AT89S51實現(xiàn)LED顯示數(shù)字電壓表設計
ADC0809具有8路模擬量輸入通道IN0~IN7,通過3位地址輸入端C、B、A(因腳23、24、25)進行選擇。引腳22為地址鎖存控制端ALE,當輸入為高電平時,C、B、A引腳輸入的地址鎖存與ADC0809內部的鎖存器中,經(jīng)內部譯碼電路譯碼選中相應的模擬通道。引腳6為啟動轉換控制端START,當輸入一個2 us寬的高電平脈沖時,就啟動ADC0809開始對輸入通道的模擬量進行轉換。引腳7為A/D轉換的結束信號EOC。ADC0809為逐次比較型A/D轉換器,當開始轉換時,EOC信號為低電平,經(jīng)過一定時間,轉換結束,轉換結束信號EOC輸出高電平,轉換結果存放與ADC0809內部的輸出數(shù)據(jù)鎖存器中。引腳9為A/D轉換數(shù)據(jù)輸出允許控制端OE,當OE為高電平時,存放與輸出數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)通過ADC0809的數(shù)據(jù)線D0~D7輸出。引腳10為ADC0809的時鐘信號輸入端CLOCK。在連接時,ADC0809的數(shù)據(jù)線D0~D7與AT89S51的P0口相連,ADC0809的地址引腳、地址鎖存端ALE、啟動信號START、數(shù)據(jù)輸出允許控制端OE分別與AT89S51的P2口相連,轉換結束信號EOC與AT89S51的P3.7口相連。時鐘信號輸入端CLOCK信號,由單片機的地址鎖存控制端ALE提供。單片機的系統(tǒng)時鐘為12MHZ。
IN0-IN7:8條模擬量輸入通道 。ADC0809對輸入模擬量要求:信號單極性,電壓范圍是0-5V,若信號太小,必須進行放大;輸入的模擬量在轉換過程中保持不變,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ALE線為高電平時,地址鎖存與譯碼器將A,B,C三條地址線的地址信號進行鎖存,經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉換器進行轉換。A,B和C為地址輸入線,用于選通IN0-IN7上的一路模擬量輸入。數(shù)字量輸出及控制線:11條 。ST為轉換啟動信號,當ST上跳沿時,所有內部寄存器清零;下跳沿時,開始進行A/D轉換;在轉換期間,ST應保持低電平。EOC為轉換結束信號。當EOC為高電平時,表明轉換結束;否則,表明正在進行A/D轉換。OE為輸出允許信號,用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數(shù)據(jù)。OE=1,輸出轉換得到的數(shù)據(jù);OE=0,輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7-D0為數(shù)字量輸出線。
CLK為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內部沒有時鐘電路,所需時鐘信號必須由外界提供,通常使用頻率為1MHZ,VREF(+),VREF(-)為參考電壓輸入。
3.5 ADC0809應用說明
ADC0809內部帶有輸出鎖存器,可以與AT89S51單片機直接相連。 初始化時,使ST和OE信號全為低電平。送要轉換的哪一通道的地址到A,B,C端口上。在ST端給出一個至少有100ns寬的正脈沖信號。是否轉換完畢,我們根據(jù)EOC信號來判斷。當EOC變?yōu)楦唠娖綍r,這時給OE為高電平,轉換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機。
3.6 ADC0809工作原理
8路模擬信號由ADC0809的IN0~IN7端輸入,AT89S51單片機的ALE端口輸出的脈沖信號送ADC0809的10腳作為ADC的時鐘信號(產(chǎn)生CLK信號的方法就得用軟件來產(chǎn)生)。A/D轉換完成之后,從EOC端返回AT89S51一個轉換結束信號,單片機隨即用信號將A/D轉換的數(shù)字輸出從D0~D7端經(jīng)P0口數(shù)據(jù)總線讀入自己的存儲器中。A/D轉換過程全部結束。再經(jīng)軟件程序轉換成a~g 7段碼輸出,驅動LED數(shù)碼管。各位數(shù)碼管由位控信號P3.0、P3.1、P3.2、P3.3控制,由74LS245反相驅動將依次巡回點亮數(shù)碼管。
3.7 復位電路的設計
本設計采用了上電自動復位和手動復位,上電自動復位是再加電瞬間電容通過充電來實現(xiàn)的,其電路如圖3.2所示。在充電瞬間,電容C通過復位電阻R充電,RST端出現(xiàn)正脈沖,以復位。只要電源VCC的上升時間不超過1MS,就可以實現(xiàn)自動復位,既接通電源就完成了系統(tǒng)的復位初始化,手動復位是通過按鈕實現(xiàn)的。
圖3 復位電路
3.8 時鐘電路的設計
任何一塊單片機的正常工作都離不開時鐘信號,本設計中利用8951內部的高增益反相放大器,外加石英晶體以及兩個電容就構成了穩(wěn)定的自激振蕩器。給單片機提供了時鐘信號,保持單片機按正常的時序工作。
圖4 時鐘電路
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