多路數(shù)據(jù)巡回監(jiān)測(cè)_與顯示電路設(shè)計(jì)(1)

1、m 多路數(shù)據(jù)巡回監(jiān)測(cè)與顯示系統(tǒng)目錄1 課程設(shè)計(jì)目的 .4 2 課程設(shè)計(jì)指標(biāo) .4 3 課程設(shè)計(jì)原理 .4 3.1 設(shè)計(jì)方案 4 3.2 原理框圖 5 4 設(shè)計(jì)的步驟和過(guò)程 .64.1 電源. 6 4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 . .7 4.3 報(bào)警電路 . 8 4.4 控制電路與巡回電路 . .8 4.5 設(shè)計(jì)步驟和過(guò)程 .9 5 設(shè)計(jì)的仿真和運(yùn)行結(jié)果 . . . . .11 5.1 電路的調(diào)試 . .11 5.2 結(jié)果及分析 . . 116 結(jié)論 . . . 147 參考文獻(xiàn) . . . . 16 8 附錄.17 附錄 a. . .18 附錄 b. . .19 附錄 c. . .20 . 1 課程設(shè)

2、計(jì)目的多路數(shù)據(jù)巡回檢測(cè)與顯示電路，實(shí)現(xiàn)了電路自動(dòng)對(duì)變阻上電壓的巡回檢測(cè)，并用發(fā)光燈進(jìn)行顯示。 此次試驗(yàn)，讓我們自行設(shè)計(jì)， 不僅加強(qiáng)了對(duì)元器件的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)了怎樣運(yùn)用元器件， 更加加強(qiáng)了了自我的設(shè)計(jì)意識(shí)， 通過(guò)合作完成設(shè)計(jì)任務(wù)。最后學(xué)會(huì)使用 ewb 軟件， 并通過(guò) ewb 電路仿真設(shè)計(jì)軟件完成多路數(shù)據(jù)巡回監(jiān)測(cè)與顯示電路的設(shè)計(jì)及仿真調(diào)試，在微機(jī)上仿真實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)巡回監(jiān)測(cè)與顯示的設(shè)計(jì)。2 課程設(shè)計(jì)指標(biāo)1、設(shè)計(jì)、調(diào)試、仿真多路數(shù)據(jù)巡回監(jiān)測(cè)、顯示與報(bào)警電路。2、多路（兩路）數(shù)據(jù)為模擬信號(hào)，是兩路可變電阻上的直流電壓(vdc)。3、正常直流電壓： vdc= ，當(dāng)vdc ，報(bào)警（發(fā)光顯示） 。4、采樣數(shù)據(jù)的巡

3、回顯示。3 課程設(shè)計(jì)原理31 設(shè)計(jì)方案兩片 74hc160芯片組成控制電路，通過(guò)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)疊加在不同時(shí)刻控制選擇不同的通路輸出； 改變電壓輸入的通道的不斷改變，完成電路的巡回提取兩變阻上的電壓， 并用發(fā)光燈顯示當(dāng)前通道。 通過(guò)比較器把輸入電壓和預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較來(lái)報(bào)警。正常直流電壓：vdc=，當(dāng)vdc，監(jiān)測(cè)燈發(fā)光警告。 由于輸入電壓是模擬量， 所以使用 adc 模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換， 把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成16 位 2 進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出， 并運(yùn)用顯示器， 顯示當(dāng)前電壓值。，而電壓信號(hào)則由 555a/d 轉(zhuǎn)換芯片。此外兩片由以上幾部分便構(gòu)成了完整的多路巡回監(jiān)測(cè)與顯示電路。 74hc160芯片組成控制電路，

4、通過(guò)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)疊加在不同時(shí)刻控制選擇不同的通路輸出； 輸出模塊把數(shù)字信號(hào)正確的輸出。由以上幾部分便構(gòu)成了完整的多路巡回監(jiān)測(cè)與顯示電路。3.2 設(shè)計(jì)原理圖電源多路模擬信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)換控制開關(guān)數(shù)模轉(zhuǎn)換顯示數(shù)據(jù)報(bào)警器4 設(shè)計(jì)的步驟和過(guò)程4.1 電源運(yùn)用兩個(gè)變阻器，產(chǎn)生兩個(gè)通路，并通過(guò)改變電阻阻值，實(shí)現(xiàn)測(cè)試電路作用4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換與顯示電路通過(guò) adc 模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊，連到數(shù)碼管顯示器上顯示。其中比較重要的元件adc0809 ，其圖如下adc0809 芯片為 28 引腳為雙列直插式封裝，對(duì) adc0809主要信號(hào)引腳的功能說(shuō)明如下：in7in0模擬量輸入通ale 地址鎖存允許信號(hào)。對(duì)應(yīng)ale上跳沿， a、

5、b、c地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。 start 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。 start 上升沿時(shí)，復(fù)位adc0809 ； start 下降沿時(shí)啟動(dòng)芯片， 開始進(jìn)行 a/d 轉(zhuǎn)換；在 a/d 轉(zhuǎn)換期間，start應(yīng)保持 低電平。本信號(hào)有時(shí)簡(jiǎn)寫為st. a、b、c地址線。通道端口選擇線， a為低地址， c為高地址，引腳圖中為 adda ，addb 和 addc 。其地址狀態(tài)與通道對(duì)應(yīng)關(guān)系見表9-1。clk 時(shí)鐘信號(hào)。 adc0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。通常使用頻率為500khz的時(shí)鐘信號(hào)eoc 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。 eoc=0, 正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換； eoc=1, 轉(zhuǎn)換結(jié)束。使

6、用中該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。d7d0數(shù)據(jù)輸出線。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。 d0為最低位， d7為最高oe 輸出允許信號(hào)。 用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。oe=0 ，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻； oe=1 ，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。vcc +5v 電源。vref 參考電源參考電壓用來(lái)與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。其典型值為 +5v(vref(+)=+5v, vref(-)=-5v). 4.3 報(bào)警電路4.4 控制電路與巡回電路其中重要的元器件74160 計(jì)數(shù)器，如圖功能如下74160，是一個(gè) 4 位二進(jìn)制的計(jì)數(shù)器

7、，它具有異步清除端與同步清除端不同的是，它不受時(shí)鐘脈沖控制，只要來(lái)有效電平，就立即清零，無(wú)需再等下一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的有效沿到來(lái)。1. 異步清零功能只要（cr的非）有效電平到來(lái)，無(wú)論有無(wú)cp脈沖，輸出為“ 0”。在圖形符號(hào)中， cr的非的信號(hào)為 ct=0 ，若接成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，這里要特別注意，控制清零端的信號(hào)不是n-1（6），而是 n （7）狀態(tài)。其實(shí)，很容易解釋，由于異步清零端信號(hào)一旦出現(xiàn)就立即生效，如剛出現(xiàn)0111，就立即送到（ cr的非）端，使?fàn)顟B(tài)變?yōu)?0000。所以，清零信號(hào)是非常短暫的，僅是過(guò)度狀態(tài)，不能成為計(jì)數(shù)的一個(gè)狀態(tài)。清零端是低電平有效。2. 同步置數(shù)功能當(dāng)（ld的非）為有效電平時(shí)，

8、計(jì)數(shù)功能被禁止，在cp脈沖上升沿作用下d0d3的數(shù)據(jù)被置入計(jì)數(shù)器并呈現(xiàn)在q0 q3端。若接成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，控制置數(shù)端的信號(hào)是 n（7）狀態(tài)，如在 d0d3置入 0000，則在 q0 q3端呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)就是 0110。4.4 設(shè)計(jì)步驟和過(guò)程：(1) 正確理解實(shí)習(xí)要求，找出設(shè)計(jì)要求的實(shí)習(xí)目的；(2) 正確畫出要求電路的流程圖；(3) 分析每個(gè)模塊的作用，找出核心芯片型號(hào)；(4) 查找相關(guān)芯片的接線方法，和工作原理，理解芯片的作用；(5) 按電路原理正確連接相應(yīng)的電路圖；(6) 檢測(cè)電路是否可以正確實(shí)現(xiàn)實(shí)習(xí)電路的要求，改正錯(cuò)誤的電路部分。5 設(shè)計(jì)的仿真和運(yùn)行結(jié)果5.1 電路的調(diào)試打開總控制開關(guān)，使總電

9、路處于工作狀態(tài)，（0）由于計(jì)數(shù)器的 q2,q3連接到電磁繼電器上，所以在開始的幾秒中，兩電磁繼電器均未導(dǎo)通，左邊最上面的燈（報(bào)警燈）亮（1） 大概幾秒之后， q2輸出值為 1，電磁繼電器導(dǎo)通，第一路變阻上的電壓輸入 adc及報(bào)警電路，此時(shí)按 2 下空格鍵（轉(zhuǎn)換啟動(dòng)輸入soc的控制開關(guān)） ，使此時(shí)變阻上的電壓通過(guò)adc 顯示在數(shù)碼管顯示器上。（2） 再過(guò)幾秒之后， q3 值為一， q2值為零，二號(hào)電磁繼電器導(dǎo)通，一號(hào)斷開， 第二路變阻上的電壓輸入adc 及報(bào)警電路，此時(shí)再次按兩下空格鍵，是 2 號(hào)變阻上的電壓通過(guò)adc 顯示在數(shù)碼管顯示器上。（3） 幾秒之后，當(dāng) q1與 q3同時(shí)為 0 時(shí)，通過(guò)

10、與非門，使清零端為1，計(jì)數(shù)器清零，回到初始狀態(tài)。（4） 從第（ 0）步開始往復(fù)循環(huán)5.2 結(jié)果及分析（1）此圖正常燈亮，表示電壓正常，在1.53.5之間，一號(hào)電路燈亮，表示此時(shí)是一通路導(dǎo)通，所以為一通道電路電壓正常（2）此圖中報(bào)警信號(hào)燈亮， 表示電壓小于 1.5v，2 號(hào)導(dǎo)通電路燈亮，表示此時(shí)二路導(dǎo)通，所以表示 2 號(hào)導(dǎo)通電路電壓小于1.5v，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。（3）改變電阻后，此圖中顯示報(bào)警與正常顯示燈均不亮，表示此路中電壓大于3.5v，2 號(hào)導(dǎo)通電路燈亮，此時(shí)2 號(hào)通路導(dǎo)通，所以 2 號(hào)導(dǎo)通電壓大于 3.5v 參考文獻(xiàn)1、 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版），童詩(shī)白主編，高教出版社2、 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版 / 第五版） ，閻石主編，高教出版社3、 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，陳大欽主編，高教出版社4、 電子測(cè)試技術(shù)，金唯香、謝玉梅主編，湖南大學(xué)出版社