第九组 简易数字电压表.doc

简易数字电压表 设计者：汪永江 安俊峰 宋典进（咸宁学院） 赛前辅导教师：徐武雄 摘 要 随着电子技术的发展，单片机的优势不断显现，逐渐成为电子设计的主流。所以本次设计采用单片机（AT89C52）来实现。其中LED数码显示管和键盘的控制用芯片HD7279A来实现，电压表的模拟信号向数字信号的转换由芯片ADC0809来实现，键盘显示芯片HD7279A和模数转换芯片ADC0809的控制信号由单片机来控制。由这几片集成度很高的芯片和一些附加电路最终实现此次设计的要求。 本次设计中芯片HD7279A的特色： ?串行接口，无需外围元件可直接驱动LED ?各位独立控制译码/不译码及消隐和闪烁性 ?（循环）左移/（循环）右移指令 ?具有段寻址指令，方便控制独立LED ?64键键盘控制器，内含去抖动电路 ?有DIP和SOIC两种封装形式供选择 目 录 一.系统设计 2 1.系统方框图如下图1-1-1 2 二.单元电路的设计 3 1.A/D转换电路模块 3 ⑴.方案的论证与选择 3 ⑵．原理图的设计 3 图2-2-1 4 2.键盘显示电路模块 5 ⑴.方案的论证与选择 5 ⑵.电路原理图 5 ⑶.控制模块 7 ⑴.方案的论证与选择 7 ⑵.控制原理电路 7 三.软件设计 8 1.软件流程图如图3-1-1所示 8 2.程序清单 9 四.系统测试 15 1.测试仪表 15 2.测试方法 15 3.测试结果及分析 15 五.结束语 16 六.参考文献 16 一.系统设计 按系统功能实现要求，决定控制系统采用单片机AT89C52来控制。键盘和显示功能采用HD7279A，A/D转换采用ADC080，系统除能确保实现功能外，还可以方便的实现8路其他转换测量。 1.系统方框图如下图1-1-1 AT89C52 HD7279A 图1-1-1 二.单元电路的设计 1.A/D转换电路模块 ⑴.方案的论证与选择 方案一：采用模拟电子电路可以实现此模块，但是从精准程度和硬件电路的焊接来考虑，带来了一定的困难，还有大规模的模拟电子器件总体价格偏贵。所以此方案综合考虑，虽然可以实现此电路模块，但是会带来一些不便。 方案二：用专用的A/D转换芯片ADC0809也可以实现此模块。次方案既简单又方便，其中，ADC0809有8位通道，这8位而且可以任意选择。其次，ADC0809内部还有一个锁存器，在转换过程中可以方便的控制各路信号。最重要的是ADC内部还集成了一个8位的缓冲器，在转换过程中可以大大提高转换的速度，从而提高了系统的效率。此外，此芯片从性价比来考虑也是最佳的，所以在A/D转换模块就选择此方案。 ⑵．原理图的设计 电路原理图如图2-2-1 图2-2-1 图中,8路模拟开关用于选通8个模拟通道,允许8路模拟量分时输入，并公用一个A/D转换器进行转换。IN0~IN7为8路模拟量输入器，模拟输入电压的范围是0～5V,对应的数字量为00H~FFH,转换时间为100us,ADDA、ADDB、ADDC为通道地址线，用于选择通道。其通道寻址如表1所示。ALE是通道地址锁存信号，其上升沿时，把ADDA、ADDB、ADDC地址状态地址锁存器中。VREF（+）VREF（—）接基准电源，在精度要求不太高的情况下，供电电源就可用作基准电源。START是启动引脚，其上脉冲的下降沿启动一次新的A／D转换。EOC是转换结束信号，可用于向单片机申请中断或供单片机查询。CLK是时钟端，典型的时钟频率为640kHz。DB0~DB7是数字量输出。 2.键盘显示电路模块 ⑴.方案的论证与选择 方案一：用模拟电子电路可以实现此模块电路，但是从准确程度考虑，还是带来了一些不便。其次此模块较大，如果用模拟电子电路来实现的话，会用到非常多的电子器件，在硬件焊接方面带来一定的困难，从价格上考虑也不为经济。 方案二：直接用单片机也可以实现此模块电路。我们知道一般键盘用到的I/O口是P1口，而P1口只有8位，最多可以排出一个4*4矩正的键盘，也就是16个按键，这是不能满足此模块的要求的。如果加一个并行接口芯片8255也可实现此模块，但是模块中的LED数码显示管还需要另加驱动电路，给硬件的实现带来了不便。其次扩展后的电路，8255的PA口和PB口还各需要一个缓冲器，这更是给硬件的设计带来了困难。 方案三：采用单片机和键盘显示专用芯片HD7279A可以实现此模块电路。HD7279是一片具有串