數(shù)字電壓表的仿真電路設(shè)計(jì)

本文采用ADC0808對輸入模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，控制核心AT89C51單片機(jī)對轉(zhuǎn)換的結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算和處理，最后驅(qū)動輸出裝置顯示數(shù)字電壓信號，通過Proteus仿真軟件實(shí)現(xiàn)接口電路設(shè)計(jì)，并進(jìn)行實(shí)時仿真。

　　Proteus軟件是一種電路分析和實(shí)物模擬仿真軟件。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以進(jìn)行仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，是集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能強(qiáng)大，具有系統(tǒng)資源豐富、硬件投入少、形象直觀等優(yōu)點(diǎn)，近年來受到廣大用戶的青睞。

　　1 系統(tǒng)概述

　　1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)

　　利用單片機(jī)AT89C51與ADC0808設(shè)計(jì)一個數(shù)字電壓表，將模擬信號0～5 V之間的電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號，以兩位數(shù)碼管顯示，并通過虛擬電壓表觀察ADC0808模擬量輸入信號的電壓值，LED數(shù)碼管實(shí)時顯示相應(yīng)的數(shù)值量。

　　1.2 總體方案

　　數(shù)字電壓表電路組成框圖如圖1所示。

　　本設(shè)計(jì)中需要用到的電路有電源電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、顯示電路等。設(shè)計(jì)中需要用到的芯片有AT89C51單片機(jī)、ADC-0808、74LS74、LED數(shù)碼管等。

數(shù)字電壓表的Proteus軟件仿真電路設(shè)計(jì)#e#2 數(shù)字電壓表的Proteus軟件仿真電路設(shè)計(jì)

　　待測電壓輸入信號在ADC0808芯片承受的最大工作電壓范圍內(nèi)，經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，通過單片機(jī)控制電路進(jìn)行程序數(shù)據(jù)處理，然后通過七段譯碼/驅(qū)動顯示電路實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示輸入電壓。

　　硬件電路原理圖如圖2所示。

　　2.1 AT89C51單片機(jī)和數(shù)碼管顯示電路的接口設(shè)計(jì)

　　利用單片機(jī)AT89C51與ADC0808設(shè)計(jì)一個數(shù)字電壓表，將模擬信號0～5 V之間的直流電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號0～FF，以兩位數(shù)碼管顯示。Proteus軟件啟動仿真，當(dāng)前輸入電壓為2.5 V，轉(zhuǎn)換成數(shù)字值為7FH，用鼠標(biāo)指針調(diào)節(jié)電位器RV1，可改變輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0808的電壓，并通過虛擬電壓表觀察ADC0808模擬量輸入信號的電壓值，LED數(shù)碼管實(shí)時顯示相應(yīng)的數(shù)值量。

　　在Proteus軟件中設(shè)置AT89C51單片機(jī)的晶振頻率為12 MHz。本電路EA接高電平，沒有擴(kuò)展片外ROM。

　　2.2 A/D轉(zhuǎn)換電路的接口設(shè)計(jì)

　　A/D轉(zhuǎn)換器采用集成電路ADC0808。ADC0808具有8路模擬量輸入信號IN0～I(xiàn)N7(1～5腳、26～28腳)，地址線C、B、A(23～25腳)決定哪一路模擬輸入信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，本電路將地址線C、B、A均接地，即選擇0號通道輸入模擬量電壓信號。22腳ALE為地址鎖存允許控制信號，當(dāng)輸入為高電平時，對地址信號進(jìn)行鎖存。6腳START為啟動控制信號，當(dāng)輸入為高電平時，A/D轉(zhuǎn)換開始。本電路將ALE腳與START腳接到一起，共同由單片機(jī)的P2.0腳和WR腳通過或非門控制。7腳EOC為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，7腳輸出一個正脈沖，此信號可作為A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的檢測信號或向CPU申請中斷的信號，本電路通過一個非門連接到單片機(jī)的P3.2腳。9腳OE為A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許控制信號，當(dāng)OE腳為高電平時，允許讀取A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字量。該OE腳由單片機(jī)的P2.0腳和RD腳通過或非門控制。10腳CLOCK為ADC0808的實(shí)時時鐘輸入端，利用單片機(jī)30引腳ALE的六分頻晶振頻率得到時鐘信號。數(shù)字量輸出端8個接到單片機(jī)的P0口。

　　3 數(shù)字電壓表的軟件程序設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)上電狀態(tài)，初始化ADC0808的啟動地址，數(shù)碼管顯示關(guān)閉，開始啟動A/D轉(zhuǎn)換。等待啟動結(jié)束后，將ADC0808的0號通道模擬量輸入信號轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量結(jié)果通過數(shù)碼管動態(tài)顯示的方式顯示到三位數(shù)碼管上。