙極性±5V,±10V(需外加一定電路)。（6）具有可控三態(tài)輸出緩存器。（7）啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制為脈沖式(正脈沖)，上升沿使所有內(nèi)部寄存器清零，下降沿使A/D轉(zhuǎn)換開(kāi)始。（8）使用時(shí)不需進(jìn)行零點(diǎn)和滿(mǎn)刻度調(diào)節(jié)。2) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳ADC0808/0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳分別如圖2-5和圖2-6所示。內(nèi)部各部分的作用和工作原理在內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中已一目了然

53、，在此就不再贅述，下面僅對(duì)各引腳定義分述如下： 圖2-5 ADC0808/0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（1）IN0IN78路模擬輸入，通過(guò)3根地址譯碼線(xiàn)ADDA、ADDB、ADDC來(lái)選通一路。（2）D7D0A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線(xiàn)連接。8位排列順序是D7為最高位，D0為最低位。（3）ADDA、ADDB、ADDC模擬通道選擇地址信號(hào)，ADDA為低位，ADDC為高位。地址信號(hào)與選中通道對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。（4）VR(+)、VR(-)正、負(fù)參考電壓輸入端，用于提供片內(nèi)DAC電阻網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)電壓。在單極性輸入時(shí)，VR(+)=5V，VR(-)=0V；雙極性輸入時(shí)，VR(+

54、)、VR(-)分別接正、負(fù)極性的參考電壓。表1 地址信號(hào)與選中通道的關(guān)系地 址選中通道ADDCADDBADDA000011110011001101010101IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7圖2-6 ADC0808/0809外部引腳圖（5）ALE地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)此信號(hào)有效時(shí)，A、B、C三位地址信號(hào)被鎖存，譯碼選通對(duì)應(yīng)模擬通道。在使用時(shí)，該信號(hào)常和START信號(hào)連在一起，以便同時(shí)鎖存通道地址和啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。（6）STARTA/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效。加于該端的脈沖的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換。如正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)又接到新的啟動(dòng)脈沖，則原來(lái)的

55、轉(zhuǎn)換進(jìn)程被中止，重新從頭開(kāi)始轉(zhuǎn)換。（7）EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，高電平有效。該信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中為低電平，其余時(shí)間為高電平。該信號(hào)可作為被CPU查詢(xún)的狀態(tài)信號(hào)，也可作為對(duì)CPU的中斷請(qǐng)求信號(hào)。在需要對(duì)某個(gè)模擬量不斷采樣、轉(zhuǎn)換的情況下，EOC也可作為啟動(dòng)信號(hào)反饋接到START端，但在剛加電時(shí)需由外電路第一次啟動(dòng)。（8）OE輸出允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)微處理器送出該信號(hào)時(shí)，ADC0808/0809的輸出三態(tài)門(mén)被打開(kāi)，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)被讀走。在中斷工作方式下，該信號(hào)往往是CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。3) 工作時(shí)序與使用說(shuō)明ADC 0808/0809的工作時(shí)序如圖2-7所示。當(dāng)通道選擇地址有效

56、時(shí)，ALE信號(hào)一出現(xiàn)，地址便馬上被鎖存，這時(shí)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)緊隨ALE之后(或與ALE同時(shí))出現(xiàn)。START的上升沿將逐次逼近寄存器SAR復(fù)位，在該上升沿之后的2s加8個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)(不定)，EOC信號(hào)將變低電平，以指示轉(zhuǎn)換操作正在進(jìn)行中，直到轉(zhuǎn)換完成后EOC再變高電平。微處理器收到變?yōu)楦唠娖降腅OC信號(hào)后，便立即送出OE信號(hào)，打開(kāi)三態(tài)門(mén)，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。圖2-7 ADC 0808/0809工作時(shí)序模擬輸入通道的選擇可以相對(duì)于轉(zhuǎn)換開(kāi)始操作獨(dú)立地進(jìn)行(當(dāng)然，不能在轉(zhuǎn)換過(guò)程中進(jìn)行)，然而通常是把通道選擇和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)合起來(lái)完成(因?yàn)锳DC0808/0809的時(shí)間特性允許這樣做)。這樣可以用一條寫(xiě)指令既選擇模

57、擬通道又啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。在與微機(jī)接口時(shí)，輸入通道的選擇可有兩種方法，一種是通過(guò)地址總線(xiàn)選擇，一種是通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)選擇。如用EOC信號(hào)去產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，要特別注意EOC的變低相對(duì)于啟動(dòng)信號(hào)有2s+8個(gè)時(shí)鐘周期的延遲，要設(shè)法使它不致產(chǎn)生虛假的中斷請(qǐng)求。為此，最好利用EOC上升沿產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，而不是靠高電平產(chǎn)生中斷請(qǐng)求2.5 接口電路的設(shè)計(jì)ADC0808與AT89C51采用中斷方式。由于ADC0808片內(nèi)有三態(tài)輸出鎖存器，因此可以直接與AT89C51接口。這里將ADC0808作為一個(gè)外部擴(kuò)展并行I/O口，采用先選法尋址。由P3.0控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)端（START），三位地址線(xiàn)加到ADC0808的ADDA、ADD

58、B、ADDC端。當(dāng)啟動(dòng)ADC0808時(shí)，先送通道號(hào)地址到ADDA、ADDB和ADDC；鎖存通道號(hào)并啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換完畢，EOC端置1，然后使OE端有效，打開(kāi)輸出鎖存器三態(tài)門(mén)，8位數(shù)據(jù)便讀入到單片機(jī)中。接口電路原理圖2-8所示：圖2-8 ADC0806接口電路原理圖2.6 驅(qū)動(dòng)與顯示電路2.6.1 74LS245的原理74LS245為8路通向三態(tài)雙向總線(xiàn)收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。16個(gè)三態(tài)門(mén)每?jī)蓚€(gè)三態(tài)門(mén)組成一路雙向驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)方向由，DIR兩個(gè)控制端控制，控制端控制驅(qū)動(dòng)器有效或高阻態(tài)，在控制端有效（=0）時(shí)，DIR控制端控制驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)方向.即：DIR=0信號(hào)由BA；DIR=1信號(hào)由AB傳

59、輸。在=1時(shí)，A、B為高阻狀態(tài)。74LS245的管腳圖如圖2-9所示：圖2-9 74LS245引腳圖2.6.2 74LS245驅(qū)動(dòng)電路當(dāng)數(shù)碼管顯示時(shí)，由于單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力達(dá)不到數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電流，有時(shí)工作不穩(wěn)定，因此需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，使數(shù)碼管顯示電路，如下圖2-10所示。本電路用74LS245 16個(gè)三態(tài)門(mén)每?jī)蓚€(gè)三態(tài)門(mén)組成一路雙向驅(qū)動(dòng)。通過(guò)單片機(jī)輸送過(guò)來(lái)的信號(hào)有74LS245 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，由數(shù)碼管進(jìn)行顯示。圖2-10 74LS245驅(qū)動(dòng)電路與數(shù)碼管連接圖2.7 電源電路的設(shè)計(jì)電源電路設(shè)計(jì)圖如2.11所示：圖2-11 電源電路的設(shè)計(jì)圖2.8 原理圖圖2-12 原理圖第三章 軟件設(shè)計(jì)3.1 總體流程圖

60、主程序模塊主程序主要完成定時(shí)器初始化和A/D轉(zhuǎn)換模擬值通道口選定，調(diào)用顯示子程序等。主程序的流程圖如圖3-1所示：開(kāi) 始初 始 化A/D轉(zhuǎn)換模擬值通道口選定調(diào) 用 顯 示 子 程 序圖3-1 主程序流程圖3.2 子程序3.2.1 A/D轉(zhuǎn)換子程序A/D轉(zhuǎn)換子程序用于對(duì)ADC0808的輸入模擬電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的數(shù)值存入8個(gè)相應(yīng)的存入單元中。A/D轉(zhuǎn)換子程序每隔一定時(shí)間調(diào)用一次，即每隔一段時(shí)間對(duì)輸入電壓采樣一次。3.2.2 顯示子程序顯示子程序采用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)4位數(shù)碼管的數(shù)值顯示。LED數(shù)碼管采用軟件譯碼動(dòng)態(tài)掃描方式。在顯示子程序中包含多路循環(huán)顯示和單路顯示程序。多路循環(huán)顯示把8個(gè)存

61、儲(chǔ)單元的數(shù)值依次取出送到4位數(shù)碼管上顯示。每一路顯示1秒，單路顯示程序只對(duì)當(dāng)前選中的一路數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。每路數(shù)據(jù)顯示時(shí)需經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換變成十進(jìn)制BCD碼，放于4個(gè)數(shù)碼管的顯示緩沖中。單路顯示或多路顯示通過(guò)標(biāo)志位控制。在顯示控制程序中加入了對(duì)單路或多路循環(huán)按鍵和通道選擇按鍵判斷。第四章 調(diào)試及仿真4.1 程序代碼#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned char code tab=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;uchar code tab1=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;uchar dis_buf4;sbit ST=P30;sbit OE=P31;sbit EOC=P32;sbit CLK=P33;sbit P20=P20;sbit P21=P21;