多路放大与巡回检测课程设计Word格式.docx
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CD4051引脚图
八路放大电路对信号放大后，连接到CD4051的八个输入端，使能端接地，让其始终处于工作的状态，三个二进制控制输入端A、B、C和单片机相应的IO口相连接，依次选通八路信号送至AD转换器处理，如图2.5所示。
图2.5:
数据选择电路
2.4AD转换电路设计
本设计采用A/D芯片为ADC0804，它是CMOS8位单通道逐次渐近型的模/数转换器，其规格及引脚图如图2.6所示
图2.6：
ADC0804引脚图
当CS/=0时，允许进行转换。
WR/由低跳高时转换开始，8位逐次比较需用8×
8=64个时钟周期，再加上控制逻辑操作，一次转换需要66~73个时钟周期。
当CS/与WR/同时有效时便启动转换，转换结束时产生信号INTR/，可供出查询或中断信号。
在CS/和RD/共同控制下可以读取转换结果数据。
在转换过程中，如果再次启动转换器，则终止正在进行的转换，进入新的转换，在新的转换过程中，数据寄存器中仍保持上一次的转换结果。
0804转换器的零点无需调整，而输入电压的范围可以通过调整Vref/2端处的电压加以改变。
Vref端电压应为输入电压的1/2。
例如输入电压范围是0V至2V，则在Vref端加1V电压，但当输入电压为0~+5V时，Vref端无需外加任何电压，而由内部电源分压得到。
本设计的内部时钟由4引脚和19引脚外接RC实现。
输入信号来自数据选择器的输出，转换完后的结果由数据线DB0-DB7送到单片机的P1口处理，INTR引脚外部中断1相连，提供转换完成信号，为了保证数据的实时性，因此片选端接地，WR和RD分别与单片机的读写控制端相连。
具体电路如图7所示。
图2.7:
ADC转换电路
2.4显示模块电路
可以显示单片机系统数据的方法很多，常用的有数码管和LCD液晶显示，考了到价格的原因，本设计选用四位LED数码管显示。
所谓LED就是发光二级管的缩写，LED显示模块是由发光二极管显示字段组成的显示器，有8字段和“米”字段之分，显示块都有DP显示段，用于显示小数点。
7段LED的字型码，由于只有7个段发光二极管，所以字型码为一个字节如图2.8所示。
这种显示块有共阳极和共阴极两种,共阴极LED显示块的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示，如图2.8（a）。
同样，共阳极LED显示块的发光二极管的阳极连接在一起，当某一个阴极为低电平时，对应的二极管呗点亮发光，如图2.8（b）。
共阴极接法（a）共阳极接法（b）LED数码管内部结构（c）
图2.8：
数码管内部结构
由N片LED显示块可拼接成N位LED显示器。
N位LED显示器由N根位选线和8XN（或16XN）根段选线构成。
根据显示方式的不同，位选线和段选线的连接方法也各不相同。
段选线控制显示字符的字型，而位选线则控制显示位的亮、暗。
数码管的显示方法有动态显示和静态显示，所谓静态显示，就是再同一时刻只显示一种字符，或者说被显示的字符再同一时刻是稳定不变的。
其显示方法比较简单，只要将显示段码送至段码口即可。
此种显示比较简单、亮度高、接口编程容易，但是用处不大。
动态显示是把所有位的断码线的相应段并联在一起，有一个8位的IO口控制，各位的共阴极或共阳极分别由相应的IO口线控制，形成各位的分时选通，虽然每位显示的字符不是在同一时刻出现的，每一时刻只能够显示一位，而其他的各位熄灭，但是由于LED的余辉和人眼的视觉暂留作用，只要每位的显示时间间隔足够短，就可以达到同时显示的效果。
由于本系统需要显示的位数较多，为了节省IO口资源，达到显示效果，采用动态显示，断码线与单片机的P0.0-PO.7相连，位选线分别与单片机的P2.0P2.3相连，电路图如图2.9所示。
图2.9显示模块
第三章系统设计与分析
3.1体统原理综述
图3.1：
系统原理框图
系统的原理框图如图3.1所示，本系统分为五大部分，第一部分主控芯片，本设计的主控芯片采用AT89C52单片机，第二部分放大电路，由传感器获得的各种电压信号，分别接到八个放大器的输入端进行放大，放大后的信号连接到第三部分的数据选择器的数据输入端，数据选择的的三个控制端连至单片机的三个IO口，由单片依次选择控制进入数据选择器的八路信号的任一路，选择输出的数据送至ADC0804的输入端，AD转换器把输入的模拟量转化为相应的数字量送至单片，然后由显示模块的数码管显示相应的数值。
3.2系统原理图
系统原理图如图3.2所示。
图3.2：
系统总原理图
第四章软件设计
4.1软件实现的功能及流程图
本设计采用8052单片为控制芯片，改程序要实现的功能是：
用单片的P3.0-P3.2IO口控制数据选择器，依次把每一路信号选通，这通道选择函数实现，选择的信号送至ADC转换器，再由单片机P1口通过读取函数读取AD转换器，单片机处理完数据后，有显示函数显示具体的数值。
其流程图如图4.1所示。
图4.1：
程序流程图
4.2程序清单
#include<
intrins.h>
#include"
at89x52.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineulongunsignedlong
#definek0P2_0
#definek1P2_1
#definek2P2_2
#definek3P2_3
#defineADwrP3_1
#definenop（）_nop_（）
#defineIntrP3_2
ucharcodeacLEDCS[]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
/*位选地址码，“0”有效，位选接的是P2口高4位*/
ucharcodeacLedSegCode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c};
/*段码*/
ucharacLED[4];
/*测电压显示缓冲区*/
charcScanIndex=0;
/*位选指针0~3*/
sbitDQ=P3^3;
/*TSOR为数据口，接于P3.3*/
ucharnChannel;
ucharnVoltage;
uintVoltage;
/*转化后的电压值*/
voiddelay2（void）;
voiddisplay2（intk）;
voidzhuanhuan（）;
voidDelay1（unsignedchar）;
voiddelay（unsignedinttime）;
WriteOneChar（unsignedchardat）;
voidAdChannel（ucharchannel）;
voiddisplay1（void）;
voiddisplay（）
{if（nChannel==0）
acLED[0]=acLedSegCode[1]|0x80;
if（nChannel==1）
acLED[0]=acLedSegCode[2]|0x80;
if（nChannel==2）
acLED[0]=acLedSegCode[3]|0x80;
if（nChannel==3）
acLED[0]=acLedSegCode[4]|0x80;
if（nChannel==4）
acLED[0]=acLedSegCode[5]|0x80;
if（nChannel==5）
acLED[0]=acLedSegCode[6]|0x80;
if（nChannel==6）
acLED[0]=acLedSegCode[7]|0x80;
if（nChannel==7）
acLED[0]=acLedSegCode[8]|0x80;
if（nChannel==7）acLED[1]=acLedSegCode[Voltage/100%10];
elseacLED[1]=acLedSegCode[Voltage/100%10]|0x80;
/*显示第2位*/
acLED[2]=acLedSegCode[Voltage/10%10];
/*LED显示第3位*/
acLED[3]=acLedSegCode[Voltage%10];
/*LED显示第4位*/
}
/**************************主函数*****************************/
voidmain（void）
{nChannel=0;
mode=0;
while
（1）
{Delay1（6000）;
if（k1==0&
&
mode==0）
{
while（k1==0）;
if（nChannel==7）
nChannel=0;
elsenChannel++;
if（k2==0&
while（k2==0）;
if（nChannel==0）
nChannel=7;
elsenChannel--;
}
if（k0==0）
while（k0==0）;
mode=~mode;
}
while（mode==1）
{while（k0!
=0）
{zhuanhuan（）;
display2（temp）;
}
Delay1（6000）;
if（k0==0）
{
while（k0==0）;
AdChannel（nChannel）;
Delay1（100）;
zhuanhuan（）;
}
/*******ADC0804进行模数转换，然后显示出来********/
voidzhuanhuan（）
{ADwr=0;
ADwr=1;
Delay1（5000）;
//while（Intr==1）;
nVoltage=P1;
Voltage=（uint）（nVoltage*250）/128;
if（nChannel==7）
{Voltage=Voltage*10/54;
TMOD=0x12;
TH0=-200;
TL0=-200;
TR0=1;
ET0=1;
while（k1!
=0&
k2!
k0!
{EA=1;
display（）;
EA=0;
P0=0;
voidIntT0（）interrupt1
{ucharBakP2;
P0=0;
/*先清显示再换位选*/
Delay1
（1）;
BakP2=P2&
0x0F;
P2=BakP2|acLEDCS[cScanIndex];
/*送位选数据*/
P0=acLED[cScanIndex++];
/*送显示数据，位选指针移位*/
cScanIndex&
=0x03;
/*位选指针回位*/
/******跳到选择*********/
voidAdChannel（ucharchannel）
{P3&
=0x8f;
switch（channel）
{case0:
break;
case1:
P3|=0x10;
case2:
P3|=0x20;
case3:
P3|=0x30;
case4:
P3|=0x40;
case5:
P3|=0x50;
case6:
P3|=0x60;
case7:
P3|=0x70;
//数码管显示子程序入口参数k
voiddisplay2（intk）{
P0=tab[k/1000];
P2_4=0;
delay2（）;
P0=0x00;
P2=0xff;
P0=tab[k%1000/100]|0x80;
P2_5=0;
P0=tab[k%100/10];
P2_6=0;
P0=tab[k%10];
P2_7=0;
voiddisplay1（void）
{uchari;
tab3[1]=0;
tab3[2]=temp%10000/1000;
tab3[3]=temp%1000/100;
tab3[0]=0;
for（i=2;
i<
4;
i++）
{P0=0;
P0=acLedSegCode[tab3[i]];
P2=acLEDCS[i];
delay（600）;
voiddelay2（void）//数码管扫瞄延时程序
{
intk;
for（k=0;
k<
600;
k++）;
voidDelay1（unsignedchart）
{
for（;
t>
0;
t--）
{nop（）;
nop（）;
voiddelay（unsignedinttime）//延时子程序入口参数time
unsignedintn;
n=0;
while（n<
time）
{n++;
return;
第五章设计总结
以上为课设期间所设计的多路放大与巡回测量控制系统，经过多次修改和整理，可以满足设计的基本要求，且性能稳定，可靠性较好，具有一定的使用价值，
本系统在设计时采用8052单片机为核心，把整个系统划分为了五大部分，先由整体原理框图构思系统整体电路结构，然后分单元构思每个模块电路设计，最后把所有的单元模块综合起来，绘制总体的硬件电路图，在设计中放大电路部分采用了性能优良的LM324集成运算放大器，由于题目要求8路数据巡回检测，在数据性选择部分选择了CD4051数据选择器，为了节省成本，ADC选择了价格便宜的ADC0804，同时满足题目要求的一路AD转换要求偶，显示部分则选用四位数码管，才用动态显示的方式，方便而且可行性高。
通过这十天的课程设计学习，我感觉有很大的收获：
首先，通过学习使自己对课本上的知识可以应用于实际，使的理论与实际相结合，加深自己对课本知识的更好理解，同时实习也段练了我个人的动手能力：
能够充分利用图书馆去查阅资料，拓展许多课本以外的知识。
能对PROTEL99SE、PROTEUS、KEIL等软件熟练操作，达到学以致用。
对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。
同时掌握了电子系统综合设计的不少方法和技巧，为以后的工作和学习奠定一定的基础。
虽然整个系统设计完成后能够基本满足设计的要求，但是在实际的设计过程中出现了不少的问题，对相关的硬件电路原理不够熟悉，软件使用不够精通，在设计时走不少的弯路，尤其在软件编程的设计上，缺乏经验，还需要进一步的加强，最后在老师的帮助下完成了相关的设计。
参考文献
[1]赵晶主编《Prote199高级应用》．人民邮电出版社，2000.12
[2]于海生编著《微型计算机控制技术》清华大学出版社2003.4
[3]段九洲.放大电路实用设计手册.[M]
辽宁科学技术出版社，2002.8
[4]李朝青.单片机原理及接口技术[M]空航天大学出版社，2000.5
[5]阎石主编《数字电子技术基础》高等教育出版社，2006.5
[6].忠梅.单片机的C语言应用程序设计[M].北京:
北京航空航天大学出版社，2003
[7]何钦铭编著《C语言程序设计》高等教育出版社，2008.4
附录1：
器件清单
器件名称
器件型号
器件个数
电容
0.1U
5
电阻
1K
15
10K
2
33K
9
电阻排
10K（RESPACK-8）
1
10U
晶振
11.0592
30P
150
数据选择器
CD4051
单片机处理器
AT89C52
AD转换器
ADC0804
4位数码管
FJ3461BH
集成运放
LM324
单排针
CON4
CON8
附录2
升级会员 