数字电压表三种设计方案
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数字电压表三种设计方案
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2020419 设计方案一
决定控制系统采用AT89C51单片机，A/D转换采用ADC0809。系统除能确保实现要求的功能外，还能够方便地进行8路其它A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。数字电压表系统设计方案框图如图2-1所示。
AT89C51主要特性：
·4K字节可编程闪烁存储器
·三级程序存储器锁定
·128*8位内部RAM
·32可编程I/O线
·两个16位定时器/计数器
·5个中断源 AT89C51
P0
P2
ADC0809
LCD显示器 振荡电路
电源电路
图2-1设计方案框文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
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2020419 ·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式
·片内振荡器和时钟电路
模拟量、数字量转换电路设计
本设计采用ADC0809进行模拟量与数字量的转换，ADC0809的内部逻辑结构和引脚如图所示。图中多路模拟开关可选通8路模拟通道，允许8路模拟量分时输入，并共用一个A/D转换器进行转换。地址锁存与译码电路完成对A、B、C三个地址位进行锁存与译码。
ADC0809工作原理
A/D转换由集成电路0809完成。0809具有8路模拟输入端口，地址线（23~- 25脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D转换。22脚为地址锁存控制，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脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从该端口输出。10脚为0809的时钟输入端，利用单片机30脚的六分频晶振频率再经过14024二分频得到1MHz时钟。单片机的P1、P3.0~P3.3端口作为四位LED数码管显示控制。P0端口作A/D转换数据读入用，P2端口P2.7用作0809的A/D转换控制。文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
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晶振电路的设计
晶振电路用于产生单片机工作所需的时钟信号，使用晶体振荡器时，C2,C1取值20~40PF，使用陶瓷振荡器时C1,C2取值30~50PF。C1、C2起稳定振荡频率，快速起振的作用。在设计电路板时，晶振和电容应尽量靠近芯片，以减小分布电容，保证振荡器的稳定性。18引脚XTAL2、19引脚XTAL1接晶振，20引脚接地。 文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
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图2-3 89C51单片文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
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设计方案二
本系统由以下几个模块构成：AT89S52、ADC0808、LCD液晶显示。
A/D转换由集成电路0808完成。0808具有8路模拟输入端文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
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2020419 口，地址（23-25）脚可决定对哪路模拟输入作A/D转换，22脚为地址锁存脚，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。6脚为测试控制，当输入一个2us宽高电平脉冲时，就开始进行A/D转换。7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时7脚输出高电平。9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从该端口输出。10脚为0808的时钟输入端，由外部信号源提供。单片机的P0端口作为LCD1602显示控制。P3.7端口作为通道循环。P1端口作A/D转换数据读入用，P2端口用作0808的A/D转换控制。
AT89S52功能介绍
AT89S52为 ATMEL所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。 时钟电复位电A/D转换测量电压显示系AT89C52
P1
P2 文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
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图 3.1 AT89C52 引脚图
AT89S52主要功能列举如下：
1、拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash
2、晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz）
3、内部程序存储器（ROM）为 8KB
4、内部数据存储器（RAM）为 256字节
5、32 个可编程I/O 口线
6、8 个中断向量源
7、三个 16 位定时器/计数器
8、三级加密程序存储器
9、全双工UART串行通道
ADC0808的引脚和功能介绍
ADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它能够根据地址码文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
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2020419 锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。ADC0808是ADC0809的简化版本，功能基本相同。一般在硬件仿真时采用ADC0808进行A/D转换，实际使用时采用ADC0809进行A/D转换。
图3.2 ADC0808管脚图
晶振电路介绍
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2020419 图 3.3 晶振电路
晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在一般工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还能够由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。
3.4 复位电路介绍
图3.4 复位电路
复位电路是为确保微机系统中电路稳定可靠工作必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即4.75～5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。
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设计方案三
本系统由以下几个模块构成ICL7135;MC14069;74LS47;MC1403 ;共阳七段数码管等
电路原理框图：
模数转换ICL7135数 码 管驱动电路数 码 管显示电路时钟信号被测信号文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
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ICL7135(美Intersit公司产品)。它是一种214字位BCD码动态扫描输出的单片集成双积分式A／D转换器。满量程输入为-2V～0～+2V，自动极性，单参考电压源，自动校零。
电源的公共端接至DGND(24脚)。让所有的模拟信号地与AGND(3脚)相连接，最后用一根连线与DGND相接。采用模拟地与数字地分开，并以一点相通，可避免由于连接线的寄生耦合作用而引起误差或者跳字。参考电压VR正端从2脚引入，负端接AGND。参考电压贮存电容CR一般选取1μF，接在7、8两脚。
差动输入模拟信号从9、10两脚引入。如果允许模拟信号源的公共端与A／D转换器电源公共端相通，则此端可与AGND相接。系统所需要的时钟信号从22脚输入，如果确定采样阶段T1＝80ms，则fcp=125kHz，以满足对50Hz工频干扰信号有较大的抑制能力的要求。
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MC14069是一个14脚封装的六反相器电路，它的最高供电电压（VDD）是18V，最高输入电压是-0.5到VDD+0.5。最大输出电流是+-10mA. 最大功耗是500mW。
管脚排列：1 in1, 2 out1, 3 in2 , 4 out2, 5 in3, 6 out3, 7 vss.
14 vdd 13 in6 12 out6 , 11 in5, 10 out5, 9 in4 8 out4
它的功能是将输入的数字信号反向。
显示模块芯片介绍
①74LS47是一种 BCD输入，开路输出的4线—七段译码器。DCBA作为4线输入，a～g 作为七段输出，输出低电平有效。例如，输入DCBA=0011时a,b,c,d,g 等段输出为低电平，输出显示十进制数 3。345引脚为功能扩展端。3脚LT是测试灯输入端。作用是检查数码七段显示是否都能够正常发光。当 LT=1，BI=1时，七段显文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
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2020419 示部件全部点亮，显示“日”字。译码器正常工作时LT=1。4脚RBI是动态灭灯输入端，作用是将数码管显示的、不用的零熄灭。5脚BI/RBO,BI是灭灯输入端，当 BI=0时，不论输入如何，a～g均为1，数码管不显示。RBO 是动态灭灯输出端。作用是控制低位灭零信号。若 RBO=1，说明本位处于显示状态；若RBO=0且低位为零，则低位被熄灭，它于 BI组成线与关系345引脚使用时应接上高电位。管脚信息与 LED 连接如图（3）所示
图（3）② LED 管脚信息如图（4）
图4
显示模块的连接从图（5）能够观察到单片机 P1口低4位连接
