结合上述的分析,本设计完全可以实现。论文网
3 概要设计
3。1 设计要求
1、以 AT89C51 单片机为核心器件,组成一个简单的直流数字电压表。
2、采用 IN0 路模拟量输入,能够测量量程范围在 0~+5V 和 0~+12V 之间的直流电压值。
3、电压显示用 4 位一体的 LED 数码管显示,至少能够显示两位小数。
3。2 设计总体思路
1、根据设计要求,选择 AT89C51 单片机为核心控制器件。
2、A/D 转换采用 ADC0808 实现,输出端口与单片机的 P1 口相连接,时钟等端口与 P3 口 的低四位引脚相连。
3、数字电压显示采用 4 位一体的 7 段 LED 数码管 7SEG-MPX4-CA,共阳极数码管,低电平 有效。
4、P0 端口产生 LED 数码管的段码,P2 端口的第四位产生位码选择信号。
3。3 设计方案
设计思路如图 3-1 所示:
电压模拟信号通过 IN0 口输入到 ADC0808 转换器中,将转换后的数字信号传输给数据 处理模块 AT89C51,通过 AT89C51 将数据进行处理好后,通过 P2 口、P0 口驱动 4 位一体 LED 数码管显示电压值。
4方案分析与选择
4。1 单片机选择与分析
在数据处理方面,有两种方案供选择:
方案一:使用 ARM 系列,stm32(contex-m3 内核)的性能很强、价格比较低廉,亦是 现在比较主流的单片机之一。
方案二:使用 51 单片机系列,AT89C51 使用的人很多,它的开发环境多,开发更加简 单,并且它的价格更加低廉。
综上,为了降低成本,以及降低开发难度,我选择了方案二。
4。2 数据显示方案分析与选择
在数据显示方面,有两种方案:
方案一:使用 LCD(液晶显示器)显示数据,LCD 有显示简单、显示速度快等优点,其 缺点就是比较耗能、成本较高、显示亮度较弱。
方案二:使用 LED(发光二级管)显示数据,LED 是由低电压扫描驱动的,它具有耗能 较低、成本较低、并且亮度高等优点。
LED 与 LCD 相比较而言,耗能比较低,在强光下可视度较高。综上,我选择了方案二, 用 LED 显示电压值。
LED 驱动显示有两种方案:
方案一:单片机驱动 LED 静态显示数据,静态显示数据就是显示驱动具有输出锁存功 能,单片机将要显示的数据输入到锁存器中,由锁存器驱动数码管显示数据。该方式显示 数据稳定,且占用 CPU 的时间很少。
方案二:单片机驱动 LED 动态显示数据,P2。0~P2。3 口分别接 LED 片选信号位,P0 口 8 位直接连接 LED 驱动显示数码管。该方式显示需要 CPU 时刻对显示器进行数据刷新,显示 的数据看起来会存在闪烁感,并且它占用 CPU 时间比较长。连接图如图 4-1:
图 4-1 LED 连接图
上述两种方案都各有利弊。静态显示方案中优点是数据显示会很稳定,不会存在闪烁 感,而且所占用 CPU 的时间会相对较少,但由于每个显示单元都会使用到单独的显示驱动 电路,这样会使得使用的硬件相对比较多。动态显示方案中会存在闪烁感,给视觉上产生 不适,并且所占用 CPU 时间会相对比较长,但所使用硬件少,这样就降低了成本。基于本 设计的功能要求,选择了方案二,动态显示数据。
4。3 量程选择方案分析与选择
在量程选择方面,有以下几种方案可以供选择: 方案一:手动开关选择量程。该方案比较简单,可以简化程序,减少系统的开销,但 AT80C51单片机数字电压表设计+程序+电路图(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_86351.html