2022年毕业设计方案单片机应用系统中模拟通道的设计方案.docx

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1、摘要本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计；该设计主要由三个模块组成： A/D 转换模块，数据处理模块及显示模块； A/D 转换主要由芯片 ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块； 数据处理就由芯片 AT89S52来完成，其负责把 ADC0809传送来的数字量经过肯定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外, 它仍掌握着ADC0809芯片工作；该系统的数字电压表电路简洁，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高；此数字电压表可以测量0-5V 的 1 路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的 7 段数码管显示出来；关键词：

2、 单片机 数字电压表 A/D 转换 AT89S52ADC08092 / 48AbstractThis paper which introduces a kind of simple digital voltmeter is based on single- chip microcontroller design. The circuit of the voltage meter is mainly consisted of three mould pieces: A/D converting mould piece, A/D converting is mainly completed by

3、the ADC0809, it converts the collected analog data into the digital data and transmits the outcome to the manifestation controllingmould piece. Data processing is mainly completed by the AT89S52 chip, it processes the data produced by the ADC0809 chip and generates the rightmanifestationcodes, alsot

4、ransmits thecodes tothe manifestation controlling mould piece. Also, the AT89S52 chip controls the ADC0809 chip to work.The voltmeter features in simple electrical circuit, lower use of elements, low cost, moreover, its measuring precision and reliability. The voltmeter is capable of measuring volta

5、ge inputs from 1 route ranging from 0 to 5 volt, and displaying the measurements though a digital code tube of 7 pieces of LED.Keywords：Single-chip microcontroller Digital voltmeter A/D converterAT89S52 ADC0809目录第一章绪论 11.1 数字电压表设计方案挑选 11.2 单片机的挑选 11.2.1 内部结构的变化 21.2.2 功耗、封装及电源电压的进展 21.2.3 工艺上的进展 31.

6、3 以单片机为核心的嵌入式系统 31.4 本讨论课题的进展趋势3其次章设计总体方案52.1 数字电压表的设计要求52.2 设计思路 5第三章硬件电路的设计 73.1 ADC0809 的简介 73.1.1 ADC0809概述 73.1.2 A/D转换模块 73.1.3 逐次靠近型 A/D 转换器原理 73.1.4 ADC0809主要特性 83.1.5 内部结构 83.1.6 外部特性 引脚功能） 83.1.7 ADC0809的工作过程 93.2 AT89S52 性能 103.2.1 AT89S52 主要功能 103.2.2 AT89S52 各引脚功能 113.3 复位电路和时钟电路的设计 133

7、.3.1 复位电路设计 133.3.2 时钟电路设计 143.4 LED 显示系统设计 14i / 483.4.1 LED 基本结构 143.4.2 LED 显示器的挑选 153.4.3 LED 译码方式 163.5 电位器 173.5.1 简介 173.5.2 原理 173.6 总体电路设计 18第四章软件设计 214.1 系统软件设计流程图 214.2 C 语言介绍 224.3 系统程序代码 234.4 keil软件调试 264.4.1 软件介绍 264.4.2系统概述274.4.3 Keil C51单片机软件开发系统的整体结构274.5仿真 274.5.1软件调试 274.5.2误差分析

8、 284.5.3 proteus软件介绍 294.5.4电路仿真 315.1第五章系统调试 33焊接 335.2硬件调试 37结论 39致谢 41参考文献 43ii / 48第一章 绪论在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为常常；而且随着电子技术的进展，更是常常需要测量高精度的电压，所以本文是以简易数字直流电压表的设计为讨论内容，本系统主要包括三大模块：转换模块、数据处理模块及显示模块；其中，A/D 转换采纳 ADC0809对输入的模拟信号进行转换，掌握核心AT89S52 再对转换的结果进行运算处理，最终驱动输出装置 LED显示数字电压信号；1.1 数字电压

9、表设计方案挑选数字电压表有多种的设计方法，方案是多种多样的，由于大规模集成电路数字芯片的高速进展，各种数字芯片品种多样，导致对模拟数据的采集部分的不一样性，进而又使对数据的处理及显示的方式的多样性；又由于在现实的工作生活中，电压表的测量量程范畴是比较大的，所以必需要对输入电压作分压处理，而各个数据处理芯片的处理电压范畴不同，就各种方案的分段也不同；由此结合设计要求挑选由单片机系统及数字芯片构建；这种方案是利用单片机系统与其模数转换功能、显示模块等的结合构建数字电压表；由于单片机的进展已经成熟，利用单片机系统的软硬件结合，可以组装出很多的应用电路来；此方案的原理选用单片机的外部参考电压AREF为

10、模数A/D）转换功能的基准电压端，被测量电压输入端分别输入基准电压和被测电 压；模数 A/D）转换功能将被测量电压输入端所采集到的模拟电压信号转换成相应的数字信号，然后通过对单片机系统进行软件编程，使单片机系统能按规定的时序来采集这些数字信号，通过肯定的算法运算出被测量电压的值；最终单片机系统将运算好了的被测电压值按肯定的时序送入显示电路模块加以显示；1.2 单片机的挑选在这一设计中，我们涉及到了一个关键系统模块单片机系统模块，而目前单 片机的种类是很繁多的，主要有主流的8 位单片机和高性能的 32 位单片机，结合本设计各方面因素， 8 位单片机对于本设计已经是绰绰有余了，但将用哪一种类 8

11、的单片机呢；在这里，不得不先简洁的介绍一下几种常用的8 单片机；44 / 48单片机是指一个集成在一块芯片上的完整运算机系统，具有一个完整运算机所需要的大部分部件： CPU，内存，总线系统等；而目前常用的单片机的8 位有 51 系列单片机， AVR单片机， PIC 单片机；本设计中选用 ATmegaAV系R 列的 ATmega1，6 它是低电压、低功耗的 8 位单片机，片内含 16KB 的在线可编程 Flash程序储备器、 512 字节片内在线可编程EEPROM数据储备器， 32 个 I/O 口线， 1 个 16 位定时/ 计数器， 2 个 8 位定时/ 计数器，片内振荡器准时钟电路；在设计中

12、，单片机起着连接硬件电路与程序运行及储备数据的任务，一方面，它将其A/D 转换功能、显示模块和按键模块等通过I/O口地址线和数据线连接起来；另一方面，它将用户下载的程序通过掌握总线掌握数据的输入输出，从而实现测电压；1.2.1 内部结构的变化单片机在内部已集成了越来越多的部件，这些部件包括一般常用的电路，例如：定时器，比较器， A/D 转换器， D /A转换器，串行通信接口，Watchdog 电路， LCD掌握器等； 有的单片机为了构成掌握网络或形成局部网，内部含有局部网络掌握模块 CAN；例如， Infineon公司的 C 505C， C515C，C167CR， C167CS-32FM， 8

13、1C90；因此，这类单片机特别简洁构成网络；特殊是在掌握，系统较为复杂时，构成一个掌握网络特别有用；为了能在变频掌握中便利使用单片机，形成最具经济效益的嵌入式掌握系统；有的单片机内部设置了特地用于变频掌握的脉宽调制掌握电路；这些单片机有Fujitsu公司的 MB89850系列、 MB89860系列； Motorola公司的 MC68HC08MR、16MR24等；在这些单片机中，脉宽调制电路有 6 个通道输出，可产生三相脉宽调制沟通电压，并内部含死区掌握等功能；特殊引人注目的是：现在有的单片机已采纳所谓的三核TrCore ）结构；这是一种建立在系统级芯片 System on a chip）概念上

14、的结构；这种单片机由三 个核组成：一个是微掌握器和DSP 核，一个是数据和程序储备器核，最终一个是外围专用集成电路 ASIC）；这种单片机的最大特点在于把DSP 和微掌握器同时做在一个片上；把它和传统单片机结合集成大大提高了单片机的功能；这是目前单片机最大的进步之一；这种单片机最典型的有Infineon公司的TC10GP； Hitachi公司的 SH7410，SH7612等；1.2.2 功耗、封装及电源电压的进展现在新的单片机的功耗越来越小，特殊是很多单片机都设置了多种工作方式，这些工作方式包括等待，暂停，睡眠，闲暇，节电等工作方式；现在单片机的封装水平已大大提高，随着贴片工艺的显现，单片机也

15、大量采纳了各种合符贴片工艺的封装方式显现，以大量削减体积；扩大电源电压范畴以及在较低电压下仍然能工作是今日单片机进展的目标之一；目前，一般单片机都可以在3.3 5.5V 的条件下工作；而一些厂家，就生产出可以在2.2 6V 的条件下工作的单片机；1.2.3 工艺上的进展现在的单片机基本上采纳 CMOS技术，但已经大多数采纳了 0.6.m 以上的光 刻工艺，有个别的公司，如Motorola公司就已采纳 0.35.m 甚至是 0.25.m 技术；这些技术的进步大大地提高了单片机的内部密度和牢靠性；1.3 以单片机为核心的嵌入式系统单片机的另外一个名称就是嵌入式微掌握器；目前，把单片机嵌入式系统和I

16、nternet连接已是一种趋势；要实现嵌入式设备和Internet连接，就需要把传统的 Internet理论和嵌入式设备的实践都颠倒过来；为了使复杂的或简洁的嵌 入式设备，例如单片机掌握的机床、单片机掌握的门锁，能切实可行地和Internet 连接，就要求特地为嵌入式微掌握器设备设计网络服务器，使嵌入式设备可 Internet 相连，并通过标准网络浏览器进行过程掌握； EmWare公司提出嵌入式系统入网的方案 -EMIT 技术；这个技术包括三个主要部分：即 emMicro， emGateway和网络浏览器；目前，单片机应用中提出了一个新的问题：这就是如何使 8 位、 16 位单片机掌握的产品，

17、也即嵌入式产品或设备能实现和互联网互连？ TASKING公司目前正在为解决这个问题供应了途径；该公司已把 emWare的EMIT 软件包和有关的软件配套集成，形成一个集成开发环境，向用户供应开发方便；嵌入互联网联盟ETIembed the Internet Consortium）正在紧密合作，共同开发嵌入式 Internet的解决方案 ；1.4 本讨论课题的进展趋势随着微电子技术的不断进展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机 已可以在一块芯片上同时集成CPU、储备器、定时器计数电路，这就很简洁将运算机技术与测量掌握技术结合，组成智能化测量掌握系统；数字电压表Digital Voltmete

18、r）简称 DVM，它是采纳数字化测量技术，把连续的模拟量直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的外表；与此同时，由 DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器外表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平；本章重点介绍单片 A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原目前，由各种单片 A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化外表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力理；本设计AT89S52 单片机的一种电压测量电路 , 该电路采纳 ADC0809本文介绍一种基于 A/D 转换电路，测量范畴直流 0 5V 的 4 路输入电压值，并

19、D 数码管上显示或单路挑选显示；测量最小辨论率为0.019V，测量误差约为正负0.02V；其次章 设计总体方案2.1 数字电压表的设计要求以 MCS-52系列单片机为核心器件，组成一个简洁的直流数字电压表；采纳 1 路模拟量输入，能够测量 0-5V 之间的直流电压值；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；尽量使用较少的元器件；2.2 设计思路依据设计要求，挑选 AT89S52单片机为核心掌握器件；A/D 转换采纳 ADC0809实现，与单片机的接口为 P1口和 P2 口的高四位引脚；电压显示采纳 4 位一体的 LED数码管；LED数码的段码输入 , 由并行端口 P0

20、 产生；位码输入，用并行端口 P2 低四位产生；5）硬件电路设计框图如图 2.1 所示；图 2.1数字电压表系统硬件设计框图第三章 硬件电路的设计3.1 ADC0809 的简介3.1.1 ADC0809概述ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺 8 通道， 8 位逐次靠近式 A/D 模数转换器；其内部有一个8 通道多路开关，它可以依据地址码锁存译码后的信号，只选通 8 路模拟输入信号中的一个进行用最广泛的 8 位通用 A/D 芯片；A/D 转换；是目前国内应3.1.2 A/D转换模块现实世界的物理量都是模拟量，能把模拟量转化成数字量的器件称为模/ 数转换器， 130s时钟为 50

21、0kHz 时）4 ）单个 +5V 电源供电5 ）模拟输入电压范畴0 +5V，不需零点和满刻度校准；6 ）工作温度范畴为 -40 +85 摄氏度7 ）低功耗，约 15mW；3.1.5内部结构ADC0809是 CMOS单片型逐次靠近式 A/D 转换器，内部结构如下列图，它由 8 路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、次靠近寄存器、规律掌握和定时电路组成；8 位开关树型 A/D 转换器、逐3.1.6 外部特性 引脚功能）ADC0809芯片有 28 条引脚，采纳双列直插式封装，如下列图；下面说明各引脚功能；IN0IN7：8 路模拟量输入端；2-12-8 ：8 位数字量输出端；ADDA、ADDB、ADD

22、C： 3 位地址输入线，用于选通 8 路模拟输入中的一路 ALE ：地址锁存答应信号，输入，高电平有效；START ： A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲 至少 100ns 宽）使其启动脉冲上升沿使 0809 复位，下降沿启动 A/D 转换）；EOC ： A/D 转换终止信号，输出，当A/D 转换终止时，此端输出一个高电平 转换期间始终为低电平）；OE ：数据输出答应信号，输入，高电平有效；当A/D 转换终止时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量；CLK ：时钟脉冲输入端；要求时钟频率不高于640KHZ； REF+ ）、REF-）：基准电压；Vcc：电源，单一 +5V；G

23、ND：地；3.1.7 ADC0809的工作过程第一输入 3 位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中；此地址经译码选通 8 路模拟输入之一到比较器；START上升沿将逐次靠近寄存器复位；下降沿启动 A/D 转换，之后 EOC输出信号变低，指示转换正在进行；直到A/D 转换完成， EOC变为高电平，指示 A/D 转换终止，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请；当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上；转换数据的传送 A/D 转换后得到的数据应准时传送给单片机进行处理；数据传送的关键问题是如何确认A/D 转换的完成，由于只有确认完成后，才能进行传送；为此

24、可采纳下述三种方式；1）定时传送方式对于一种 A/D 转换器来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的；例如 ADC0809转换时间为 128 s，相当于 6MHz的 MCS-51单片机共 64 个机器周期；可据此设计一个延时子程序，A/D 转换启动后即调用此子程序，推迟时间一到，转换确定已经完成了，接着就可进行数据传送；2 ）查询方式地址码对应的输入通道CBA000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7A/D转换芯片由说明转换完成的状态信号，例如ADC0809的 EOC端；因此可以用查询方式，测试EOC的状态，即可确认转换是否完成，并接

25、着进行数据传送；3 ）中断方式把说明转换完成的状态信号. 拥有敏捷的 8 位 CPU和在系统可编程 Flash2. 晶片内部具时钟振荡器 . 内部程序储备器 . 内部数据储备器 .32 个可编程 I/O口线6.8 个中断向量源7. 三个 16位定时器 / 计数器8. 三级加密程序储备器 AT89S52各引脚功能9. 全双工 UART串行通道3.2.2 AT89S52 各引脚功能VCC： AT89S52电源正端输入，接 +5V； VSS：电源地端； XTAL1：单芯片系统时钟的反相放大器输入端；XTAL2：系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1 和XTAL2 上接上一只石英振荡

26、晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容，可以使系统更稳固，防止噪声干扰而死机；RESET：AT89S52的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引 脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51 便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开头读入程序代码而执行程序；EA/Vpp： EA 为英文 External Access的缩写，表示存取外部程序代码之 意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码 存于外部 EPROM中）来执行程序；因此在 8031 及

27、8032 中， EA 引脚必需接低电平，由于其内部无程序储备器空间；假如是使用8751内部程序空间时，此引脚 要接成高电平；此外，在将程序代码烧录至8751 内部 EPROM时，可以利用此引脚来输入 21V 的烧录高压 Vpp）；ALE/PRO：G ALE 是英文 Address Latch Enable的缩写，表示地址锁存器启 用信号； AT89S52可以利用这支引脚来触发外部的8 位锁存器 如 74LS373），将端口 0 的地址总线 A0A7）锁进锁存器中，由于 AT89S52是以多工的方式送出地址及数据；平常在程序执行时ALE 引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6 ， 因此可以用来驱

28、动其他周边晶片的时基输入；此外在烧录8751 程序代码时，此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用；PSEN：此为 Program Store Enable的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时EA=0），会送出此信号以便取得程序代 码，通常这支脚是接到EPROM的 OE脚；AT89S52可以利用 PSEN及 RD引脚分别启用存在外部的 RAM与 EPRO，M使得数据储备器与程序储备器可以合并在一起而共 用 64K 的定址范畴；PORT0P0.0 P0.7 ）：端口 0 是一个 8 位宽的开路汲极 Open Drain ）双向输出入端口，共有 8 个位， P0.

29、0 表示位 0，P0.1 表示位 1，依此类推；其他三个I/O端口P1、P2、P3）就不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0 在当做 I/O 用时可以推动 8 个 LS 的 TTL 负载；假如当 EA引脚为低电平常 即取用外部程序代码或数据储备器）， P0 就以多工方式供应地址总线 A0A7）及数据总线D0 D7）；设计者必需外加一锁存器将端口0 送出的地址栓锁住成为A0 A7，再协作端口 2 所送出的 A8A15 合成一个完整的 16 位地址总线，而定址到64K的外部储备器空间；PORT2P2.0 P2.7 ）：端口 2 是具有内部提升电路的双向 I/O 端口，每一个引脚可以推动 4

30、个 LS 的 TTL 负载，如将端口 2 的输出设为高电平常，此端口便能当成输入端口来使用； P2 除了当作一般 I/O 端口使用外，如是在 AT89S52扩充外接程序储备器或数据储备器时，也供应地址总线的高字节A8 A15，这个时候P2便不能当作 I/O 来使用了；PORT1P1.0 P1.7 ）：端口 1 也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4 个 LS TTL 负载，同样地如将端口 1 的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据；假如是使用8052 或是 8032 的话， P1.0 又当做定时器 2 的外部脉冲输入脚，而P1.1 可以有 T2EX 功能，可以做外部中断

31、输入的触发脚位；PORT3P3.0 P3.7）：端口 3 也具有内部提升电路的双向 I/O端口，其输出缓冲器可以推动 4 个 TTL 负载，同时仍多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断掌握、计时计数掌握及外部数据储备器内容的读取或写入掌握等功能；其引脚安排如下：P3.0 ：RXD，串行通信输入； P3.1 ：TXD，串行通信输出； P3.2 ：INT0，外部中断 0 输入；P3.3 ：INT1，外部中断 1 输入；P3.4 ：T0，计时计数器 0 输入；P3.5 ：T1，计时计数器 1 输入；P3.6 ：WR：外部数据储备器的写入信号；P3.7 ：RD，外部数据储备器的读取信号；R

32、ST ：复位输入；当振荡器复位器件时，要保持RST 脚两个机器周期的高电平常间；ALE/PROG：当拜访外部储备器时，地址锁存答应的输出电平用于锁存地址的位置字节；在 FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲；在平常，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6 ；因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的；然而要留意的是：每当用作外部数据储备器时，将跳过一个 ALE脉冲；如想禁止 ALE的输出可在 SFR8EH地址上置 0；此时， ALE只有在执行 MOV，X MOVC指令是 ALE 才起作用；另外，该引脚被略微拉高；假如微处理器在外部执行状态 ALE禁止，置位无效

33、；/PSEN：外部程序储备器的选通信号；在由外部程序储备器取指期间，每个机器周期两次 /PSEN 有效；但在拜访外部数据储备器时，这两次有效的/PSEN 信号将不显现；/EA/VPP： 当 /EA保持 低电 平常 ， 就 在 此 期间 外部 程 序存 储器 0000H- FFFFH），不管是否有内部程序储备器；留意加密方式1 时， /EA 将内部锁定为RESE；T 当/EA 端保持高电平常，此间内部程序储备器；在FLASH编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源 VPP）； XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入；XTAL2：来自反向振荡器的输出3.3 复位电路和时钟电路

34、的设计3.3.1 复位电路设计单片机在启动运行时都需要复位，使CPU和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开头工作；MCS-52单片机有一个复位引脚RST,采纳施密特触发输入；当振荡器起振后，只要该引脚上显现2 个机器周期以上的高电平即可确保时器件复位；复位完成后，假如RST端连续保持高电平， MCS-52就始终处于复位状态，只要 RST复原低电平后，单片机才能进入其他工作状态；单片机的复位方式有上电自动复位和手动复位两种，图3.4 是 52 系列单片机统常用的上电复位和手动复位组合电路，只要Vcc 上升时间不超过 1ms，它们都能很好的工作；图 3.4复位电路3.3.2 时

35、钟电路设计单片机中 CPU每执行一条指令，都必需在统一的时钟脉冲的掌握下严格按时间节拍进行，而这个时钟脉冲是单片机掌握中的时序电路发出的； CPU执行一条指令的各个微操作所对应时间次序称为单片机的时序； MCS-52单片机芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成震荡器， XTAL1为该放大器的输入端， XTAL2为该放大器输出端，但形成时钟电路仍需附加其他电路；本设计系统采纳内部时钟方式，利用单片机内部的高增益反相放大器，外部电路简，只需要一个晶振和 2 个电容即可，如图 3.5 所示；图 3.5时钟电路电路中的器件挑选可以通过运算和试验确定，也可以参考一些典型电路的参数，电路中，电容器 C1

36、和 C2对震荡频率有微调作用，通常的取值范畴是30 10pF，在这个系统中挑选了 33pF；石英晶振挑选范畴最高可选 24MHz，它打算了单片机电路产生的时钟信号震荡频率，在本系统中挑选的是12MHz，因而时钟信号的震荡频率为 12MHz；3.4 LED 显示系统设计3.4.1 LED 基本结构LED是发光二极管显示器的缩写； LED由于结构简洁、价格廉价、与单片机接口便利等优点而得到广泛应用； LED显示器是由如干个发光二极管组成显示字段的显示器件；在单片机中使用最多的是七段数码显示器；LED七段数码显示器由 8 个发光二极管组成显示字段，其中7 个长条形的发光二极管排列成“日”字形，另一个

37、圆点形的发光二极管在显示器的右下角作为显示小数点用，其通过不同的组合可用来显示各种数字；LED引脚排列如下图 3.6 所示；1a2ab3cfb4gd5eec6fd7dpg8dp图 3.6 LED 引脚排列3.4.2 LED 显示器的挑选在应用系统中，设计要求不同，使用的LED显示器的位数也不同，因此就生产了位数，尺寸，型号不同的 LED显示器供挑选，在本设计中，挑选4 位一体的数码型 LED显示器，简称“ 4-LED”；本系统中前一位显示电压的整数位，即个位，后两位显示电压的小数位；4- LED 显示器引脚如图 3.7 所示，是一个共阴极接法的 4 位 LED数码显示管，其中 a，b， c，

38、e， f ， g 为 4 位 LED各段的公共输出端， 1、2、3、4 分别是每一位的位数选端， dp 是小数点引出端， 4 位一体 LED数码显示管的内部结构是由 4 个单独的 LED组成，每个 LED的段输出引脚在内部都并联后，引出到器件的外部；图 3.7 4位 LED引脚对于这种结构的 LED 显示器，它的体积和结构都符合设计要求，由于4 位LED 阴极的各段已经在内部连接在一起，所以必需使用动态扫描方式将全部数码管的段选线并联在一起，用一个I/O 接口掌握）显示；3.4.3 LED 译码方式译码方式是指由显示字符转换得到对应的字段码的方式，对于LED数码管显示器，通常的译码方式有硬件译

39、码和软件译码方式两种；表 3.2 共阴极字段码表显示字符共阴极字段码03FH106H25BH34FH466H56DH67DH707H87FH96FH硬件译码是指利用特地的硬件电路来实现显示字符码的转换；软件译码就是编写软件译码程序，通过译码程序来得到要显示的字符的字段码，译码程序通常为查表程序；本设计系统中为了简化硬件线路设计，LED 译码采纳软件编程来实现；由于本设计采纳的是共阴极 LED，其对应的字符和字段码如上表3.2 所示；3.5 电位器3.5.1 简介电位器 英文： Potentiometer）是可变电阻器的一种；通常是由电阻体与转动或滑动系统组成，即靠一个动触点在电阻体上移动，获得

40、部分电压输出；电位器的作用调剂电压含直流电压与信号电压）和电流的大小；电位器的结构特点电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调剂转轴或滑柄，转变动触点在电阻体上的位置，就转变了动触点与任一一个固定端之间的电阻值，从而转变了电压与电流的大小；电位器是一种可调的电子元件；它是由一个电阻体和一个转动或滑动系统组成；当电阻体的两个固定触电之间外加一个电压时，通过转动或滑动系统转变触点在电阻体上的位置，在动触点与固定触点之间便可得到一个与动触点位置成肯定关系的电压；它大多是用作分压器，这时电位器是一个四端元件；电位器基本上就是滑动变阻器，有几种样式，一般用在音箱音量开关和激光头功率大小调剂电位器是一种可调

41、的电子元件；用于分压的可变电阻器；在暴露的电阻体上，紧压着一至两个可移金属触点；触点位置确定电阻体任一一端与触点间的阻值；按材料分线绕、炭膜、实芯式电位器；按输出与输入电压比与旋转角度的关系分直线式电位器呈线性关系）、函数电位器 呈曲线关系）；主要参数为阻值、容差、额定功率；广泛用于电子设备，在音响和接收机中作音量掌握作用；3.5.2 原理从外观看，脉冲电位器与一般电位器一样都是三个引脚，但在其内部与引脚 1、2 相连的是两个长短不一的金属静片，与引脚3 相连的是一周有 12 或24 个齿的金属动片；当脉冲电位器旋转时可显现四种状态：即引脚3 与引脚 1相连，引脚 3 与引脚 2 及引脚 1 全相连；引脚 3 与引脚 2 相连，引脚 3 与引脚2 及引脚 1 全断开；在实际使用中，一般将引脚3 接地作为数据输入端；而引脚1、2 作为数据输出端与单片机 I/O连，引脚 2 与单片机的口相连；如图 2 中所示，将引脚1 与单片机的 P1.0 相P1.1 相连；当脉冲电位器左旋或右旋时，P1.0 和 P1.1就会周期性地产生所示的波形，假如是12 点的脉冲电位器旋转一圈就会产生12 组这样的波形， 24 点的脉冲电位器就会产生24 组这样的波形；一组波形或一个周期）包含了 4 个工作状态；因此只要检测出能识别脉冲电位器是否