詳解基于單片機的數字電壓表的工作原理

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(jìn)行放大;輸入的模擬量在轉換過(guò)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(xiàn)：4條 。ALE為地址鎖存允許輸入線(xiàn)，高電平有效。當ALE線(xiàn)為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線(xiàn)的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉換器進(jìn)行轉換。A，B和C為地址輸入線(xiàn)，用于選通IN0-IN7上的一路模擬量輸入。數字量輸出及控制線(xiàn)：11條 。ST為轉換啟動(dòng)信號，當ST上跳沿時(shí)，所有內部寄存器清零;下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)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(shí)，表明轉換結束;否則，表明正在進(jìn)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據。OE=1，輸出轉換得到的數據;OE=0，輸出數據線(xiàn)呈高阻狀態(tài)。D7-D0為數字量輸出線(xiàn)。

CLK為時(shí)鐘輸入信號線(xiàn)。因ADC0809的內部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)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(shuō)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(shí)，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(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號。是否轉換完畢，我們根據EOC信號來(lái)判斷。當EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給OE為高電平，轉換的數據就輸出給單片機。

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(shí)鐘信號(產(chǎn)生CLK信號的方法就得用軟件來(lái)產(chǎn)生)。A/D轉換完成之后，從EOC端返回AT89S51一個(gè)轉換結束信號，單片機隨即用信號將A/D轉換的數字輸出從D0～D7端經(jīng)P0口數據總線(xiàn)讀入自己的存儲器中。A/D轉換過(guò)程全部結束。再經(jīng)軟件程序轉換成a～g 7段碼輸出，驅動(dòng)LED數碼管。各位數碼管由位控信號P3.0、P3.1、P3.2、P3.3控制，由74LS245反相驅動(dòng)將依次巡回點(diǎn)亮數碼管。

3.7 復位電路的設計

本設計采用了上電自動(dòng)復位和手動(dòng)復位，上電自動(dòng)復位是再加電瞬間電容通過(guò)充電來(lái)實(shí)現的，其電路如圖3.2所示。在充電瞬間，電容C通過(guò)復位電阻R充電，RST端出現正脈沖，以復位。只要電源VCC的上升時(shí)間不超過(guò)1MS,就可以實(shí)現自動(dòng)復位，既接通電源就完成了系統的復位初始化，手動(dòng)復位是通過(guò)按鈕實(shí)現的。

圖3 復位電路

3.8 時(shí)鐘電路的設計

任何一塊單片機的正常工作都離不開(kāi)時(shí)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(gè)電容就構成了穩定的自激振蕩器。給單片機提供了時(shí)鐘信號，保持單片機按正常的時(shí)序工作。

圖4 時(shí)鐘電路