1、 課 題 交流毫伏表設(shè)計(jì) 系 別 專 業(yè) 年 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 目錄第一章引言2 1.1摘要.2 1.2 設(shè)計(jì)目的.21.3設(shè)計(jì)任務(wù)及要求.21.4 課程設(shè)計(jì)過程2第二章系統(tǒng)方案選擇和論證.3 2.1基本方案論證.3 2.2輸出部分中各模塊的方案選擇.32.3總體方案設(shè)計(jì).4第三章 AT89C51的結(jié)構(gòu).5 3.1AT89C51的概述.53.2 AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)53.3存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器的介紹.53.4時(shí)鐘電路和復(fù)位電路.7第4章元器件的選擇.74.1顯示.74.2 模數(shù)（A/D）芯片.114.3 數(shù)模 AC/DC736芯片134.4 OP07.13第五章電路的設(shè)計(jì).14

2、5.1時(shí)鐘電路.155.2A/D轉(zhuǎn)換程序.17第6章 系統(tǒng)的調(diào)試.186.1 硬件的調(diào)試.186.2軟件調(diào)試.19參考文獻(xiàn).20附錄.20程序清單.20元件清單.25內(nèi)容摘要 本次設(shè)計(jì)主要解決AC/DC轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及顯示控制等幾個(gè)模塊。控制系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809。要求交流毫伏表檢測(cè)信號(hào)的電壓范圍：1mv2v ，輸入信號(hào)的頻率范圍：10Hz-2000KHz，并在LCD1602液晶上顯示測(cè)量電壓信號(hào)。關(guān)鍵詞 AT89C51單片機(jī)；電壓測(cè)量；A/D轉(zhuǎn)換；LCD1602液晶顯示；AC/DC轉(zhuǎn)換；放大；衰減。1.2 設(shè)計(jì)目的本課程的任務(wù)是通過“交流毫伏表

3、的設(shè)計(jì)”的設(shè)計(jì)過程，綜合所學(xué)課程，掌握目前自動(dòng)化儀表的一般設(shè)計(jì)要求，工程設(shè)計(jì)方法，開發(fā)及設(shè)計(jì)工具的使用方法，通過這一設(shè)計(jì)實(shí)踐過程，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和分析，解決問題的能力；積累經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)按部就班，一絲不茍的工作個(gè)對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1、 設(shè)計(jì)一個(gè)交流毫伏表，檢測(cè)信號(hào)的電壓范圍：1mv2v。2、 輸入信號(hào)的頻率范圍：10Hz-2000KHz3、 查閱相關(guān)資料，了解交流毫伏表的各種現(xiàn)實(shí)發(fā)法極其特點(diǎn)，并著重掌握 交流毫伏表的設(shè)計(jì)及顯示等。4、 熟悉并掌握個(gè)芯片的功能極其管腳分。5、 檢測(cè)設(shè)計(jì)電路中所需要的各種電子元器件。6、 對(duì)設(shè)計(jì)的交流毫伏表進(jìn)行裝接與調(diào)試，要時(shí)設(shè)計(jì)的電路

4、達(dá)標(biāo)。7、 完成設(shè)計(jì)交實(shí)物圖極其設(shè)計(jì)報(bào)告。1.4課程設(shè)計(jì)過程1、 各組組成員討論并進(jìn)行軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，經(jīng)指導(dǎo)老師同意進(jìn)行具體方案實(shí)施。2、 將可行方案硬件電路焊接在萬能板上，并檢查。3、 軟硬件仿真。4、 獨(dú)立完成軟硬件系統(tǒng)調(diào)試。5、 經(jīng)老師檢查并移交成品。第2章 系統(tǒng)方案選擇和論證2.1 基本方案論證本設(shè)計(jì)硬件電路分為測(cè)量部分、輸出部分四大部分，測(cè)量部分又分為控制模塊、放大模、交直流變換模塊、AD變換模塊、顯示模塊。測(cè)量部分方案選擇方案一 主要采用AT89C51單片機(jī)為核心處理，配合放大電路、A/D電路采集數(shù)據(jù)，通過液晶顯示。采用AT89C51單片機(jī)作CPU，AT89C51單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能

5、強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，外接A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器外圍電路。語音功能還要通過外接語音芯片電路，實(shí)現(xiàn)起來比較煩瑣。AT89C51單片機(jī)為8位微處理器，在數(shù)據(jù)處理方面顯然遜色于16位機(jī)。方案二主要采用凌陽(yáng)16位單片機(jī)為核心處理，同時(shí)經(jīng)過放大處理，A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，由凌陽(yáng)配套液晶顯示。采用凌陽(yáng)16位單片機(jī)SPCE061A作為控制核心，SPCE061A單片機(jī)在2.4V-3.6V工作電壓范圍內(nèi)的CPU時(shí)鐘頻率范圍為0.32-49.152MHz，同時(shí)增加了內(nèi)積運(yùn)算功能，提高了數(shù)據(jù)處理能力，還配有獨(dú)特的音頻處理功能，豐富的音頻函數(shù)使語音更加多樣化。通過AD620運(yùn)算放大器放大信號(hào)，再

6、由TLC2543芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，達(dá)到題目所需效果。綜上所述，本模塊采用AT89C51單片機(jī)為核心處理，充分利用單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，使測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，放大電路及A/D數(shù)據(jù)采集電路為了減小誤差使用了DA736、AD0809兩種芯片，讓電路更加穩(wěn)定具有更好的保護(hù)措2.2輸出部分中各模塊的方案選擇采用AT89C51單片機(jī)為控制器，控制LCD芯片，使得操作更加方便、高效。 1.1.2最終方案設(shè)計(jì)思想及框架示意圖簡(jiǎn)易數(shù)字交流毫伏表交流毫伏表測(cè)量正弦波形輸出系統(tǒng)主框架圖示2.3總體設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖a、控制模塊選用AT89C51單片機(jī)。b、放大模塊選擇 OP07芯片實(shí)現(xiàn)。c、A/D轉(zhuǎn)換模塊選擇ADC0

7、809芯片，從分利用其在儀表中的應(yīng)用特性。d、顯示模塊選擇與控制模塊相配套的LCD液晶顯示。測(cè)量系統(tǒng)框圖如圖1：AT89C51單 片 機(jī)LCD顯示OP07放大AD0809A/D轉(zhuǎn)換AC/DC736衰減電路3DJ6DJ6 圖1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖第3章AT89C51的結(jié)構(gòu)3.1 AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)概述1 一個(gè)8位的CPU2 128B或256B單元內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）3 4KB或8KB片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ROM或EPROM）4 4個(gè)8位并行I/O接口P0P3。5 兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器。6 5個(gè)中斷源的中斷管理控制系統(tǒng)。7 一個(gè)全雙工串行I/O口UART（通用異步接收、發(fā)送器） 8 一個(gè)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)

8、生電路。3.2 CPU結(jié)構(gòu)CPU 是單片機(jī)的核心部件。它由運(yùn)算器和控制器等部件組成。1. 運(yùn)算器 運(yùn)算器以完成二進(jìn)制的算術(shù)/邏輯運(yùn)算部件ALU為核心。它可以對(duì)半字節(jié)（4）、單字節(jié)等數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。例如，能完成加、減、乘、除、加1、減1、BCD碼十進(jìn)制調(diào)整、比較等算術(shù)運(yùn)算，完成與、或、異或、求反、循環(huán)等邏操作，操作結(jié)果的狀態(tài)信息送至狀態(tài)寄存器。運(yùn)算器還包含有一個(gè)布爾處理器，用以處理位操作。它以進(jìn)位標(biāo)志位C為累加器，可執(zhí)行置位、復(fù)位、取反、位判斷轉(zhuǎn)移，可在進(jìn)位標(biāo)志位與其他可位尋址的位之間進(jìn)行位數(shù)據(jù)傳誦等操作，還可以完成進(jìn)位標(biāo)志位與其他可位尋址的位之間進(jìn)行邏輯與、或操作。2.程序計(jì)數(shù)器PCP

9、C是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器，用于存放一條要執(zhí)行的指令地址，尋址范圍為64kB，PC有自動(dòng)加1功能，即完成了一條指令的執(zhí)行后，其內(nèi)容自動(dòng)加1。3.指令寄存器 指令寄存器用于存放指令代碼。CPU執(zhí)行指令時(shí)，由程序存儲(chǔ)器中讀取的指令代碼送如指令寄存器，經(jīng)指令譯碼器譯碼后由定時(shí)有控制電路發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，完成指令功能。3.3 存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器的介紹1. 存儲(chǔ)器（Memory）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中的全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲(chǔ)器中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。2.特殊功能寄存器特殊功能寄存器（SFR）的地

10、址范圍為80HFFH。在MCS51中，除程序計(jì)數(shù)器PC和四個(gè)工作寄存器區(qū)外，其余21個(gè)特殊功能寄存器都在這SFR塊中。其中5個(gè)是雙字節(jié)寄存器，它們共占用了26個(gè)字節(jié)。各特殊功能寄存器的符號(hào)和地址見附表2。其中帶號(hào)的可位尋址。特殊功能寄存器反映了8051的狀態(tài)，實(shí)際上是8051的狀態(tài)字及控制字寄存器。用于CPU PSW便是典型一例。這些特殊功能寄存器大體上分為兩類，一類與芯片的引腳有關(guān)，另一類作片內(nèi)功能的控制用。與芯片引腳有關(guān)的特殊功能寄存器是P0P3，它們實(shí)際上是4個(gè)八位鎖存器（每個(gè)I/O口一個(gè)），每個(gè)鎖存器附加有相應(yīng)的輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器就構(gòu)成了一個(gè)并行口。MCS51共有P0P3四個(gè)這樣的

11、并行口，可提供32根I/O線，每根線都是雙向的，并且大都有第二功能。其余用于芯片控制的寄存器中，累加器A、標(biāo)志寄存器PSW、數(shù)據(jù)指針DPTR等的功能前已提及。P0-P3口功能介紹P0口功能 ：P0口具有兩種功能：第一，P0口可以作為通用I/O接口使用，P0.7P0.0用于傳送CPU的輸入/輸出數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)時(shí)可以得到鎖存，不需外接專用鎖存器，輸入數(shù)據(jù)可以得到緩沖。第二，P0.7P0.0在CPU訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)用于傳送片外存儲(chǔ)器de低8位地址，然后傳送CPU對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫P1口 功能  ：P1口的功能和P0口de第一功能相同，僅用于傳遞I/O輸入/輸出數(shù)據(jù)。 P2口的功能 ：P2口

12、的第一功能和上述兩組引腳的第一功能相同，即它可以作為通用I/O使用。它的第二功能和P0口引腳的第二功能相配合，作為地址總線用于輸出片外存儲(chǔ)器的高8位地址。 P3口功能 ：P3口有兩個(gè)功能：第一功能與其余三個(gè)端口的第一功能相同；第二功能作控制用，每個(gè)引腳都不同。 表2.1 P3口第二功能引腳名稱功能P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收口P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送口P3.2INT0外中斷0輸入P3.3INT1外中斷1輸入P3.4T0計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入P3.5T1計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入P3.6WR外部RAM寫選通信號(hào)P3.7RD外部RAM讀選通信號(hào)3.4 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來提供單片機(jī)內(nèi)各種微操作

13、的時(shí)間基準(zhǔn)；復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的狀態(tài)開始運(yùn)行。1. 時(shí)鐘電路單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩和外部振蕩方式。 圖2內(nèi)部振蕩電路2 復(fù)位電路當(dāng)MCS-5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，根據(jù)應(yīng)用的要求，上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。圖3上電復(fù)位上電復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。上電后，由于電容C3的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵K后松開，也能使RST為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電

14、復(fù)位的操作。第4章 元器件的選擇4.1 顯示器LCD顯示模塊LCD顯示器分為字段顯示和字符顯示兩種。其中字段顯示與LED顯示相似，只要送對(duì)應(yīng)的信號(hào)到相應(yīng)的管腳就能顯示。字符顯示是根據(jù)需要顯示基本字符。本設(shè)計(jì)采用的是字符型顯示。系統(tǒng)中采用LCD1602作為顯示器件輸出信息。與傳統(tǒng)的LED數(shù)碼管顯示器件相比，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點(diǎn)，而且不需要外加驅(qū)動(dòng)電路，現(xiàn)在液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的顯示器件了。LCD1602可以顯示2行16個(gè)漢字。因?yàn)閿?shù)碼管是最常用的一種顯示器件，它是由幾個(gè)發(fā)光二極管組成的8字段顯示器件，其特點(diǎn)是價(jià)格非常的便宜，使用也非常的方便，顯示

15、效果非常的清楚。小電流下可以驅(qū)動(dòng)每光，發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短，體積小，重量輕，抗沖擊性能好，壽命長(zhǎng)。但數(shù)碼管只能是顯示09的數(shù)據(jù)。不能夠顯示字符。這也是數(shù)碼管的不足之處。所以綜合上述，也根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，我們選LCD1602液晶顯示器。圖4 LCD1602液晶顯示器1602字符型LCD簡(jiǎn)介1·字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。下面以長(zhǎng)沙太陽(yáng)人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器實(shí)物如圖圖5 LCD1602液晶顯示器2·1602LCD的基本參

16、數(shù)及引腳功能1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別圖6圖63LCD1602主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量:16×2個(gè)字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm4引腳功能說明1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇

17、12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極表1 引腳接口說明表第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電

18、平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。61602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如下表所示序號(hào)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

19、01BF計(jì)數(shù)器地址10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4.2 模數(shù)（A/D）芯片ADC0809 是8 位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。它由一個(gè)8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存譯碼 器、一個(gè)A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成（見圖1）。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8 路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE 端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。ADC0809 應(yīng)用說明 2、AD0809 的工作原理 IN0IN7：8 條模擬量輸入通道 ADC0809 對(duì)輸入模擬量

20、要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是05V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放 大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采 樣保持電路。 地址輸入和控制線：4條 ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE 線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A， B，C 三 條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的 通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B 和C 為地 址輸入線，用于選通IN0IN7 上的一路模擬量輸 入。通道選擇表如下表所示。 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5

21、1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 數(shù)字量輸出及控制線：11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST 上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn) 換；在轉(zhuǎn)換期間，ST 應(yīng)保持低電平。EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EOC 為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn) 換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向 單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀 態(tài)。D7D0 為數(shù)字量輸出線。 CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供， 通常使用頻率為500KHZ， VREF（），VREF（）為參

22、考電壓輸入。（1） ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51 單片機(jī)直接相連。 （2） 初始化時(shí)，使ST 和OE信號(hào)全為低電平。 （3） 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C 端口上。 （4） 在ST 端給出一個(gè)至少有100ns 寬的正脈沖信號(hào)。 （5） 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC 信號(hào)來判斷。 （6） 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。4.3 數(shù)模 AC/DC736芯片AD736是經(jīng)過激光修正的單片精密真有效值A(chǔ)C/DC轉(zhuǎn)換器。其主要特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、靈敏性好（滿量程為200mVRMS）、測(cè)量速率快、頻率特性好（工作頻率范圍可達(dá)0460k

23、Hz）、輸入阻抗高、輸出阻抗低、電源范圍寬且功耗低最大的電源工作電流為200A.用它來測(cè)量正弦波電壓的綜合誤差不超過±3%. AD736采用雙列直插式8腳封裝，其管腳排列如圖所示各管腳的功能如下： +Vs：正電源端，電壓范圍為2.816.5V； -Vs：負(fù)電源端，電壓范圍為-3.2-16.5V； Cc：低阻抗輸入端，用于外接低阻抗的輸入電壓（200mV），通常被測(cè)電壓需經(jīng)耦合電容Cc與此端相連，通常Cc的取值范圍為1020F.當(dāng)此端作為輸入端時(shí)，第2腳VIN應(yīng)接到COM； VIN：高阻抗輸入端，適合于接高阻抗輸入電壓，一般以分壓器作為輸入級(jí)，分壓器的總輸入電阻可選10M，以減少對(duì)被測(cè)

24、電壓的分流。該端有兩種工作方式可選擇：第一種為輸出AC+DC方式。該方式將1腳（Cc）與8腳（COM）短接，其輸出電壓為效流真有效值與直流分量之和；第二種方式為AC方式。該方式是將1腳經(jīng)隔直電容Cc接至8腳，這種方式的輸出電壓為真有效值，它不包含直流分量。 COM：公共端； Vo：輸出端； CF：輸出端濾波電容，一般取10F； CAV：平均電容。它是AD736的關(guān)鍵外圍元件，用于進(jìn)行平均值運(yùn)算。其大小將直接響應(yīng)到有效值的測(cè)量精度，尤其在低頻時(shí)更為重要。多數(shù)情況下可選33F.4.4 OP07 op07的功能介紹：Op07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。由于OP07具有非常

25、低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于OP07A最大為25V），所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要額外的調(diào)零措施。OP07同時(shí)具有輸入偏置電流低（OP07A為±2nA）和開環(huán)增益高（對(duì)于OP07A為300V/mV）的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得OP07特別適用于高增益的測(cè)量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號(hào)等方面。特點(diǎn)：超低偏移： 150V最大 。 低輸入偏置電流： 1.8nA 。 低失調(diào)電壓漂移： 0.5V/ 。 超穩(wěn)定，時(shí)間： 2V/month最大 高電源電壓范圍： ±3V至±22V第五章 電路的設(shè)計(jì)按系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換采用AD

26、C0809。系統(tǒng)除能確保實(shí)現(xiàn)要求的功能外，還可以方便地進(jìn)行8路其他A/D轉(zhuǎn)換量的測(cè)量、遠(yuǎn)程測(cè)量結(jié)果傳送等擴(kuò)展功能。數(shù)字電壓表系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案框圖如圖。衰減 3DJ6AC/DC736OP07放大AT89C51 P0 P2 P1 P3ADC0809上電復(fù)位電源電路LCD顯示器10 歡迎進(jìn)店詳談，總有一款適合您！ 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)控制模塊的作用是為控制各單元電路的運(yùn)行并完成數(shù)據(jù)的換算或處理，主要由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成。5.1時(shí)鐘電路單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)是由時(shí)鐘電路提供的，在單片機(jī)的XTAL1和XYAL2兩個(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，電路中電容器和對(duì)振蕩頻率有微調(diào)

27、作用，通常取(30±10)pF石英晶體選擇6MHz或12MHz都可以。時(shí)鐘電路如圖3-1所示。 圖3-1系統(tǒng)時(shí)鐘電路 圖3-2系統(tǒng)復(fù)位電路復(fù)位電路單片機(jī)的RST管腳為主機(jī)提供了一個(gè)外部復(fù)位信號(hào)輸入口。復(fù)位信號(hào)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)位方式可由手動(dòng)復(fù)位方式完成。電阻、電容器的參考值=10K、=10uF、=0.01uF。復(fù)位電路如圖。系統(tǒng)軟件電路設(shè)計(jì)在接通電時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)主程序主要負(fù)責(zé)各個(gè)模塊的初始化工作：設(shè)置定時(shí)器、寄存器的初值，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，處理量程轉(zhuǎn)換響應(yīng)，控制液晶實(shí)時(shí)顯示等主程序流程圖見圖。開始初始化調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序調(diào)用顯

28、示子程序主程序流程圖 5.2A/D轉(zhuǎn)換程序A/D轉(zhuǎn)換程序的功能是采集數(shù)據(jù)，在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占有很高的地位。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置好后，單片機(jī)掃描轉(zhuǎn)換結(jié)束管腳P2.6的輸入電平狀態(tài)，當(dāng)輸入為高電平則轉(zhuǎn)換完成，將轉(zhuǎn)換的數(shù)值轉(zhuǎn)換并顯示輸出。若輸入為低電平，則繼續(xù)掃描。程序流程圖如圖所示。A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖2）LCD初始化從通電開始延時(shí)，先經(jīng)過判忙后再進(jìn)行功能設(shè)置，過一段時(shí)間后可以設(shè)制顯示狀態(tài)（如設(shè)制行、位或陣列）再經(jīng)過延時(shí)清屏后才可以設(shè)置輸入方式，具體實(shí)現(xiàn)過程如圖3-11所示。圖3-11LCD初始化流程圖2LCD顯示程序設(shè)計(jì)LCD顯示程序的設(shè)計(jì)一般先要確定LCD的初始化、光標(biāo)定位、確定顯示字符后，顯示流程如圖

29、3-12顯示。圖3-12LCD顯示程序流程圖第6章 系統(tǒng)的調(diào)試完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按設(shè)計(jì)意圖正常運(yùn)行，必須進(jìn)行系件和軟件調(diào)統(tǒng)調(diào)試。調(diào)試分了硬件與軟件調(diào)試。6.1 硬件的調(diào)試硬件調(diào)試的主要任務(wù)是排除硬件故障，其中包括設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和工藝性故障等。1.檢查所設(shè)計(jì)的硬件電路板所有的器件和引腳是否正確。a.第一步，我們用數(shù)字萬用表進(jìn)行了逐一對(duì)點(diǎn)的檢查，檢查各導(dǎo)線間是否有短路與開路的故障。【檢測(cè)導(dǎo)線導(dǎo)通-連接無誤】b.第二步測(cè)輸入5V電源（0V地）線是否與電路中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的電源（地）線相連接是否正確；及檢查開關(guān)/按鍵是否正常，是否連接正確。【檢測(cè)導(dǎo)線導(dǎo)通-連接無誤-按鍵正常】

30、c測(cè)芯片管座與芯片管座之間用導(dǎo)線連接起來的對(duì)應(yīng)腳是否導(dǎo)通與截止。【檢測(cè)對(duì)應(yīng)腳的導(dǎo)線連接導(dǎo)通-連接正常】2.將裸機(jī)芯片AT89C51插入硬件電路單片機(jī)管座，測(cè)晶振是否起振，起振時(shí)測(cè)得AT89C51的18腳(XTAL2)有一個(gè)正弦波，31腳（ALE）有一個(gè)方波。【測(cè)得波形正常-如同上述】3.將顯示子程序經(jīng)過keill軟件仿真生成（.hex）文件，用編程器將生成的(.hex)文件寫入AT89C51芯片。4.將寫入顯示程序的芯片AT89C51插入硬件電路單片機(jī)管座，觀看顯示電路的KCD是否正常發(fā)光。【LCD發(fā)光正常-電路能運(yùn)行】5.將整機(jī)程序生成的（.hex）文件寫入AT89C51芯片，插入單片機(jī)插座

31、進(jìn)行調(diào)試，檢查各接口是否滿足設(shè)計(jì)的要求，有正常的程序測(cè)試硬件電路的好壞。當(dāng)我們把前幾步準(zhǔn)備工作都做完以后通電進(jìn)行總調(diào)。a.按下【復(fù)位】按鍵時(shí)，信號(hào)將變成初始值。b.硬件電路調(diào)試與測(cè)試均正常。6.3 軟件的調(diào)試軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序的錯(cuò)誤，同時(shí)也能發(fā)現(xiàn)硬件的故障。軟件調(diào)試是一個(gè)模塊一個(gè)模塊進(jìn)行的。首先單獨(dú)調(diào)試各子程序是否能夠按照預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常。最后調(diào)試整個(gè)程序。尤其注意的是各模塊間能否正確的傳遞參數(shù)。1. 檢查L(zhǎng)CD顯示模塊程序。觀察在LCD上是否能夠顯示相應(yīng)的字符。2. 檢查顯示模塊程序。3. 檢查A/D轉(zhuǎn)換模塊程序。可以在硬件電路的輸

32、入端輸入已知的幾個(gè)電壓，分別觀察LCD上是否顯示相應(yīng)的電壓值。4. 檢查數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換模塊程序。參考文獻(xiàn)1、單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 李全利 高等教育出版社2、.黃智偉 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程 北京 電子工業(yè)出版社 2005.13、.揚(yáng)吉祥 電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 東南大學(xué)出版社20044、康華光 電子技術(shù)基礎(chǔ) 北京 高等教育出版社 19995、.劉維恒 實(shí)用電子電路基礎(chǔ) 北京 電子工業(yè)出版社2004.86、王新賢 通用集成電路速查手冊(cè) 濟(jì)南 科學(xué)技術(shù)出版社20027、單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 蔡明文 馮先成 華中科技大學(xué)出版社附錄交流毫伏表設(shè)計(jì)程序清單5.1 主程序和中斷程序入口ORG 0000HLJMP

33、STARTORG 0003H12RETIORG 000BHRETIORG 0013HRETIORG 001BHRETIORG 0023HRETIORG 002BHRETI;5.2 初始化程序中的變量CLEARMEMIO： CLR AMOV P2，AMOV R0，#70HMOV R2，#0DHLOOPMEM： MOV R0,AINC R0DJNZ R2,LOOPMEMMOV 20H,#00HMOV A,#0FFHMOV P0.AMOV P1,AMOV P3,ARET;5.3主程序START: LCALL CLEARMEMIOMAIN LCALL TESTLCALL DISPLAYAJMP MAI

34、NNOP NOPNOPNOP LJMP START;5.4延時(shí)程序DL10MS: MOV R6,#0D0HDL1 MOV R7,#19HDL2: DJNZ R7,DL2DJNZ R6,DL1RET;DL1MS: MOV R4,#0FFH;LOOP11: DJNZ R4,LOOP11MOV R4,#0FFHLOOP22: DJNZ R4,LOOP22 RET;5.5電壓測(cè)量（A/D）子程序TERT: CLRAMOV P2,AMOV R0,#70HMOV R7,#03HLCALL TESTARTWAIT:JB P3.7MOVDAJMP WAIT;TESTART: SETB P2.3NOPNOPCL

35、R P2.3SETB P2.4NOPNOPCLRP2.4NOPNOPNOPNOPRET;MOVD SETB P2.5MOV A,P0MOV R0,ACLR P2.5INC R0MOV A,P2INC AMOV P2,ACJNEA,#03H,TESTEND;TESTEND:JC TESTCONCLR A;MOV P2,AMOV A,#0FFHMOV P0,AMOV P1,AMOV P3,ARET;TESTCON:LCALL TESTARTLJMP WAIT;5.6 1602型LCD驅(qū)動(dòng)程序  RS  BIT  P2.6 RS為寄存器選擇  RW

36、 BIT  P2.7  RW為讀寫信號(hào)線  E   BIT   P2.0  E端為使能端  ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV P1,#01H  清屏并光標(biāo)復(fù)位 LCALL WR_CODE 調(diào)用寫入命令子程序 MOV  P1,#02H 光標(biāo)返回 LCALL WR_CODE 調(diào)用寫入命令子程序 MOV P1,#038H

37、    ;5x7的點(diǎn)陣字符 LCALL WR_CODE  調(diào)用寫入命令子程序 MOV P1,#06H;  ；光標(biāo)右移 LCALL WR_CODE  調(diào)用寫入命令子程序 MOV P1,#0FH 開顯示，光標(biāo)閃爍 LCALL WR_CODE 調(diào)用寫入命令子程序 MOV P1,#080H  寫入顯示起始地址（第一行第一個(gè)位置） LCALL WR_CODE  調(diào)用寫入命令子程序  MOV DPTR,#TAB1   ;送數(shù)據(jù)表1,jingyehanxing LCALL WRITE1 MOV P1,#0C0H     ;第二行的第一個(gè)位置 LCALL  WR_CODE  MOV  DPTR,#TAB2   ;