可自动切换量程的数字电压表

./可自动切换量程的数字电压表实验任务制作可调量程的电压表,通过继电器调节电压表的量程,使电压在0V~200mV,200mV~2V之间转换。各个芯片的资料1、ADC0832ADC0832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。该芯片具有体积小,兼容性,性价比高的优点。ADC0832具有以下参数：8位分辨率；双通道A/D转换；输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；5V电源供电时输入电压在0~5V之间；工作频率为250KHZ,转换时间为32μS；一般功耗仅为15mW；8P、14P—DIP〔双列直插、PICC多种封装；商用级芯片温宽为0°Cto+70°C,工业级芯片温宽为−40°Cto+85°C；芯片接口说明：CS_片选使能,低电平芯片使能。CH0模拟输入通道0,或作为IN+/-使用。CH1模拟输入通道1,或作为IN+/-使用。GND芯片参考0电位〔地。DI数据信号输入,选择通道控制。DO数据信号输出,转换数据输出。CLK芯片时钟输入。Vcc/REF电源输入及参考电压输入〔复用。单片机对ADC0832的控制原理：正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线,分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的,所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平,此时芯片禁用,CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行A/D转换时,须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作,同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲,DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平,表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据用于选择通道功能,当此2位数据为"1"、"0"时,只对CH0进行单通道转换。当2位数据为"1"、"1"时,只对CH1进行单通道转换。当2位数据为"0"、"0"时,将CH0作为正输入端IN+,CH1作为负输入端IN-进行输入。当2位数据为"0"、"1"时,将CH0作为负输入端IN-,CH1作为正输入端IN+进行输入。到第3个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用,此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7,随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0,一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据,即从第11个字节的下沉输出DATD0。随后输出8位数据,到第19个脉冲时数据输出完成,也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片,直接将转换后的数据进行处理就可以了。作为单通道模拟信号输入时ADC0832的输入电压是0~5V且8位分辨率时的电压精度为19.53mV。如果作为由IN+与IN-输入的输入时,可是将电压值设定在某一个较大围之,从而提高转换的宽度。但值得注意的是,在进行IN+与IN-的输入时,如果IN-的电压大于IN+的电压则转换后的数据结果始终为00H。2、74HC57374HC573和74LS373原理一样,8数据锁存器。主要用于数码管、按键等等的控制OE：output_enable,输出使能;LE：latch_enable,数据锁存使能,latch是锁存的意思;Dn：第n路输入数据;On：第n路输出数据;〔1真值表DnLEOEOnHHLHLHLLXLLQoXXHZ第四行：当OE＝1是,无论Dn、LE为何,输出端为高阻态;第三行：当OE＝0、LE＝0时,输出端保持不变;第二行第一行：当OE＝0、LE＝1时,输出端数据等于输入端数据;在实际应用的时：a．OE＝0;b．先将数据从单片机的口线上输出到Dn;c．再将LE从0->1->0d．这时,你所需要输出的数据就锁存在On上了,输入的数据在变化也影响不到输〔2高阻态输出既不是高电平,也不是低电平,而是高阻抗的状态;在这种状态下,可以多个芯片并联输出;但是,这些芯片中只能有一个处于非高阻态状态,否则会将芯片烧毁;〔3数据锁存当输入的数据消失时,在芯片的输出端,数据仍然保持;〔4数据缓冲加强驱动能力。3、74HC245总线驱动器,典型的TTL型三态缓冲门电路。由于单片机等CPU的数据／地址／控制总线端口都有一定的负载能力,如果负载超过其负载能力,一般应加驱动器。另外,也可以使用74HC244等其他电路,74HC244比74HC245多了锁存器。第1脚DIR,为输入输出端口转换用,DIR="1"高电平时信号由"A"端输入"B"端输出,DIR="0"低电平时信号由"B"端输入"A"端输出。第2~9脚"A"信号输入输出端,A1=B1……A8=B8,A1与B1是一组,如果DIR="1"OE="0"则A1输入B1输出,其它类同。如果DIR="0"OE="0"则B1输入A1输出,其它类同。第11~18脚"B"信号输入输出端,功能与"A"端一样,不再描述。第19脚OE,使能端,若该脚为"1"A/B端的信号将不导通,只有为"0"时A/B端才被启用,该脚也就是起到开关的作用。第10脚GND,电源地。第20脚VCC,电源正极硬件电路图硬件电路分析硬件电路大体可以分为四个模块：量程选择模块、AD转换模块、数码显示模块、单片机及其外围电路。量程选择模块：由可调输入电源、继电器、运算放大器和限压电路组成。可调电源由负载5V电压的滑动变阻器构成,调节触头即可改变输入运放"+"端的电压。继电器的作用就是通过开关的变换以改变接入运放"-"端和输出端的电阻,及通常所称的"Rf"档位的选择也是以此为硬件基础的。继电器的电磁铁一端接+5V电源,另一端则接在NPN型三极管的集电极。三极管的基极则与单片机的P1.2.相连,其间有一个5KΩ的电阻,是三极管工作在截止区或饱和区,避免工作在放大曲。借助软件设计,改变P1.2的电平即可控制继电器的工作状态,进而改变接入电压的放大倍数,从而达到改变档位的要求。AD转换模块：钳位保护电路是为了防止电压超过ADC0832的正常转换电压而设计的。ADC0832进行AD转换,其具体的工作原理和控制方法在元器件的介绍中将详细叙述。数码显示模块：由三个八段数码管、两片数码管驱动芯片74HC245和一片锁存和缓冲芯片74HC573以及单片机P0口〔字形、P1.5、P1.6、P1.7〔字位构成。单片机及外围电路：包括：单片机,6MHZ晶振,复位电路,电源和一些为使单片机正常工作的相应连接。工作原理调节滑动变阻器给运放正端输入一电压〔<2V,该电压通过运放放大后接入ADC0832,ADC0832在软件设定下对放大后的电压进行AD转换,得到对应的二进制码,再借助于软件判断,对该电压进行合适的档位选择〔0~0.2V选用25倍档位；0~2V选用2.5倍档位。选用合适的档位得到正确的二进制码后,进行BCD转换,然后通过数码显示电路读出被测电压的值。程序流程图程序包括变量声明部分、主程序、各功能处理子程序〔AD转换子程序、档位选择子程序、BCD码转换子程序、数码管显示子程序主程序调AD转换子程序调AD转换子程序开始调BCD码转换子程序调数码管显示子程序调档位选择子程序返回各功能处理子程序AD转换子程序〔见下页：R7-1=0？将A中数据送30HR7-1=0？将A中数据送30HA左移一位将Cy中数据送ACC.0利用Cy存串行数据进行AD转换〔配合时钟置转换位数R7为8选择模拟量输入通道〔配合时钟给片选端置低电平开始返回主程序档位选择子程序〔见下页：高位=1?高位=1?〔30H=#19H?Cy=1?开始Cy清零返回主程序返回AD转换子程序P1.2置高电平,换0~0.2V档〔30H=#0FFH?P1.2置低电平,换0~2V档YNNYYYNNBCD码转换子程序：开始开始将30H中数据送AA中数据乘以200A/100后的余数在/10存40H高八位存A返回主程序存41H商存42H余数/100显示子程序开始开始关显示40H中数据送A作字形偏移量字形表首地址送DPTR根据A+DPTR取字形送P0口P1.5置低电平