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《微处理器与接口技术课程设计》 报告 ——多量程电压表设计 专 业： 电子信息工程 班 级： 1412 姓 名： 孙玮 学 号： 14200106214 2016年 7 月 1.课程设计目的 1.1巩固和加深对微处理器原理和接口技术知识的理解； 1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力； 1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法； 1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法； 1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。 2.课程设计要求 2.1 使用ADC0832进行模数转换； 2.2 通过串口读取测量到的电压值； 2.3 数码管显示测量到的电压值； 2.4 可测多个量程的电压。 3. 硬件设计 3.1 设计思想 该系统的硬件设计思路如下：首先，通过ADC0832对外部电压进行模数转换，然后通过时钟线、数据线和控制使能线与单片机相连。而后，单片机通过八根数据线与四个控制线与四位数码管进行连接，用于显示测量到的电压。另外，单片机通过TX给外部发送数据，PC端可以通过USB-TTL模块直接接收到电压值。最后，关于多量程设计，量程方面我采用了电阻分压方式，这样就可以实现大量程的测量，量程选择方面我使用了开关与继电器实现。 3.2主要元器件介绍 3.2.1 ADC0832 ADC0832 是 美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。芯片引脚图如图1所示。其引脚分别为CS（片选使能）、CH0（模拟输入通道0）、CH0（模拟输入通道1）、GND（供电及参考电压低电位）、DI（数据信号输入）、DO（数据信号输出）、CLK（时钟信号输入）以及VCC/VREF（电源及参考电压输入）其时序逻辑图如图2所示。由图2可知一般情况下ADC0832与单片机连接应使用四根控制信号线，分别为CS、DO、DI和CLK。但由图2可知DO与DI其中一个作用时，另一个则不作用，因此在进行硬件电路设计时可以将DO和DI连接在同一个I/O口上。 ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量（低精度）转换要求。 图1 图2 3.3.2 STC89C52RC STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的超强抗干扰、高速、低功耗单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机。其最高频率时钟为80 MHz, Flash 存储器为8KB, RAM为512 bit,E2PROM为2KB,可反复擦写编程。工作温度为-40℃～+85℃, 内置看门狗电路,内部电源供电系统、时钟电路和复位电路都经过特殊处理。“6 时钟/机器周期”和“12 时钟/机器周期”可在ISP编程时反复设置。其DPIP封装引脚图如图3所示。实物图如图4所示。 图3 图4 3.2.3 四位共阳极数码管 图5所示即为该系统所采用的共阳极数码管。该数码管共有12个引脚，其中8个为数据引脚，4个为控制引脚。数据引脚作用为向数码管输入要显示的数据，控制引脚作用为分别控制四个数码的亮和灭。图6所示及为其内部电路图。 图5 图6 3.3 原理图及功能电路介绍 整体原理图如图7所示。该电路可以分为三个部分，分别为：模数转换部分、显示部分和数据处理部分。 图7 3.3.1 显示部分 图8 图8所示即为显示部分电路图。该部分实现的功能是显示测量到的树值。数码管的八个的数据引脚引出接到单片机的P0上，用于接受显示数据。四个控制引脚分别接在四个PNP管的集电极上，然后PNP管的基极连接单片机的四个I/O口，发射极接VCC。这里控制引脚不直接接单片机上的原因是：单片机I/O无法提供大电流，不能作为共阳极数码管的控制信号，因此需要接三极管方大电流。 3.2.2模数转换部分 图9 图9所示即为模数转换部分电路图。该部分的主要作用是测量电压值并以数字量传输到单片机中。该部分可以分为两个子部分，分别为测量部分和量程控制部分。测量部分由ADC0832组成，它通过三根线将CS、CLK、DO与DI与单片机相连。另外，其CH0接到量程控制部分读取电压。量程控制部分主要由继电器、开关和电阻组成。开关连接一个I/O口和继电器。继电器选择接入CH0的信号，当为导通时，量程为0~5V，外部无其他电路，当为不导通时，量程为0~50V，外部接一个电阻分压电路。 3.2.3 数据处理部分 中央数据处理部分由89C52RC构成。该部分将上述两部分整合并控制。MCU的P0口接数码管的数据线；P