多路数据巡回监测与显示电路设计 2概述.docx

1、多路数据巡回监测与显示电路设计 2概述课程设计报告题目：多路数据巡回监测与显示电路姓名：学号：班级：多路数据巡回监测与显示系统摘要多路数据巡回监测与显示的设计实际上就是设计一个数据采集与处理系统的前端部分，无须单片机只用数字芯片即可实现相应的功能，因为不涉及到采集信号的处理。虽然如此，但我们在学习设计中仍应该对单片机知识有一定了解，这样也能让我们对数字芯片有更深入的认识，从而为设计课程提供良好的理论基础。我们要监测的信号是浓度，湿度，气压等模拟信号，为了能让这些信号被检测,且要让不能处理模拟信号的计算机去处理，所以有必要将其都转化成数字信号，否则不能实现现场的自动监测与控制。因此如何将这类模拟

2、量转换成数字量,而且实现多通道的自动采集成为整个系统的设计关键。关键词：多路；通道自动切换；巡回监测；A/D 模数转换；报警；目 录 1 课程设计目的.42 课程设计指标.43 课程设计原理.4 3.1 设计方案4 3.2 原理框图54 设计的步骤和过程.64.1 电源. 64.2 模数转换电路.74.3 报警电路. 84.4控制电路与巡回电路. .84.5设计步骤和过程.95 设计的仿真和运行结果. . .115.1 电路的调试.115.2 结果及分析. 11 6附录.14附录A. .14 附录B. .15. 1 课程设计目的多路数据巡回检测与显示电路，实现了电路自动对变阻上电压的巡回检测，

3、并用发光灯进行显示。此次试验，让我们自行设计，不仅加强了对元器件的认识，学会了怎样运用元器件，更加加强了了自我的设计意识，通过合作完成设计任务。最后学会使用EWB软件，并通过EWB电路仿真设计软件完成多路数据巡回监测与显示电路的设计及仿真调试，在微机上仿真实现多路数据巡回监测与显示的设计。2 课程设计指标1、设计、调试、仿真多路数据巡回监测、显示与报警电路。2、多路（两路）数据为模拟信号，是两路可变电阻上的直流电压(VDC)。3、正常直流电压：VDC=，当VDC，报警（发光显示）。4、采样数据的巡回显示。3 课程设计原理31 设计方案 两片74HC160芯片组成控制电路，通过计数器的数据叠加在

4、不同时刻控制选择不同的通路输出；改变电压输入的通道的不断改变，完成电路的巡回提取两变阻上的电压，并用发光灯显示当前通道。通过比较器把输入电压和预设电压进行比较来报警。正常直流电压：VDC=，当VDC，监测灯发光警告。由于输入电压是模拟量，所以使用ADC模块进行模数转换，把模拟电压信号转化成16位2进制数据输出，并运用显示器，显示当前电压值。，而电压信号则由555A/D转换芯片。此外两片由以上几部分便构成了完整的多路巡回监测与显示电路。74HC160芯片组成控制电路，通过计数器的数据叠加在不同时刻控制选择不同的通路输出；输出模块把数字信号正确的输出。由以上几部分便构成了完整的多路巡回监测与显示电

5、路。3.2 设计原理图4 设计的步骤和过程4.1电源运用两个变阻器，产生两个通路，并通过改变电阻阻值，实现测试电路作用4.2 模数转换与显示电路通过ADC模数转化模块，连到数码管显示器上显示。其中比较重要的元件ADC0809，其图如下ADC0809芯片为28引脚为双列直插式封装，对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下：IN7IN0模拟量输入通ALE地址锁存允许信号。对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。 START转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0809；START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持 低电平。本信号有时简写为

6、ST.A、B、C地址线。 通道端口选择线，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB和ADDC。其地址状态与通道对应关系见表9-1。CLK时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500KHz的时钟信号EOC转换结束信号。EOC=0,正在进行转换；EOC=1,转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。D7D0数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。D0为最低位，D7为最高 OE输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高阻；O

7、E=1，输出转换得到的数据。Vcc +5V电源。 Vref参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V).4.3报警电路4.4控制电路与巡回电路其中重要的元器件74160计数器，如图功能如下74160，是一个4位二进制的计数器，它具有异步清除端与同步清除端不同的是，它不受时钟脉冲控制，只要来有效电平，就立即清零，无需再等下一个计数脉冲的有效沿到来。1.异步清零功能 只要（CR的非）有效电平到来，无论有无CP脉冲，输出为“0”。在图形符号中，CR的非的信号为CT=0，若接成七进制计数器，这里要特别注意，控制清

8、零端的信号不是N-1（6），而是N（7）状态。其实，很容易解释，由于异步清零端信号一旦出现就立即生效，如刚出现0111，就立即送到（CR的非）端，使状态变为0000。所以，清零信号是非常短暂的，仅是过度状态，不能成为计数的一个状态。清零端是低电平有效。2.同步置数功能 当（LD的非）为有效电平时，计数功能被禁止，在CP脉冲上升沿作用下D0D3的数据被置入计数器并呈现在Q0Q3端。若接成七进制计数器，控制置数端的信号是N（7）状态，如在D0D3置入0000，则在Q0Q3端呈现的数据就是0110。 4.4 设计步骤和过程：(1) 正确理解实习要求，找出设计要求的实习目的；(2) 正确画出要求电路的

9、流程图；(3) 分析每个模块的作用，找出核心芯片型号；(4) 查找相关芯片的接线方法，和工作原理，理解芯片的作用；(5) 按电路原理正确连接相应的电路图；(6) 检测电路是否可以正确实现实习电路的要求，改正错误的电路部分。5 设计的仿真和运行结果5.1电路的调试 打开总控制开关，使总电路处于工作状态， （0）由于计数器的Q2,Q3连接到电磁继电器上，所以在开始的几秒中，两电磁继电器均未导通，左边最上面的灯（报警灯）亮（1） 大概几秒之后，Q2输出值为1，电磁继电器导通，第一路变阻上的电压输入ADC及报警电路， 此时按2下空格键（转换启动输入SOC的控制开关），使此时变阻上的电压通过ADC显示在

10、数码管显示器上。（2） 再过几秒之后，Q3值为一，Q2值为零，二号电磁继电器导通，一号断开，第二路变阻上的电压输入ADC及报警电路，此时再次按两下空格键，是2号变阻上的电压通过ADC显示在数码管显示器上。（3） 几秒之后，当Q1与Q3同时为0时，通过与非门，使清零端为1，计数器清零，回到初始状态。（4） 从第（0）步开始往复循环5.2 结果及分析（1）此图正常灯亮，表示电压正常，在1.53.5之间，一号电路灯亮，表示此时是一通路导通，所以为一通道电路电压正常（2）此图中报警信号灯亮，表示电压小于1.5V，2号导通电路灯亮，表示此时二路导通，所以表示2号导通电路电压小于1.5V，产生报警信号。（3）改变电阻后，此图中显示报警与正常显示灯均不亮，表示此路中电压大于3.5V，2号导通电路灯亮，此时2号通路导通，所以2号导通电压大于3.5V6附录附录A:多路数据巡回监测与显示电路图附录B:元器件清单器材名称备注数量开关1个与门1个与非门1个非门1个74LS160四位十进制同步计数器1片可变电阻器2个ADC0804AD转换器1片数值比较器3个数码显示器2个电磁继电器2个