数字电流表设计.doc

辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 课程设计 论文 课程设计 论文 题目 题目 数字电流表设计数字电流表设计 院 系 院 系 专业班级 专业班级 学学 号 号 学生姓名 学生姓名 指导教师 指导教师 签字 起止时间 起止时间 2012015 5 06 22 201 06 22 2015 5 7 0 7 05 5 本科生课程设计 论文 II 课程设计 论文 任务及评语课程设计 论文 任务及评语 院 系 教研室 学 号学生姓名 专业班级 课程设计 论文 题目 数字电流表设计 课程设计 论文 任务 电流测量范围 0 5 A 测量精度 0 5 量程自动切换 采用 LED 显示 可用现 场提供的 220 V 交流电源 设计任务 设计任务 1 CPU 最小系统设计 包括 CPU 选择 晶振电路 复位电路 2 电流检测电路设计 3 显示电路及电源电路设计 4 程序流程图设计及程序清单编写 技术参数 技术参数 1 电流测量范围 0 5 A 工作电源 220V 2 测量精度 0 5 设计要求设计要求 1 分析系统功能 尽可能降低成本 选择合适的单片机 AD 转换器 输出电路等 2 应用专业绘图软件绘制硬件电路图和软件流程图 3 按规定格式 撰写 打印设计说明书一份 其中程序开发要有详细的软件设计说明 详细阐述系统的工作过程 字数应在 4000 字以上 进度计划 第 1 天 查阅收集资料 第 2 天 总体设计方案的确定 第 3 4 天 CPU 最小系统设计 第 5 天电流检测电路设计 第 6 天显示电路及电源电路设计 第 7 天 程序流程图设计 第 8 天 软件编写与调试 第 9 天 设计说明书完成 第 10 天 答辩 指导教师评语及成绩 平时 论文质量 答辩 总成绩 指导教师签字 年 月 日 本科生课程设计 论文 III 注 成绩 平时20 论文质量60 答辩20 以百分制计算 本科生课程设计 论文 IV 摘 要 本设计是通过采样电阻及信号放大电路将待测的电流信号 I 转换成电压信号 V 由 A D 转换器采集电压信号 并将电压的模拟量信号转换为数字量信号传输给单 片机 由单片机完成对采样信号的处理 分析与计算 最后输出信号驱动两个 8 位 LED 数码管 数码管采用动态显示的方式 用以显示被测的电流值 整个设计的关键部分在于采样电路和 A D 转换部分 采样电路需要将很小的 电流信号转变成电压信号 故采用比例运算放大电路实现效果 A D 转换部分采 用 ADC0809 将模拟量转变为数字量 简易数字电流测量电路由 A D 转换 数 据处理 显示控制等模块组成 可以实现量程的自动切换 本设计是通过采样电 阻及信号放大电路将待测的电流信号 I 转换成电压信号 V 由 A D 转换器采集电 压信号 并将电压的模拟量信号转换为数字量信号传输给单片机 由单片机完成 对采样信号的处理 分析与计算 最后输出信号驱动两个 8 位 LED 数码管 数码 管采用动态显示的方式 用以显示被测的电流值 关键词 A D 转换 单片机 LED 动态显示 本科生课程设计 论文 V 目 录 第 1 章 绪论 1 1 1 数字电流表概况 1 1 2 本文研究内容 1 第 2 章 CPU 最小系统设计 2 2 1 数字电流表总体设计方案 2 2 2 CPU 的选择 2 2 3 数据存储器扩展 4 2 4 复位电路设计 5 2 5 时钟电路设计 6 2 6 CPU 最小系统图 7 第 3 章 数字电流表输入输出接口电路设计 8 3 1 电源电路设计 8 3 2 采样待测电流 8 3 3 数字电流表检测接口电路设计 9 3 3 1 A D 转换器选择 9 3 3 2 模拟量检测接口电路图 10 3 4 人机对话接口电路设计 10 3 4 1 键盘设计 10 3 4 2 显示器设计 11 第 4 章 数字电流表软件设计 13 4 1 软件实现功能综述 13 4 2 流程图设计 13 4 2 1 主程序流程图设计 13 4 2 2 模拟量检测流程图设计 14 4 2 3 单片机处理流程图设计 15 第 5 章 系统设计与分析 16 5 1 系统原理图 16 本科生课程设计 论文 VI 5 2 系统原理综述 17 第 6 章 课程设计总结 18 参考文献 19 本科生课程设计 论文 1 第 1 章 绪论 1 1 数字电流表概况 数字电流表表具有变送 LED 显示和数字接口等功能 通过对电网中各参量 的交流采样 经 CPU 进行数据处理 将三相电流参数 频率等电参量由 LED 直接 显示 同时输出 0 5V 0 20mA 或 4 20mA 相应的模拟电量 与远动装置 RTU 相连 并带有 RS 232 或 485 接口 与微机进行数据交换 具有设置显示倍率 多路变送 多量显示的组合功能 按信号形式分 电流表 电压表 频率表 温 度表 功率表 按被测量的数目 单点表 多点表 按功能分 单纯显示 显示 报警表 显示变送表 显示通讯表 显示记录表 多功能表等 以满足不同用户 的使用要求 数字电流表是一种更直观 更便捷的电流表 在工业生产中体现出了其优势 数字电流表表具有变送 LED 显示和数字接口等功能 通过对电网中各参量的交 流采样 经 CPU 进行数据处理 将三相电流参数 频率等电参量由 LED 直接显示 同时输出 0 5V 0 20mA 或 4 20mA 相应的模拟电量 与远动装置 RTU 相连 并带有 RS 232 或 485 接口 与微机进行数据交换 具有设置显示倍率 多路变 送 多量显示的组合功能 1 2 本文研究内容 基于单片机的智能综合仪表是基于智能化 数字化 网络化 新一代智能仪 表的设计理念 采用智能调理 灵巧总线 工业网络 液晶显示 电子储存技术 综合指示仪表 调节仪表 计算仪表与记录仪表功能 具有高测量控制精度 工 可靠性稳定性的特点 本文将制作数字电流表 具有检测 0 5A 电流的能力 精度 5 电路设计共 分为单片机最小系统电路设计 电流检测电路设计 显示电路设计以及电源电路 设计 并使用汇编语言对单片机进行编程 并由数码管显示最终数据 在设计中 采用运算放大器对电流采样 经 A D 转换器 将电压模拟量转变 为数字量 输出给单片机 单片机通过运算 将结果通过 I O 口传递给 3 个 8 位 共阴极 LED 数码管 数码管采用动态扫描工作方式 以显示最终的数值 本科生课程设计 论文 2 第 2 章 CPU 最小系统设计 2 1 数字电流表 总体设计方案 本文将设计数字电流表 数字电流表的过程原理图如下 图 2 1 过程层原理框图 采样电流部分 对待检测的电流信号进行采样 同时 由于考虑到 AD 转换 需要输入电压信号 因此将电流信号经过集成运算放大器转化成电压信号后 再 输入到 AD 转换器中 AD 转换部分 采用 ADC0809 进行模数转换 并用 74LS373 锁存 AD 转换是 整个设计的核心部分 它涉及到精度的控制 以及数据的转换 单片机计算部分 由 ADC0809 转换后的数字量通过 I O 口传送到 89C51 单片 机中 通过计算得到的电压数值 推算出被检测电流的数值 并将数值传送到 LED 显示模块 LED 显示部分 89C51 控制 8 位数码管 将计算后得到的结果在 LED 上显示 2 2 CPU 的选择 本文中选用的单片机型号为 89C51 89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦 除只读存储器的低电压 高性能 CMOS8 位微处理器 俗称单片机 单片机的可擦 除只读存储器可以反复擦除 100 次 该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造 技术制造 与工业标准的 MCS 51 指令集和输出管脚相兼容 由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中 ATMEL 的 89C51 是一种高效微控制器 89C2051 是它的一种精简版本 89C51 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种 灵活性高且价廉的方案 1 片内 4KB Flash ROM 程序存储器 2 128B 的片内数据存储器 3 有 4 个并行 I O 接口分别为 P0 P1 P2 和 P3 口 每个 I O 接口有 8 条 采样电流A D 转换 单片机处理LED 显示 本科生课程设计 论文 3 可单独编程的 I O 线 4 5 个中断源 2 个中断优先级 5 2 个 16 位的定时 计数器 6 21 个特殊功能寄存器 7 可编程串行口 具体说明 40 只引脚其功能如下 VCC 电源 GND 接地 P0 口 P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I O 口 每脚可吸收 8TTL 门电流 当 P1 口的管脚第一次写 1 时 被定义为高阻输入 P0 能够用于外部程 序数据存 储器 它可以被定义为数据 地址的第八位 在 FIASH 编程时 P0 口作为原码输 入口 当 FIASH 进行校验时 P0 输出原码 此时 P0 外部必须被拉高 P1 口 P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I O 口 P1 口缓冲器能接 收输出 4TTL 门电流 P1 口管脚写入 1 后 被内部上拉为高 可用作 输入 P1 口被外部下拉为低电平时 将输出电流 这是由于内部上拉的缘故 在 FLASH 编 程和校验时 P1 口作为第八位地址接收 P2 口 P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I O 口 P2 口缓冲器可接收 输出 4 个 TTL 门电流 当 P2 口被写 1 时 其管脚被内部上拉电阻 拉高 且 作为输入 并因此作为输入时 P2 口的管脚被外部拉低 将输出电流 这是由于 内部上拉的缘故 P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存 储器进行 存取时 P2 口输出地址的高八位 在给出地址 1 时 它利用内部上拉优势 当对外部八位地址数据存储器进行读写时 P2 口输出其特殊功能寄存器 的内容 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号 P3 口 P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I O 口 可接收输出 4 个 TTL 门电流 当 P3 口写入 1 后 它们被内部上拉为高电平 并用作输入 作 为输入 由于外部下拉为低电平 P3 口将输出电流 ILL 这是由于上拉的缘故 P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号 RST 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 平时间 ALE PROG 当访问外部存储器时 地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的 地位字节 在 FLASH 编程期间 此引脚用于输入编程脉冲 在平时 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 然而要注意的是 每当用作外部数据存储器 时 本科生课程设计 论文 4 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 MOVX MOVC 指令是 ALE 才起作用 另外 该引脚被略微拉高 如果 微处理器在外部执行状态 ALE 禁止 置位无效 PSEN 外部程序存储器的选通信号 在由外部程序存储器取指期间 每个 机器周期两次 PSEN 有效 但在访问外部数据存储器时 这两次有效的 PSEN 信 号将不出现 EA VPP 当 EA 保持低电平时 则在此期间外部程序存储 0000H FFFFH 不管是否有内部程序存储器 注意加密方式 1 时 EA 将内部锁定为 RESET 当 EA 端保持高电平时 此间内部 程序存储器 在 FLASH 编程期间 此引脚也用于施加 12V 编程电源 VPP 图 2 2 89C51 单片机引脚图 2 3 数据存储器扩展 结 89C51 片内有 128B 的 RAM 存储器 在实际应用中仅仅依靠这 128B 的数据 存储器是远远不够的 这种情况下可利用 89C51 单片机所具有的扩展功能 扩展 外部数据存储器 89C51 单片机最大可扩展 64KB RAM 单片机采用 89C51 地址锁存器采用 74ALS373 数据存储器采用 6264 EA VP 31 X 1 19 X 2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 IN T0 12 IN T1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 A LE P 30 TXD 11 RXD 10 U 189C51 本科生课程设计 论文 5 74ALS373 为三态输出的八 D 透明锁存器 它带有清除端 只有清除端 CLRAR 为高电平时 才具有锁存功能 锁存控制端为 11 脚 CLK 且为上升沿锁存 当允 许控制端 OE 为低电平时 Q0 Q7 为正常逻辑状态 可用来驱动负载或者总线 当 OE 为高电平时 Q0 Q7 呈高阻态 即不驱动总线 也不为总线负载 但锁存器内 部的逻辑操作不受影响 当锁存允许端 LE 为高电平时 Q 随数据 D 而变 当 LE 为低电平时 D 被锁存在已建立的数据电平 6264 数据存储器 是 8K 8 位静态随机存储器 采用 CMOS 工艺制造 单一 5V 电源供电 额定功耗 200mW 典型存取时间 200ns 为 28 线双列直插式封装 图 2 3 CPU 与数据存储器的硬件原理图 2 4 复位电路设计 单片机的复位都是靠外部复位电路来实现得 在时钟电路工作后 只要在单 片机得 RESET 引脚上出现 24 个时钟脉冲 两个机器周期 以上的高电平 单片 机就能实现复位 为了保证系统可复位 在设计复位电路时 一般使 RESET 引脚 保持 100ms 以上的高电平 单片机便可以可靠地复位 当 RESET 从高电平变为低 A0 10 A1 9 A2 8 A3 7 A4 6 A5 5 A6 4 A7 3 A8 25 A9 24 A10 21 A11 23 A12 2 CE1 20 CE2 26 WE 27 OE 22 D0 11 D1 12 D2 13 D3 15 D4 16 D5 17 D6 18 D7 19 VCC 28 GND 14 6264 D7 18 D6 17 D5 14 D4 13 D3 8 D2 7 D1 4 D0 3 Q7 19 Q6 16 Q5 15 Q4 12 Q3 9 Q2 6 Q1 5 Q0 2 G 11 OE 1 74LS373 5V 1k 5V VCC VSS RESET P1 0 1 P1 1 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 RST 9 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT 13 P3 4 T0 14 P3 5 T1 15 P3 6 WR 16 P3 7 RD 17 XTAL1 19 P2 0 21 P2 1 22 P2 2 23 P2 3 24 P2 4 25 P2 5 26 P2 6 27 P2 7 28 PSEN 29 ALE 30 P0 7 32 P0 6 33 P0 5 34 P0 4 35 P0 3 36 P0 2 37 P0 1 38 P0 0 39 XTAL2 18 EA 31 VCC 40 VSS 20 89C51 XTAL2 XTAL1 本科生课程设计 论文 6 电平以后 单片机从 0000H 地址开始执行程序 在复位有效期间 ALE 和 PSEN 引 脚输出高点平 该设计采用的是按健电平复位电路 使用比较方便 在此复位电 路中 干扰易串入复位端 在大多数情况下不会造成单片机的错误复位 但会引 起内部 某些寄 存器错 误复位 在 RESET 复位引脚上接一个去耦电容 在程序跑飞时 可以手动复位 按下按键后 使 RESET 端产生高电平 按键时间决定复位时间 这样就不用在重起单片机电源 就可以实现复位 如图 2 4 所示 C3 10uF R1 1K R2 10K S1 VCC EA VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE P 30 TXD 11 RXD 10 U1 89C51 本科生课程设计 论文 7 图 2 4 复位电路硬件连线图 2 5 时钟电路设计 现 在高 精度 的计 时工 具大 多数 都使 用了 石英 晶体 振荡 器 由于电子钟 石英钟 石英表都采用了石英技术 因此走时精度高 稳定性好 使用方便 不需要经常调试 数字式电子钟用集成电路计时时 译码代替机械式 传动 用 LED 显示器代替指针显示进而显示时间 减小了计时误差 这种表具有 时 分 秒显示时间的功能 还可以进行时和分的校对 片选的灵活性好 时钟 电路用于产生单片机工作所需的时间信号 时钟信号可以有两种方式产生 内部 时钟方式和外部时钟方式 89C51 单片机内部有一个高增益反向放大器 及与非门的一个输入端编程为 常有效时 用于构成片内振荡器 引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是此放大器的输入 端和输出端 在 XTAL1 和 XTAL2 两端跨接晶体或陶瓷谐振器 就构成了稳定的自 激振荡器 其发出的脉冲直接送入内部时钟发生器 如图 2 5 所示 外接晶振时 C1 和 C2 值通常选择为 30pF 左右 外接陶瓷谐振器时 C1 和 C2 可稳定频率并对振荡频率有微调作用 振荡频率范围是 0 到 24MHz 为了减少 寄生电容 更好地保证振荡器稳定可靠的工作 谐振器和电容应尽可能安装的与 单片机芯片可靠 内部时钟发生器实质上是一个二分频的触发器 其输出是单片机工作所需的 时钟信号 EA VP 31 X 1 19 X 2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 IN T0 12 IN T1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 A LE P 30 TXD 11 RXD 10 U 1 89C51 C1 33pF C2 33pF Y 1 12MH z 本科生课程设计 论文 8 图 2 5 时钟电路硬件连线图 2 6 CPU 最小系统图 在经过数据存储器扩展 复位电路设计 时钟电路设计后 构成了单片机最 小系统硬件电路图 如图 2 6 图 2 6 单片机最小系统硬件连线图 EA VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE P 30 TXD 11 RXD 10 U189C51 D0 3 Q0 2 D1 4 Q1 5 D2 7 Q2 6 D3 8 Q3 9 D4 13 Q4 12 D5 14 Q5 15 D6 17 Q6 16 D7 18 Q7 19 OE 1 LE 11 U2 74ALS373 A0 10 A1 9 A2 8 A3 7 A4 6 A5 5 A6 4 A7 3 A8 25 A9 24 A10 21 A11 23 A12 2 CS1 20 CS2 26 WE 27 OE 22 D0 11 D1 12 D2 13 D3 15 D4 16 D5 17 D6 18 D7 19 U3 6264 C1 33pF C2 33pF Y1 12MHz C3 10uF R1 1K R2 10K S1 VCC 本科生课程设计 论文 9 第 3 章 数字电流表输入输出接口电路设计 3 1 电源电路设计 单片机的电源电路一般由 USB 接口提供 5V 的工作电压 驱动单片机工作 图 3 1 提供了一种可为单片机供电的电源电路设计方案 图 3 1 电源电路 3 2 采样待测电流 由于 ADC0809 只能将电压的模拟量信号转变为数字量信号 所以要将待测的 电流信号转换成电压信号 本文采用集成运算放大器 具体电路如图 3 2 所示 待测电流经分压电阻 R 流入一个阻值很小的电阻 R0 0 01 R0 另一端接 地 R0 则会产生一个微弱的电压信号 输入由运放 AR1 R1 R2 构成的比例放大 电路中 此时的电压与输入电压反相 故将 Var1 通过 AR2 进行反相 则输出的 Vo 100Vi 这样 就将待测的电流信号成功转化成了电压信号 AR1 R0 0 05 R2 1k R1 10 R 10 AR2 Vo I待待 1 2 3 4 JP1 4 HEADER D71 DIODE Vin 1 GND 3 Vout 2 U71 LM309HD72 DIODE C71 104 C74 104 C73 470 C72 470 S1 SW SPST VCC 本科生课程设计 论文 10 图 3 2 电流 电压信号转换 3 3 数字电流表检测接口电路设计 3 3 1 A D 转换器选择 A D 转换部分本系统采用了 ADC0808 芯片 ADC0808 是采样分辨率为 8 位的 以逐次逼近原理进行模 数转换的器件 其内部有一个 8 通道多路开关 它可以 根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 A D 转换 ADC0808 是 ADC0809 的简化版本 功能基本相同 一般在硬件仿真时采用 ADC0808 进行 A D 转换 实际使用时采用 ADC0809 进行 A D 转换 其主要特性如下 1 8 路输入通道 8 位 A D 转换器 即分辨率为 8 位 2 具有转换起停控制端 3 转换时间为 100 s 时钟为 640kHz 时 130 s 时钟为 500kHz 时 4 单个 5V 电源供电 5 模拟输入电压范围 0 5V 不需零点和满刻度校准 6 工作温度范围为 40 85 摄氏度 7 低功耗 约 15mW ADC0809 典型时钟频率为 640KHZ 每一通道的转换时间需要 66 73 个时钟 脉冲 约为 100ms 在启动 ADC0809 后 EOC 大约在 10us 后才变为低电平 ADC0809 与单片机接口十分简单 89C51 单片机通过地址线 P2 7 和读 写信 号来控制转换器模拟输入通道地址锁存 启动和输出允许 ALE 为其地址锁存控 制信号 八个模拟输入通道 IN0 IN7 的地址分别为 7FF8H 7FFFH 本科生课程设计 论文 11 3 3 2 模拟量检测接口电路图 由 CPU AD 转换器等电路连接而成的完整的模拟量检测电路如图 3 3 示 输 入电压信号经 ADC0809 转换后输出到 89C51 单片机中 以进行下一步的计算 图 3 3 模拟量检测接口电路 3 4 人机对话接口电路设计 3 4 1 键盘设计 在单片机应用系统中 为了控制其运行状态 需要向系统输入一些命令或数 据 因此应用系统中应设有键盘 包括数字键 功能键和组合控制键等 这些按 键或者键盘都是以开关状态来设置控制功能或输入数据 当所设置的功能键或数 字键按下时 单片机应用系统应完成该按键所设定的功能 因此 键盘信息输入 是与软件结构密切相关的 CPU 对键盘操作的响应要满足实时性 即及时发现键 盘操作 及时做出响应 因此 键输入接口与软件应可靠而快速地实现键信息输 入与键功能任务 本科生课程设计 论文 12 单片机应用系统中 键盘与 CPU 的连接方式可以分为独立式按键和矩阵式键 盘 这次设计数字电流表所需要的按键数量较少 因此选用独立式按键方式 独 立式按键电路如图 3 4 所示 独立式按键是指直接用 I O 口线构成的单个按键电路 每个独立式按键单独 占用一根 I O 口线 每根 I O 口线上的按键工作状态不会影响其他 I O 口线的工 作状态 图 3 4 独立式按键电路 本科生课程设计 论文 13 3 4 2 显示器设计 数码管是一种把多个 LED 显示段集成在一起的显示设备 有两种类型 一种 是共阳型 一种是共阴型 共阳型就是把多个 LED 显示段的阳极接在一起 又称 为公共端 共阴型就是把多个 LED 显示段的阴极接在一起 即为公共商 阳极即 为二极管的正极 又称为正极 阴极即为二极管的负极 又称为负极 通常的数 码管又分为 8 段 即 8 个 LED 显示段 这是为工程应用方便如设计的 分别为 A B C D E F G DP 其中 DP 是小数点位段 而多位数码管 除某一位的 公共端会连接在一起 不同位的数码管的相同端也会连接在一起 即 所有的 A 段都会连在一起 其它的段也是如此 这是实际最常用的用法 数码管显示方法 可分为静态显示和动态显示两种 静态显示就是数码管的 8 段输入及其公共端电 平一直有效 动态显示的原理是 各个数码管的相同段连接在一起 共同占用 8 位段引管线 每位数码管的阳极连在一起组成公共端 利用人眼的视觉暂留性 依次给出各个数码管公共端加有效信号 在此同时给出该数码管加有效的数据信 号 当全段扫描速度大于视觉暂留速度时 显示就会清晰显示出来 图 3 5 数码显示电路图 本科生课程设计 论文 14 本科生课程设计 论文 15 第 4 章 数字电流表软件设计 4 1 软件实现功能综述 单片机得到经 A D 转换器转换后的电压信号 由待测电流值与电压信号的关 系可知 单片机中软件部分需要将接收到的数字量除以 5 便可得到所检测的电 流信号的数值 4 2 流程图设计 4 2 1 主程序流程图设计 图4 1 主程序流程图 开始 启动系统 系统初始化 采样数据 送 A D 转换 单片机计算 输出显示 本科生课程设计 论文 16 主程序由初始化部分 调用 A D 转换子程序和相应外部中断显示电流数值程 序组成 其中初始化部分包含存放通道的缓冲区初始化和显示缓冲区初始化 另 外 对于单路显示和循环显示 系统设置了一个标志位 00H 控制 初始化时 00H 位设置为 0 默认为循环显示 00H 位通过单路 循环按键控制 主程序流程图如图 4 1 所示 4 2 2 模拟量检测流程图设计 N Y 图4 2 模拟量检测流程图 A D转换子程序用于对ADC0809的4路输入模拟电流进行A D转换 并将转换的 数值存入4个相应的存储单元中 A D转换子程序每隔一定时间调用一次 即隔一 初始值 调用延时 存转后的十六进制数 数据指针加一 入