壓力測(cè)試系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、目錄摘要2第一章 設(shè)計(jì)背景壓力測(cè)試系統(tǒng)的相關(guān)背景3總體設(shè)計(jì)方案論證3壓力測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖3壓力測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖分析3總體設(shè)計(jì)方案分析4第二章 硬件設(shè)計(jì)AT89C51 單片機(jī)簡(jiǎn)介5主要特性5管腳說(shuō)明6AT89C51 單片機(jī)在電路圖中連接751 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8單片機(jī)組成851 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路介紹8壓力傳感器9壓力傳感器的選擇9壓力傳感器工作原理9電阻應(yīng)變片9模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)10模數(shù)轉(zhuǎn)換10ADC0808 芯片10接口電路的設(shè)計(jì)13驅(qū)動(dòng)與顯示電路1474LS245 的原理1474LS245 驅(qū)動(dòng)電路15電源電路的設(shè)計(jì)16原理圖16第三章 軟件設(shè)計(jì)總體流程圖17子程序17A/D 轉(zhuǎn)換子程

2、序 17 顯示子程序 17 第四章 調(diào)試及仿真程序代碼18仿真結(jié)果20數(shù)據(jù)分析20附錄一課程設(shè)計(jì)總結(jié)21附錄二參考文獻(xiàn)22摘要此次設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的壓力檢測(cè)系統(tǒng)，選擇的單片機(jī)是基于AT89C51單片 機(jī)的測(cè)量與顯示， 將壓力經(jīng)過(guò)壓力傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)， 經(jīng)過(guò)放大器放大， 然后 進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量顯示，我們所采樣的A/D轉(zhuǎn)換器為ADC0808。第一章設(shè)計(jì)背景壓力測(cè)試系統(tǒng)的相關(guān)冃景近年來(lái)，隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，傳感器在人們的工作和日常生活中應(yīng)用越 來(lái)越普遍。壓力是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的重要參數(shù)之一。 壓力的檢測(cè)或控制是保證生 產(chǎn)和設(shè)備安全運(yùn)行必不可少的條件。實(shí)現(xiàn)智能化壓力檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)工業(yè)

3、過(guò)程的控制 具有非常重要的意義。壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐、儀器儀表控制中最為常用的一種 傳感器，并廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、生產(chǎn)自控、 航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。壓力測(cè)量 對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和安全生產(chǎn)具有重要的意義。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了高效、安全生產(chǎn)， 必須有效控制生產(chǎn)過(guò)程中的諸如壓力、流量、溫度等主要參數(shù)。由于壓力控制在 生產(chǎn)過(guò)程中起著決定性的安全作用，因此有必要準(zhǔn)確測(cè)量壓力。通過(guò)壓力傳感器 將需要測(cè)量的位置的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器進(jìn)行信號(hào)放大， 送至8位A/ D轉(zhuǎn)換器，然后將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，再 經(jīng)單片機(jī)

4、轉(zhuǎn)換成LED顯示器可以識(shí)別的信息，最后顯示輸出?？傮w設(shè)計(jì)方案論證壓力測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖壓力檢桂路E力測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖分析一路主要分成兩個(gè)模塊：A/I 是ADC0808單片機(jī)為AT89C51 調(diào)試出來(lái)并顯示結(jié)果。ADC0808 最小系圖1-1系統(tǒng)原理9C51方框圖54真塊和顯示模塊，我們選用的94位數(shù)碼管顯示。根據(jù)硬件LE轉(zhuǎn) 顯示電路Qan總體設(shè)計(jì)方案分析本次設(shè)計(jì)是基于AT89C51單片機(jī)的測(cè)量與顯示。電路采用ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換 電路，ADC0808是 CMO工藝，采用逐次逼近法的8位A/D轉(zhuǎn)換芯片，片內(nèi)有帶 鎖存功能的8路模擬電子開(kāi)關(guān)，先用ADC0808的轉(zhuǎn)換器對(duì)各路電壓值進(jìn)行采樣， 然后將

5、模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換成LED顯示器可以識(shí)別的信息，最后顯示輸出。本次設(shè)計(jì)是以單片機(jī)組成的壓力測(cè)量， 系統(tǒng) 中必須有前向通道作為電信號(hào)的輸入通道， 用來(lái)采集輸入信息。壓力的測(cè)量，需 要傳感器，利用傳感器將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，再經(jīng)放大并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量 后才能由計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效處理。然后用LED進(jìn)行顯示。本設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是，將 軟件下載到硬件上調(diào)試出來(lái)了需要顯示的數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入的模擬信號(hào)發(fā)生變化的時(shí) 候，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，LED將顯示不同的數(shù)值。第二章硬件設(shè)計(jì)AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)(FPEROFalsh Pr

6、ogrammable and Erasable Read Only Memory )的低電壓，高性能 CMOS位微 處理器，俗稱單片機(jī)。 單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件 采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPI和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的AT89C51是一種高效微控制器。如圖2-1 :圖 2-1 AT89C51 外部引腳圖主要特性全靜態(tài)工作: 0Hz-24KHz1000寫/擦循環(huán) )128*8 位內(nèi)部 RAM兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可編程串行通道片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路8031 C

7、PU 與 MCS-51 兼容-4K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器(壽命:三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定32 條可編程 I/O 線6 個(gè)中斷源低功耗的閑置和掉電模式管腳說(shuō)明VCC供電電壓。GND接地。P0 口： P0 口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O 口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入 口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向I/O 口，P1 口緩沖器能接 收輸出4TTL門電流。

8、P1 口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口，P2 口緩沖器可接收， 輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2 口被寫“T時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作 為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于 內(nèi)部上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行 存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)， 當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫

9、時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在FLASHS程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3 口 ： P3 口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出4個(gè)TTL 門電流。當(dāng)P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸 入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流(ILL )這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口：P3 口管腳 備選功能RXD （串行輸入口）TXD （串行輸出口）/INT0 （外部中斷 0）/INT1 （外部中斷 1）T0 （記時(shí)器0外部輸入）T1 （記時(shí)器1外部輸入）/WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）

10、/RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電 平時(shí)間。ALE當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位 字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸 出的脈沖或用于定時(shí)目的。 然而要注意的是： 每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 將跳 過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8Ehfe址上置0。此時(shí)，ALE只 有在執(zhí)行MOV，MOV指令是ALE才起作用。另外，該引腳

11、被略微拉高。如果微 處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。/PSEN外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè) 機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN信 號(hào)將不出現(xiàn)。/EA:當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH， 不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASHS程期間，此引腳也用于 施加12V編程電源（VPP。XTAL1反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2來(lái)自反向振蕩器的輸出。AT89C51 單

12、片機(jī)在電路圖中連接連接如下圖 2-2 所示：圖 2-2 AT89C51 單片機(jī)在電路圖中的連接51 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單片機(jī)組成單片機(jī)的最小系統(tǒng)由RAM ROM晶振電路，復(fù)位電路，電源，地線組成。 電路設(shè)計(jì)如圖 2-3 所示：圖 2-3 單片機(jī)最小系統(tǒng)隨著電子技術(shù)的發(fā)展， 單片機(jī)的功能將更加完善， 因而單片機(jī)的應(yīng)用將更加 普及。它們將在智能化儀器、 家電產(chǎn)品、工業(yè)過(guò)程控制等方面得到更廣泛的應(yīng)用。 單片機(jī)將是智能化儀器和中、小型控制系統(tǒng)中應(yīng)用最多的有種微型計(jì)算機(jī)。51 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路介紹51 單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容 C1 的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位 時(shí)間，一般采用 1030uF，

13、51 單片機(jī)最小系統(tǒng)容值越大需要的復(fù)位時(shí)間越短。51單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振Y1也可以采用6MHz或者，在正常工作的情況下 可以采用更高頻率的晶振， 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī) 的處理速度，頻率越大處理速度越快。51單片機(jī)最小系統(tǒng)起振電容 C2 C3一般采用1533pF,并且電容離晶振 越近越好，晶振離單片機(jī)越近越好口為開(kāi)漏輸出，作為輸出口時(shí)需加上拉電阻， 阻值一般為 10k。設(shè)置為定時(shí)器模式時(shí)，加 1 計(jì)數(shù)器是對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期計(jì)數(shù)（ 1 個(gè)機(jī)器周期 等于12個(gè)振蕩周期，即計(jì)數(shù)頻率為晶振頻率的1/12 ）。計(jì)數(shù)值N乘以機(jī)器周期 Tcy 就是定時(shí)時(shí)間 t 。設(shè)置為計(jì)數(shù)器模式時(shí)，外部

14、事件計(jì)數(shù)脈沖由 T0 或 T1 引腳輸入到計(jì)數(shù)器。 在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣TO、T1引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸 入，而下一周期又采樣到一低電平時(shí)，則計(jì)數(shù)器加 1，更新的計(jì)數(shù)值在下一個(gè)機(jī) 器周期的S3P1期間裝入計(jì)數(shù)器。由于檢測(cè)一個(gè)從 1到0的下降沿需要2個(gè)機(jī)器 周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)晶振頻率為 12MHz 時(shí)，最高計(jì)數(shù)頻率不超過(guò)1/2MHz即計(jì)數(shù)脈沖的周期要大于2 ms。壓力傳感器壓力傳感器的選擇壓力傳感器是將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的傳感器。 通常把壓力測(cè)量?jī)x表中的 電測(cè)式儀表稱為壓力傳感器。壓力傳感器一般由彈性敏感元件和位移敏感元件 （或應(yīng)變計(jì)）

15、 組成。彈性敏感元件的作用是使被測(cè)壓力作用于某個(gè)面積上并轉(zhuǎn)換 為位移或應(yīng)變，然后由位移敏感元件或應(yīng)變計(jì)轉(zhuǎn)換為與壓力成一定關(guān)系的電信號(hào)。 有時(shí)把這兩種元件的功能集于一體。壓力傳感器廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境， 涉及水利水電、 鐵路交通、 智能建筑、 生產(chǎn)自控、 航空航天、 軍工、石化、油井、 電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。力學(xué)傳感器的種類繁多， 但常用的壓力有應(yīng)變片壓力傳感器、 半導(dǎo)體應(yīng)變片 壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振 式壓力傳感器及， 光纖壓力傳感器等。 應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器， 它 具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。壓力傳

16、感器是使用最為廣泛的一種傳感器。 傳統(tǒng)的壓力傳感器以機(jī)械結(jié)構(gòu)型 的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量輕，不能提 供電學(xué)輸出。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展， 半導(dǎo)體壓力傳感器也應(yīng)運(yùn)而生。 其特點(diǎn)是 體積小、質(zhì)量輕、準(zhǔn)確度高、溫度特性好。特別是隨著 MEM技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo) 體傳感器向著微型化發(fā)展，而且其功耗小、可靠性高。壓力傳感器工作原理壓阻式應(yīng)變壓力傳感器的主要由電阻應(yīng)變片按照電橋原理組成電阻應(yīng)變片一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種的敏感器件。 它是壓阻式應(yīng)變傳感 器的主要組成部分之一。 電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和應(yīng)變片兩種。 金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔

17、狀應(yīng)變片兩種。 通常是將應(yīng)變片通過(guò)特 殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上， 當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)， 電 阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變， 從而使加在上的發(fā)生變化。 這種應(yīng)變片在受力時(shí) 產(chǎn)生的阻值變化通常較小， 一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋， 并通過(guò)后續(xù)的儀表 放大器進(jìn)行放大，再傳輸給（通常是 A/D轉(zhuǎn)換和CPU顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 2-4 ：圖 2-4 金屬電阻應(yīng)變絲的結(jié)構(gòu)如圖所示， 是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖， 它由基體材料、 金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變 箔、絕緣保護(hù)片和引出線等部分組成。 根據(jù)不同的用途， 電阻應(yīng)變片的阻值可以 由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取

18、值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動(dòng)電流太大，同 時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過(guò)高， 不同的環(huán)境中使用， 使應(yīng)變片的阻值變化 太大，輸出明顯，過(guò)于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較 差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)模數(shù)轉(zhuǎn)換模擬量輸入通道的任務(wù)是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。 能夠完成這一任務(wù)的器件 稱之為模數(shù)轉(zhuǎn)換器， 簡(jiǎn)稱 A/D 轉(zhuǎn)換器。本次設(shè)計(jì)的中 A/D 轉(zhuǎn)換器的任務(wù)是將放大 器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換位數(shù)字量進(jìn)行輸出。A/D轉(zhuǎn)換電路的核心元件是ADC0808E片ADC0808 芯片ADC 0808和 ADC 0809除精度略有差別外 （前者精度為 8位、后者精度為

19、7 位），其余各方面完全相同。它們都是CMO器件，不僅包括一個(gè)8位的逐次逼近 型的ADC部分，而且還提供一個(gè)8通道的模擬多路開(kāi)關(guān)和通道尋址邏輯， 因而有 理由把它作為簡(jiǎn)單的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)” 。利用它可直接輸入 8個(gè)單端的模擬信號(hào) 分時(shí)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，在多點(diǎn)巡回檢測(cè)和過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制中應(yīng)用十分廣泛。1）主要技術(shù)指標(biāo)和特性（ 1）分辨率： 8 位。（2）總的不可調(diào)誤差： ADC0808為土 1/2LSB,ADC 0809 為土 1LSB（3）轉(zhuǎn)換時(shí)間： 取決于芯片時(shí)鐘頻率，如CLK=500kHZ寸，TCONV=12j8s。（ 4）單一電源： +5V。（5）模擬輸入電壓范圍： 單極性05V;雙

20、極性土 5V, ± 10V（需外加一定 電路）。（ 6）具有可控三態(tài)輸出緩存器。（7）啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制為脈沖式 （正脈沖），上升沿使所有內(nèi)部寄存器清零，下 降沿使 A/D 轉(zhuǎn)換開(kāi)始。（ 8）使用時(shí)不需進(jìn)行零點(diǎn)和滿刻度調(diào)節(jié)。2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳ADC0808/0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳分別如圖 2-5和圖2-6所示。內(nèi)部各 部分的作用和工作原理在內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中已一目了然， 在此就不再贅述， 下面僅對(duì) 各引腳定義分述如下：圖2-5 ADC0808/0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（1） IN0來(lái)選通一路。HN7 8路模擬輸入，通過(guò)3根地址譯碼線ADDA ADDB ADDC（2） D7D0A/D轉(zhuǎn)換后的

21、數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和 微處理器數(shù)據(jù)線連接。8位排列順序是D7為最高位，D0為最低位。（3）ADDA ADDB ADD模擬通道選擇地址信號(hào)， ADDA為低位，ADDC為高位。地址信號(hào)與選中通道對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。（4） VR（+）、VR（-）正、負(fù)參考電壓輸入端，用于提供片內(nèi) DAC電阻網(wǎng) 絡(luò)的基準(zhǔn)電壓。在單極性輸入時(shí)，VR（+）=5V, VR（-）=0V；雙極性輸入時(shí)，VR（+）、 VR（-）分別接正、負(fù)極性的參考電壓。表1地址信號(hào)與選中通道的關(guān)系選中通道ADDADDADD000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7圖2-6

22、 ADC0808/0809外部引腳圖（5） ALE地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)此信號(hào)有效時(shí)， A、B、C 三位地址信號(hào)被鎖存，譯碼選通對(duì)應(yīng)模擬通道。在使用時(shí)，該信號(hào)常和 START 信號(hào)連在一起，以便同時(shí)鎖存通道地址和啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換。（6）STAR A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效。加于該端的脈沖的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換。如正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)又接到新的啟 動(dòng)脈沖，則原來(lái)的轉(zhuǎn)換進(jìn)程被中止，重新從頭開(kāi)始轉(zhuǎn)換。（7） EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，高電平有效。該信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中為低電 平，其余時(shí)間為高電平。該信號(hào)可作為被 CPU查詢的狀態(tài)信號(hào)，也可作為對(duì) CPU 的中斷請(qǐng)求信號(hào)

23、。在需要對(duì)某個(gè)模擬量不斷采樣、轉(zhuǎn)換的情況下，EOC也可作為 啟動(dòng)信號(hào)反饋接到START端，但在剛加電時(shí)需由外電路第一次啟動(dòng)。（8） 0輸出允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)微處理器送出該信號(hào)時(shí)， ADC0808/0809的輸出三態(tài)門被打開(kāi)，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)總線被讀走。在中斷 工作方式下，該信號(hào)往往是 CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。3）工作時(shí)序與使用說(shuō)明ADC 0808/0809的工作時(shí)序如圖2-7所示。當(dāng)通道選擇地址有效時(shí)， ALE信 號(hào)一出現(xiàn)，地址便馬上被鎖存，這時(shí)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)緊隨 ALE之后（或與ALE同時(shí)） 出現(xiàn)。START勺上升沿將逐次逼近寄存器 SAR復(fù)位，在該上升沿之后的2卩s加8個(gè)時(shí)鐘周

24、期內(nèi)（不定），EOC信號(hào)將變低電平，以指示轉(zhuǎn)換操作正在進(jìn)行中，直到 轉(zhuǎn)換完成后EOCS變高電平。微處理器收到變?yōu)楦唠娖降腅OC言號(hào)后，便立即送 出OE信號(hào)，打開(kāi)三態(tài)門，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。圖2-7 ADC 0808/0809工作時(shí)序模擬輸入通道的選擇可以相對(duì)于轉(zhuǎn)換開(kāi)始操作獨(dú)立地進(jìn)行（當(dāng)然，不能在轉(zhuǎn) 換過(guò)程中進(jìn)行），然而通常是把通道選擇和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)合起來(lái)完成 （因?yàn)?ADC0808/0809的時(shí)間特性允許這樣做）。這樣可以用一條寫指令既選擇模擬通道 又啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。在與微機(jī)接口時(shí)，輸入通道的選擇可有兩種方法， 一種是通過(guò)地址 總線選擇，一種是通過(guò)數(shù)據(jù)總線選擇。如用EOC言號(hào)去產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，要特別注意EOC

25、勺變低相對(duì)于啟動(dòng)信號(hào)有2 卩s+8個(gè)時(shí)鐘周期的延遲，要設(shè)法使它不致產(chǎn)生虛假的中斷請(qǐng)求。為此，最好利 用EOC上升沿產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，而不是靠高電平產(chǎn)生中斷請(qǐng)求接口電路的設(shè)計(jì)ADC0808f AT89C51采用中斷方式。由于ADC0808片內(nèi)有三態(tài)輸出鎖存器， 因此可以直接與AT89C51接口。這里將ADC0808作為一個(gè)外部擴(kuò)展并行I/O 口， 采用先選法尋址。由控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)端（START，三位地址線加到ADC0808 的ADDA ADDB ADDC端。當(dāng)啟動(dòng) ADC0808寸，先送通道號(hào)地址至U ADDA ADDB 和ADDC鎖存通道號(hào)并啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換完畢，EOC端置1,然后使O

26、E 端有效，打開(kāi)輸出鎖存器三態(tài)門，8位數(shù)據(jù)便讀入到單片機(jī)中。接口電路原理圖2-8所示：圖2-8 ADC0806接口電路原理圖驅(qū)動(dòng)與顯示電路74LS245的原理74LS245為8路通向三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。16個(gè)三態(tài)門每 兩個(gè)三態(tài)門組成一路雙向驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)方向由'，DIR兩個(gè)控制端控制，控制端 控制驅(qū)動(dòng)器有效或高阻態(tài)，在一；控制端有效（'=0）時(shí)，DIR控制端控制驅(qū)動(dòng)器 的驅(qū)動(dòng)方向即：DIR=0信號(hào)由B A; DIR=1信號(hào)由 LB傳輸。在；=1時(shí)，A、B為高阻狀態(tài)。74LS245的管腳圖如圖2-9所示：圖2-9 74LS245 引腳圖74LS245驅(qū)動(dòng)電路當(dāng)數(shù)碼管顯

27、示時(shí)，由于單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力達(dá)不到數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電流， 有時(shí)工 作不穩(wěn)定，因此需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，使數(shù)碼管顯示電路，如下圖 2-10所示。本 電路用74LS24516個(gè)三態(tài)門每?jī)蓚€(gè)三態(tài)門組成一路雙向驅(qū)動(dòng)。通過(guò)單片機(jī)輸送過(guò)來(lái)的信號(hào) 有74LS245進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，由數(shù)碼管進(jìn)行顯示。圖2-10 74LS245驅(qū)動(dòng)電路與數(shù)碼管連接圖電源電路的設(shè)計(jì)電源電路設(shè)計(jì)圖如所示：圖2-11 電源電路的設(shè)計(jì)圖原理圖圖 2-12 原理圖第三章軟件設(shè)計(jì)總體流程圖主程序模塊主程序主要完成定時(shí)器初始化和 A/D轉(zhuǎn)換模擬值通道口選定，調(diào)用顯示子程 序等。主程序的流程圖如圖3-1所示：初 始化子程序A/D轉(zhuǎn)換子程序ADC080I8的輸入

28、模擬電壓進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換子程序用于對(duì)數(shù)值存入8個(gè)相應(yīng)的存入單元中換模擬值通轉(zhuǎn)口選定程序每隔一定時(shí)間調(diào)用一次，即每 隔一段時(shí)間對(duì)輸入電壓采木顯示子程序逹數(shù)碼管的數(shù)值顯示。LED數(shù)碼管采用軟多路顯示子程序采用動(dòng)態(tài)掃件譯碼動(dòng)態(tài)掃描方式。在顯示子程序中包含多路循環(huán)顯示和單路顯示程序。 循環(huán)顯示把8個(gè)存儲(chǔ)單元的數(shù)值依次取出送到 4位數(shù)碼管上顯示。每一路顯示1秒，單路顯示程序只對(duì)當(dāng)前選中的一路數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。 每路數(shù)據(jù)顯示時(shí)需經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn) 換變成十進(jìn)制BCD碼，放于4個(gè)數(shù)碼管的顯示緩沖中。單路顯示或多路顯示通過(guò) 標(biāo)志位控制。在顯示控制程序中加入了對(duì)單路或多路循環(huán)按鍵和通道選擇按鍵判 斷。第四

29、章 調(diào)試及仿真程序代碼#include<>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int unsigned char code tab=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;uchar code tab1=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;uchar dis_buf4;sbit ST=P3A0;sbit 0E=P3A1；sbit EOC=P3A2;sbit CLK=P3A3；sbit P20=P2A0；sbit P21=P2A1；sbit P22=P2A2；

30、sbit P23=P2A3；sbit AA=P3A5；sbit BB=P3A6；sbit CC=P3A7；void delay()/ 延時(shí)函數(shù)uchar t； for(t=0；t<250；t+)；void display() uchar j； for(j=0；j<4；j+)P1=tabdis_bufj；P2=tab1j；delay()；P2=0xff；void t1() interrupt 1 /定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)；作用：產(chǎn)生CLK信號(hào)TH0=(65536-200)/256； TL0=(65536-200)%256；CLK=CLK；void main()/ 主函數(shù)uchar sj=

31、0,ge=0,shi=0,bai=0,qian=0;uint temp;TMOD=0x01;TH0=(65536-200)/256; 定時(shí)時(shí)間為,亦即CLK周期為 TL0=(65536-200)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1)AA=0;/ 選擇通道 0 BB=0;CC=0;ST=0;/ 關(guān)閉轉(zhuǎn)換OE=0;關(guān)閉輸出ST=1;/ 開(kāi)啟轉(zhuǎn)換ST=0;/ 關(guān)閉轉(zhuǎn)換while(EOC=0);/ 判斷是否轉(zhuǎn)換結(jié)束 :是則執(zhí)行以下語(yǔ)句 ,否則等待 O E =1 ; /開(kāi)啟數(shù)據(jù)輸出允許 sj=P0;/ 將數(shù)據(jù)取走 , 存放在變量 sj 中OE=0;/關(guān)閉輸出temp=sj;/ 電壓

32、值轉(zhuǎn)換 ,5V 作為參考電壓 , 分成 256份 qian=temp/1000; / 個(gè)位 bai=(temp-qian*1000)/100;/ 十位 shi=(temp-qian*1000-bai*100)/10;/ 百位 ge=temp-qian*1000-bai*100-shi*10;/ 千位 dis_buf0=ge;dis_buf1=shi;dis_buf2=bai; dis_buf3=qian; display();OE=0; 仿真結(jié)果圖 4-1 仿真結(jié)果圖數(shù)據(jù)分析由外部傳感器檢測(cè)壓力， 數(shù)碼顯示管顯示范圍為 0255, 本次課程設(shè)計(jì)用滑動(dòng) 變阻器代替外部傳感器， 將滑動(dòng)變阻器平均分成 266份，通過(guò)上調(diào)或下調(diào)壓力同 步改變壓力值，得到仿真結(jié)果。例如測(cè)05V電壓：當(dāng)外部傳感器檢測(cè)到壓力，為顯示相應(yīng)電壓（電壓顯示范圍為05V）,因數(shù)碼管顯示范圍為 0255，根據(jù)數(shù)碼管顯示的值可以求得相應(yīng)電壓的變化，結(jié)合壓 力檢測(cè)傳感器的參數(shù)可得到