基于單片機(jī)的多量程電壓測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

賈明明 張可菊* 沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院

1 引言

本系統(tǒng)主要采用AT89S52芯片和ADC0809芯片，來完成一個(gè)多量程電壓測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，能夠?qū)斎氲?～30V的模擬直流電壓進(jìn)行測(cè)量，并通過一個(gè)4位一體的8段LED數(shù)碼管進(jìn)行輪流顯示或單路選擇顯示，測(cè)量誤差約為0.02 V。還可以與PC進(jìn)行串行通信。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

自動(dòng)報(bào)時(shí)電子鐘主要由AT89S52單片機(jī)，復(fù)位電路，晶振電路，數(shù)碼管顯示電路，蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路和鍵盤電路及控制軟件設(shè)計(jì)等組成。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

3 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)

AT89S52單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有性能強(qiáng)，功能部件種類齊全等特點(diǎn)。特別是此單片機(jī)的CPU位處理器，它是一個(gè)完整微計(jì)算機(jī)，這個(gè)1位微計(jì)算機(jī)具有自己的位寄存器、CPU、指令集和I/O口。8位機(jī)在數(shù)據(jù)采集，運(yùn)算處理等地方有很大的優(yōu)點(diǎn)；而1位機(jī)在邏輯電路仿真、開關(guān)決策、過程控制方面更加有自己的長(zhǎng)處。MCS-51單片機(jī)中8位機(jī)和1位機(jī)的硬件資源復(fù)合在一起，兩者繼承了各自的優(yōu)點(diǎn)，它是在單片機(jī)歷史上的一個(gè)重大的突破，這同時(shí)也是MCS-51單片機(jī)的精美之處。在本設(shè)計(jì)里，單片機(jī)的最主要的一個(gè)作用就是完成頻率的計(jì)數(shù)。通過外圍電路與單片機(jī)P3.4口相連接，通過單片機(jī)P3.4口進(jìn)行計(jì)數(shù)，將定時(shí)器的時(shí)間設(shè)定在1秒，1秒P3.4所記次數(shù)就是外圍電路的頻率。由于頻率f是單片機(jī)很容易處理的數(shù)字量，單片機(jī)在計(jì)數(shù)時(shí)誤差值非常小，所以，對(duì)提高測(cè)量的精度很有幫助。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 單片機(jī)最小系統(tǒng)

本設(shè)計(jì)用單片機(jī)制作的多量程電壓測(cè)量系統(tǒng)，能夠把模擬的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓信號(hào)并顯示，方便人們直觀準(zhǔn)確的檢測(cè)電壓的變化。多量程電壓測(cè)量系統(tǒng)所介紹的直流電壓測(cè)量與傳統(tǒng)的電壓測(cè)量相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)壓準(zhǔn)確、速度快，其輸出的電壓值用數(shù)字顯示，主要用于多測(cè)壓比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所。該設(shè)計(jì)控制器使用單片機(jī)AT89SC52，使用多量程測(cè)壓，并通過數(shù)碼管進(jìn)行顯示。多量程電壓測(cè)量系統(tǒng)通過鍵盤來實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能，通過A/D轉(zhuǎn)換器、AT89S52進(jìn)行檢測(cè)、采樣、控制，下位機(jī)通過發(fā)光二極管顯示實(shí)時(shí)溫度，并通過單片機(jī)處理實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量功能。在程序設(shè)計(jì)時(shí)，采用匯編語言C語言來編寫源程序，基于電路原理，設(shè)計(jì)相應(yīng)的子程序，調(diào)試成功后，將子程序組合整理成為總程序，通過各模塊的結(jié)構(gòu)與原理，可以更好的了解各部分所實(shí)現(xiàn)的功能。

[1]周堅(jiān).單片機(jī)輕松入門.北京航空航天大學(xué)出版社,2004年

[2]鄭鋒.51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)典型模塊開發(fā)大全.北京：中國(guó)鐵道出版社，2010