簡易數(shù)字電壓表 畢業(yè)論文

1、<p>　畢業(yè)綜合報告題 目： 簡易數(shù)字電壓表 二零一二年九月二十日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著電子技術的發(fā)展,由于經常需要測量高精度的電壓，而數(shù)字式儀器是具有讀數(shù)準確方便、精度高、誤差小、靈敏度高、分辨率高、測量速度快等特點而倍受用戶青睞，因此數(shù)字電壓表應運而生。</p>

2、;<p>　　數(shù)字電壓表（Digital Voltmeter）簡稱DVM，它是采用數(shù)字化測量技術，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。目前，其作為數(shù)字化儀表的基礎和核心，已被廣泛應用于電子和電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等領域，顯示出強大的生命力，是一種必不可少的電子儀器儀表。與此同時，數(shù)字電壓表擴展而成的各種通用及專用機器儀表，也將電量及非電量測量技術提高到嶄新水平。<

3、;/p><p>　　數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心與基礎，電壓表的數(shù)字化是將連續(xù)的模擬量如直流電壓轉換成不連續(xù)的離散的數(shù)字形式并加以顯示，這有別于傳統(tǒng)的以指針加刻度盤進行讀數(shù)的方法，避免了讀數(shù)的視差和視覺疲勞。目前數(shù)字電壓表的內部核心部件是A/D轉換器， 轉換器的精度很大程度上影響著數(shù)字電壓表的準確度，本文A/D轉換器采用ADC0809對輸人模擬信號進行轉換，控制核心AT89C51再對轉換的結果進行運算和處理,最后

4、驅動輸出裝置顯示數(shù)字電壓信號。</p><p>　　而本設計正是利用單片機借助軟件實現(xiàn)數(shù)字顯示功能、自動校準LED顯示。A/D轉換器構成數(shù)模轉換電路。此電路基于AT89c51單片機的一種8路輸入電壓測量模式，采用ADC0809作為A/D轉換元件，同時利用LED數(shù)碼管為顯示設備，因此使得顯示更清晰直觀、讀數(shù)更準確，并減少了因為人為因素所造成的測量誤差事件，同時提高了測量的準確度., 具有精度高、速度快、性能穩(wěn)定和電

5、路簡單且工作可靠等特點，具有很好的使用價值。</p><p>　　關鍵詞: 數(shù)字電壓表；單片機；A/D轉換；LED </p><p><b>　　第1章系統(tǒng)方案設計</b></p><p><b>　　1.1系統(tǒng)審計任務</b></p><p>　　設計單片機主電路、數(shù)據(jù)采集接口電路、LED顯示電

6、路、撥碼控制電路，能夠實現(xiàn)對8路電壓值進行測量，能夠顯示當前測量通道號及電壓值，電壓精度小數(shù)點后2位，可以通過鍵盤選擇循環(huán)顯示8路的檢測電壓值和指定通道的檢測電壓值。</p><p><b>　　1.2 設計方案</b></p><p>　　將×數(shù)據(jù)采集接口電路輸入電壓傳入ADC0809數(shù)模轉換元件，經轉換后通過D0至D7與單片機P0口連接，把轉換完的模擬信

7、號以數(shù)字信號的信號的形式傳給單片機，信號經過單片機處理從LED數(shù)碼顯示管顯示。撥碼開關連P3口，實現(xiàn)通道選擇。</p><p>　　P2口接數(shù)碼管位選，P1接數(shù)碼管，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示，如下圖所示:</p><p>　　圖1.1系統(tǒng)總體方案結構圖</p><p><b>　　1.3方案論</b></p><p>　　按系

8、統(tǒng)功能實現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)采用AT89C52單片機，A/D轉換采用ADC0809。系統(tǒng)除能確保實現(xiàn)要求的功能外，還可以方便地進行8路其他A/D轉換量的測量和遠程測量結果傳送等擴展功能。</p><p>　　數(shù)字電壓表系統(tǒng)設計方案框如圖所示。</p><p>　　圖1.2 數(shù)字電壓表系統(tǒng)設計方案框圖</p><p>　　1.4軟硬件開發(fā)環(huán)境</p>&

9、lt;p>　　硬件電路大體可分為A\D轉換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示控制模塊組成。</p><p>　　1．A\D轉換模塊： STC、PIC、AVR型號等單片機，內部帶有8位以上的A/D轉換器，可以方便的實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。但該類芯片價格稍高，有些型號不兼容51匯編語言，不易使用。采用ADC0809A/D轉換器，它具有8路模擬輸入端口，最大數(shù)值分辨率（精度）為0.0196V。</p><p&

10、gt;　　2.數(shù)據(jù)處理模塊 采用AT89C52單片機。</p><p><b>　　3.顯示控制模塊</b></p><p>　　利用單片機的30腳的六分頻晶振頻率再通過14024二分頻得到1MHZ時鐘。顯示控制采用四位LED數(shù)碼管輪流顯示或單路選擇顯示。</p><p>　　硬件選擇：選擇89c51作為單片機芯片，選用8段共陰極LED數(shù)碼管

11、實現(xiàn)電壓顯示，選用獨立式按鍵作為程序的跳轉與選擇，利用ADC0809作為數(shù)模轉換芯片，利用P0至P4的各個串口來進行不同設備間的連接，計算機進行匯編，H51/L仿真器，單片機多功能實驗箱。</p><p>　　軟件軟件開發(fā)環(huán)境： 用Protel99SE軟件畫電路圖。</p><p>　　能夠實現(xiàn)對8路電壓值進行測量，能夠顯示當前測量通道號及電壓值，電壓精度小數(shù)點后1位，可以通過鍵盤選擇循環(huán)

12、顯示8路的檢測電壓值和指定通道的檢測電壓值</p><p><b>　　第2章元器件介紹</b></p><p>　　2.1AT89C52</p><p>　　2.1.1 主要特征錯誤！未找到引用源。</p><p>　　AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含8k bytes的可反復擦寫的Flas

13、h只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央 處理器和Flash存儲單元，功能強大的AT89C52單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。</p><p>　　2.1.2 內部結構 </p><p>　　AT8

14、9C52有40個引腳，8k字節(jié)Flash閃速存儲器,256字節(jié)內部RAM,32個I/O口線,3個16位定時/計數(shù)器,一個6向量兩級中斷結構,一個全雙工串行通行口,片內振蕩器及時鐘電路。時,AT89C52可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作,并支持系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。AT89C52引腳圖如下：</p><p>　　圖2.1 AT89C52引腳示意

15、圖</p><p>　　2.2 ADC0809</p><p><b>　　2.2.1主要特征</b></p><p>　　ADC0809轉換器、8路多路開關以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉換器，可以和單片機直接接口。</p><p>　　表2.1 ADC0809 控制引腳及其功能&l

16、t;/p><p><b>　　2.2.2內部結構</b></p><p>　　ADC0809擬開關、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉換器進行轉換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉換完的數(shù)字量，當OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉換完的數(shù)據(jù)。</p><

17、;p>　?。?）IN0～IN7：8路模擬信號輸入端。</p><p>　　(2) C、B、A：8路模擬信號轉換選擇端。</p><p>　　與低8位地址中A0～A2連接。由A0～A2地址000～111選擇IN0～IN7八路A/D通道。</p><p>　　(3) CLK：外部時鐘輸入端。</p><p>　　時鐘頻率高，A/D轉換速度快

18、。允許范圍為10～1280KHz 。通常由80C51 ALE端直接或分頻后與0809 CLK端相連接。</p><p>　　(4) D0～D7：數(shù)字量輸出端。</p><p>　　(5) OE：A/D轉換結果輸出允許控制端。</p><p>　　OE=1，允許將A/D轉換結果從D0～D7端輸出。通常由80C51的端與0809片選端通過或非門與0809 OE端相連接。

19、</p><p>　　(6) ALE：地址鎖存允許信號輸入端。</p><p>　　0809 ALE信號有效時將當前轉換的通道地址鎖存。</p><p>　　(7) START：啟動A/D轉換信號輸入端。</p><p>　　當START端輸入一個正脈沖時，立即啟動0809進行A/D轉換。START端與ALE端連在一起，由89C52WR與08

20、09片選端通過或非門相連。</p><p>　　(8) EOC：A/D轉換結束信號輸出端，高電平有效。</p><p>　　(9) UREF（+）、UREF（-）：正負基準電壓輸入端。</p><p>　　(10) Vcc：正電源電壓（+5V）。</p><p>　　(11) GND：接地端。</p><p>　　圖2

21、.2 ADC0809內部結構示意</p><p>　　圖2.3 ADC0809引腳示意圖</p><p>　　ADC0809的內部邏輯結構如上圖所示。圖中多路模擬開關可選通8路模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，并共用一個A/D轉換器進行轉換。地址鎖存與譯碼電路完成對A、B、C三個地址位進行鎖存與譯碼，如表3.2所示。</p><p>　　表2.2 ADC0809

22、通道選擇表</p><p><b>　　第3章系統(tǒng)硬件設計</b></p><p>　　3.1 單片機主要電路</p><p>　　在本次課題設計中我們選擇了8951芯片，其具有功能強、體積小、成本低、功耗小等特點，它可單獨地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，能在軟件的控制下準確、迅速、高效地完成程序。設計者事先規(guī)定的任務</p&g

23、t;<p>　　3.1.1 復位電路錯誤！未找到引用源。</p><p>　　復位電路如圖3.1所示，單片機系統(tǒng)常常有上電復位和操作復位兩種。上電復位是指單片機上點復瞬間，要在RST引腳上出現(xiàn)寬度大于10ms的正脈沖，才能使單片機進入復位狀態(tài)。操作復位是指用戶按下“復位”按鈕使單片機進復位狀態(tài). </p><p>　　圖3.1復位電路 </p><p&g

24、t;　　3.1.2晶振電路錯誤！未找到引用源。</p><p>　　晶振電路電路用于產生單片機工作所需的時鐘信號，使用晶體震蕩器時，c2,c3取值20~40PF，使用陶瓷震蕩器時c2,c3取值30~50PF。在設計電路板時，晶振和電容應盡量靠近芯片，以減小分布電容，保證震蕩器的穩(wěn)定性。18引腳接XTAL1，19引腳接XTAL2，20引腳接地。</p><p><b>　　圖3.2

25、晶振電路圖</b></p><p>　　3.2測量、裝換電路設計</p><p>　　使用ADC0809作為數(shù)模轉換元件，其引腳圖如4.3所示：</p><p>　　圖3.3數(shù)模轉換元件</p><p>　　ADC0809是帶有8：1多路模擬開關的8位A/D轉換芯片，所以它可有8個模擬量的輸入端，由芯片的A，B，C三個引腳來選擇模

26、擬通道中的一個。A，B，C三端分別與89C51的P0.0~P0.2相接。地址鎖存信號(ALE)和啟動轉換信號（START），由P2.6和/WR或非得到。輸出允許，由P2.6和/RD或非得到。時鐘信號，可有89C51的ALE輸出得到，不過當采用12M晶振時，應該先進行二分頻，以滿足ADC0809的時鐘信號必須小于640K的要求。</p><p>　　圖3.4數(shù)據(jù)轉換系統(tǒng)電路圖</p><p>

27、;　　3.3 顯示電路設計</p><p>　　3.3.1 LED數(shù)碼管構成錯誤！未找到引用源。</p><p>　　LED數(shù)碼管顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也稱為數(shù)碼管。其外形結構如圖所示。它由8個發(fā)光二極管構成，通過不同的組合可用來顯示0-9、A-F及小數(shù)點“.”等字符。</p><p>　　數(shù)碼管有共陰極和共陽極兩種結構規(guī)格，如圖4.5所示。圖中電

28、阻為外接。共陰極數(shù)碼管的發(fā)光二極管陰極共地，當某發(fā)光二極管的陽極為高電平時，二極管點亮；共陽極數(shù)碼管的發(fā)光二極管是陽極，并接高電平，對于需點亮的發(fā)光二極管將其陰極接低電平即可。</p><p>　　7段發(fā)光二極管,在加上1個小數(shù)點位,共計8段,因此提供給LED顯示器的字形碼正好字節(jié)</p><p>　　A共陰極 B共陽極</p>

29、<p>　　C 字段顯示 </p><p>　　數(shù)碼管原理電路圖﹙A,B.C﹚</p><p>　　3.3.2 顯示方式</p><p>　?。?） 靜態(tài)顯示方式直接利用并行口輸出。LED顯示工作于靜態(tài)顯示方式時,各位的共陰極連接在一起接地;每位的段選線分別于一個8位的鎖存輸出相連。一般稱之為

30、靜態(tài)顯示,是由于顯示器中的各位相互獨立。而且各位的顯示字符一經確定,相應鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個字符為止。利用通信號串行輸出。在實際應用中,多位LED顯示時，為了簡化電路，在系統(tǒng)不需要通信功能時，經常采用串行通信口工作方式0，外接移位寄存器74LS164、CD4094來實現(xiàn)靜態(tài)顯示。</p><p>　?。?） 動態(tài)顯示方式</p><p>　　對多位LED顯示器的動態(tài)顯示，

31、通常都時采用動態(tài)掃描的方法進行顯示，即逐個循環(huán)點亮各位顯示器。這樣雖然在任一時刻只有一位顯示器被點亮，但是由于間隔時間較短，且人眼具有視覺殘留效應，看起來與全部顯示器持續(xù)點亮一樣。</p><p>　　為了實現(xiàn)LED顯示器的動態(tài)掃描，除了要給顯示器提供的輸入之外，還要對顯示器加位選擇控制，這就是通常所說的段控和位控。因此多位LED顯示器接口電路需要有兩個輸出口，其中一個用于輸出8位控信號；另一個用于輸出段控信號，

32、其連接圖如下。</p><p>　　圖3.6LED顯示電路</p><p>　　段LED段七選碼表3.1：</p><p><b>　　第4章系統(tǒng)軟件設計</b></p><p><b>　　4.1主要程序設計</b></p><p>　　4.1.1 工作流程錯誤！未找到引用

33、源。</p><p>　　首先撥動撥碼開關k1，如果是低電平，程序轉向選擇通道程序，撥動k2的次數(shù)即是選擇的通道號，撥動k3表示確認。轉向數(shù)據(jù)讀取程序，再到顯示程序，顯示出通道號和電壓值。如果k1是高電平，則轉向循環(huán)顯示程序，即先顯示第0路最后顯示第7路電壓值和相應通道號。</p><p>　　4.1.2 錯誤！未找到引用源。儲存庫間定義安排</p><p>　　6

34、0 H用于存放A/D轉換結果，30H、31H、32H分別存儲顯示用的三位數(shù)據(jù).</p><p>　　表4.1存儲空間定義表：</p><p><b>　　4.2模塊程序設計</b></p><p>　　4.2.1 A/D轉換測量程序錯誤！未找到引用源。</p><p>　　A/D轉換的常用方法有：①計數(shù)式A/D轉換，②逐

35、次逼近型A/D轉換，③雙積分式A/D轉換，④ V/F變換型A/D轉換。在這些轉換方式中，記數(shù)式A/D轉換線路比較簡單，但轉換速度較慢，所以現(xiàn)在很少應用。雙積分式A/D轉換精度高，多用于數(shù)據(jù)采集及精度要求比較高的場合，如5G14433（31/2位），AD7555（41/2位或51/2位）等，但速度更慢。逐次逼近型A/D轉換既照顧了轉換速度，有具有一定的精度，這里選用的是逐次逼近型的A/D轉換芯片ADC0809。采用中斷控制的方式實現(xiàn)，不浪

36、費時間，效率較高。</p><p>　　圖4.1 A/D轉換測量程序流程圖</p><p>　　4.2.2 錯誤！未找到引用源。顯示程序</p><p>　　對多位LED顯示器的動態(tài)顯示，通常都是采用動態(tài)掃描的方法進行顯示，即逐個循環(huán)點亮各位顯示器。這樣雖然在任一時刻只有一位顯示器被點亮，但是由于間隔時間較短，且人眼具有視覺殘留效應，看起來與全部顯示器持續(xù)點亮一樣。

37、</p><p>　　為了實現(xiàn)LED顯示器的動態(tài)掃描，除了要給顯示器提供的輸入之外，還要對顯示器加位選擇控制，這就是通常所說的段控和位控。因此多位LED顯示器接口電路需要有兩個輸出口，其中一個用于輸出8位為控信號；另一個用于輸出段控信號。</p><p>　　圖4.2多位LED顯示器的動態(tài)顯示流程圖</p><p><b>　　第5章系統(tǒng)調試</b&

38、gt;</p><p><b>　　5.1調試及測試</b></p><p>　　按照電原理圖連接好硬件電路，并通過編譯器進行源程序編譯及仿真調試，編好程序后進行軟硬件聯(lián)調。程序可分為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)轉換系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和按鍵控制系統(tǒng)，這四部分先獨立測試，然后整體調試。接通電源后用萬用表測試調理電路的輸入端電壓是否為+5V,若為+5V則電源連接正確，LED是否進行輪流

39、顯示或單路選擇顯示，顯示精度控制在0.02伏內。</p><p><b>　　顯示系統(tǒng)的調試：</b></p><p>　?。?） 接通電源后數(shù)碼管無顯示。經過認真檢查電路板結果發(fā)現(xiàn)，與數(shù)碼管相連的兩個電阻沒焊上。</p><p>　?。?） 焊好電阻后，接通電源后，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管只有一路電壓值。再次檢查電路板無誤后，確定是實驗程序出現(xiàn)問題。經過修

40、改程序后，將新程序燒到單片機中，數(shù)碼管穩(wěn)定顯示。</p><p><b>　　5.2性能分析</b></p><p>　　1.由于單片機為8位處理器，當輸入電壓為5.00V，輸入數(shù)據(jù)值為255（FFH），因此單片機最大的數(shù)值分辨率0.0196V（5/255）。這就決定了該電壓表的最大分辨率只能達到0。019V。測試時電壓數(shù)值的變化一般以0.02的電壓幅度變化，如要獲得

41、跟高的精度要求，應采用12位、13位的A/D轉換器。</p><p>　　2.簡易電壓表測得的值基本上均比標準值偏大0.01—0.02V。這可以通過校正0809的基準電壓來解決，因為該電壓表設計時直接用7805的供電電源作為基準電壓，電壓可能有偏差。另外可以用軟件編程來校正測量值。</p><p>　　3.ADC0809的直流輸入阻抗為1M,能滿足一般的電壓測試需要。另外，經測試ADC08

42、09可直接在2MHZ的頻率下工作，這樣可省去分頻器14024集成塊。</p><p>　　4.當要測量大于5V的電壓時，可在輸入口使用分壓電阻，而程序中只要將計算機程序的除數(shù)進行調整就可以了，但是量程越大，測量精度就會越低。</p><p>　　第6章PCB板的制作</p><p><b>　　6.1 建立分析</b></p>

43、<p>　　1.由于ADC0809在進行A/D轉換時需要有CLK信號，而此時的ADC0809的CLK是接在AT89C52單片機的P3.3端口上，也就是要求從P3.3輸出CLK信號供ADC0809使用。因此產生CLK信號的方法就得用軟件來產生了。 </p><p>　　2. 由于ADC0809的參考電壓VREF＝VCC，所以轉換之后的數(shù)據(jù)要經過數(shù)據(jù)處理，在數(shù)碼管上顯示出電壓值。實際顯示的電壓值　(D/25

44、6*VREF)。</p><p>　　6.2 PCB板的制作</p><p><b>　　系統(tǒng)板上硬件連線 </b></p><p>　　1. 把單片機系統(tǒng)區(qū)域中的P1.0－P1.7與動態(tài)數(shù)碼顯示區(qū)域中的ABCDEFGH端口用8芯排線連接。 </p><p>　　2. 把單片機系統(tǒng)區(qū)域中的P2.0－P2.7與動態(tài)數(shù)碼顯示

45、區(qū)域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端口用8芯排線連接。 </p><p>　　3. 把單片機系統(tǒng)區(qū)域中的P3.0與模數(shù)轉換模塊區(qū)域中的ST端子用導線相連接。 </p><p>　　4. 把單片機系統(tǒng)區(qū)域中的P3.1與模數(shù)轉換模塊區(qū)域中的OE端子用導線相連接。 </p><p>　　5. 把單片機系統(tǒng)區(qū)域中的P3.2與模數(shù)轉換模塊區(qū)域中的EOC端子用導線相連接。

46、 </p><p>　　6. 把單片機系統(tǒng)區(qū)域中的P3.3與模數(shù)轉換模塊區(qū)域中的CLK端子用導線相連接。 </p><p>　　7. 把模數(shù)轉換模塊區(qū)域中的A2A1A0端子用導線連接到電源模塊”區(qū)域中的GND端子上。 </p><p>　　8. 把模數(shù)轉換模塊區(qū)域中的IN0端子用導線連接到三路可調電壓模塊”區(qū)域中的VR1端子上。 </p><p&

47、gt;　　9. 把單片機系統(tǒng)區(qū)域中的P0.0－P0.7用8芯排線連接到模數(shù)轉換模塊區(qū)域中的D0D1D2D3D4D5D6D7端子上。</p><p>　　6.3 PCB板的制作注意事項</p><p>　　6.3.1 原理圖常見的錯誤</p><p>　　1. ERC報告管腳沒有接入信號：a. 創(chuàng)建封裝時給管腳定義了I/O屬性；b.創(chuàng)建元件或放置元件時修改了不一致的g

48、rid屬性，管腳與線沒有連上；c. 創(chuàng)建元件時pin方向反向，必須非pin name端連線。</p><p>　　2.元件跑到圖紙界外：沒有在元件庫圖表紙中心創(chuàng)建元件。</p><p>　　3.創(chuàng)建的工程文件網絡表只能部分調入pcb：生成net list時沒有選擇為global。</p><p>　　4.當使用自己創(chuàng)建的多部分組成的元件時，千萬不要使用annotat

49、e。</p><p>　　6.3.2 PCB板常見的錯誤</p><p>　　1.網絡載入時報告NODE沒有找到：a. 原理圖中的元件使用了pcb庫中沒有的封裝；b. 原理圖中的元件使用了pcb庫中名稱不一致的封裝；c. 原理圖中的元件使用了pcb庫中pin number不一致的封裝。如三極管：sch中pin number 為e,b,c, 而pcb中為1，2，3。</p>&

50、lt;p>　　2.打印時總是不能打印到一頁紙上：a. 創(chuàng)建pcb庫時沒有在原點；b. 多次移動和旋轉了元件，pcb板界線外有隱藏的字符。選擇顯示所有隱藏的字符， 縮小pcb, 然后移動字符到邊界內。</p><p>　　3.DRC報告網絡被分成幾個部分：表示這個網絡沒有連通，看報告文件，使用選擇CONNECTEDCOPPER查找。</p><p>　　4.另外盡量多幾次導出文件，做成

51、新的DDB文件，減少文件尺寸和PROTEL僵死的機會。如果作較復雜得設計，盡量不要使用自動布線。</p><p><b>　　6.3.3 布線</b></p><p>　　在PCB設計中，布線是完成產品設計的重要步驟，可以說前面的準備工作都是為它而做的，在整個PCB中，以布線的設計過程限定最高，技巧最細、工作量最大。PCB布線有單面布線、 雙面布線及多層布線。<

52、/p><p>　　布線的方式也有兩種：自動布線及交互式布線，在自動布線之前， 可以用交互式預先對要求比較嚴格的線進行布線，輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行， 以免產生反射干擾。! X/ l. j- k1 K2 l- _* E. }5 F1 R* ^必要時應加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產生寄生耦合。</p><p>　　1.電源、地線的處理</p><p&

53、gt;　　既使在整個PCB板中的布線完成得都很好，但由于電源、 地線的考慮不周到而引起的干擾，會使產品的性能下降，有時甚至影響到產品的成功率。所以對電、 地線的布線要認真對待，把電、地線所產生的噪音干擾降到最低限度，以保證產品的質量。</p><p>　　2.數(shù)字電路與模擬電路的共地處理</p><p>　　數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強，對信號線來說，高頻的信號線盡可能遠離敏感的模

54、擬電路器件，對地線來說，整個PCB對外界只有一個結點，所以必須在PCB內部進行處理數(shù)、模共地的問題，而在板內部數(shù)字地和模擬地實際上是分開的它們之間互不相連，只是在PCB與外界連接的接口處（如插頭等）。數(shù)字地與模擬地有一點短接，請注意，只有一個連接點。也有在PCB上不共地的，這由系統(tǒng)設計來決定。</p><p>　　3.信號線布在電（地）層上</p><p>　　在多層印制板布線時，由于在信

55、號線層沒有布完的線剩下已經不多，再多加層數(shù)就會造成浪費也會給生產增加一定的工作量，成本也相應增加了，為解決這個矛盾，可以考慮在電（地）層上進行布線。首先應考慮用電源層，其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。</p><p>　　4.大面積導體中連接腿的處理</p><p>　　在大面積的接地（電）中，常用元器件的腿與其連接，對連接腿的處理需要進行綜合的考慮，就電氣性能而言，元件腿的焊盤

56、與銅面滿接為好，但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如：①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點。所以兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤，稱之為熱隔離俗稱熱焊盤，這樣，可使在焊接時因截面過分散熱而產生虛焊點的可能性大大減少。多層板的接電（地）層腿的處理相同。</p><p>　　5.布線中網絡系統(tǒng)的作用</p><p>　　在許多CAD系統(tǒng)中，布線是依據(jù)網絡系統(tǒng)決定的。網格過密，通路雖

57、然有所增加，但步進太小，圖場的數(shù)據(jù)量過大，這必然對設備的存貯空間有更高的要求，同時也對象計算機類電子產品的運算速度有極大的影響，所以要有一個疏密合理的網格系統(tǒng)來支持布線的進行。</p><p>　　標準元器件兩腿之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網格系統(tǒng)的基礎一般就定為0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍數(shù)，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。</p><

58、p>　　6.設計規(guī)則檢查（DRC）</p><p>　　布線設計完成后，需認真檢查布線設計是否符合設計者所制定的規(guī)則，同時也需確認所制定的規(guī)則是否符合印制板生產工藝的需求，一般檢查有如下幾個方面：</p><p>　　1．線與線，線與元件焊盤，線與貫通孔，元件焊盤與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產要求。 </p><p>　　2．電源線和

59、地線的寬度是否合適，電源與地線之間是否緊耦合（低的波阻抗）在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。 </p><p>　　3．對于關鍵的信號線是否采取了最佳措施，如長度最短，加保護線，輸入線及輸出線被明顯地分開。 </p><p>　　4．模擬電路和數(shù)字電路部分，是否有各自獨立的地線。 </p><p>　　5．加在PCB中的圖形（如圖標、注標）是否會造成信號短<

60、;/p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　在做本次設計的過程中，我感觸最深的當屬查閱大量的設計資料了。為了讓自己的設計更加完善，查閱這方面的設計資料是十分必要的，同時也是必不可少的。 </p><p>　　其次，在這次設計中，我們運用到了以前所學的專業(yè)課知識，如：制圖、匯編語言、模擬和數(shù)字電路知識等。雖然過去從未獨立應用過它們

61、，但在學習的過程中帶著問題去學我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設計的又一收獲。</p><p>　　最后，要做好一個設計，就必須做到：在設計程序之前，對所用單片機的內部結構有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機內有哪些資源；要有一個清晰的思路和一個完整的軟件流程圖；在設計程序時，不能妄想一次就將整個程序設計好，反復修改、不斷改進是程序設計的必經之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習慣，一個程序的完美與否不僅僅是實現(xiàn)功能，而應該讓人一

62、看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設計課程過程中遇到問題是很正常德，但我們應該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 劉欣銘，張廣斌.LED顯示屏技術綜述[J].黑龍江電力，2003，25（4）：294-296.</p><

63、p>　　[2] 陽進.基于單片機LED顯示屏的漢子顯示[J].中國科技信息，2005，（12）:112.</p><p>　　[3] Mark Nelson著.瀟湘工作室譯.串行通信開發(fā)指南[M].中國水利水電出版社，2002.</p><p>　　[4] 樓然苗.單片機課程設計與指導[M].北京航空航天大學出版社，2007.</p><p>　　[5]

64、 韓潤平，陳小萍，點陣LED顯示屏控制系統(tǒng)[J].微計算機信息，2003,19（10）：50-51</p><p>　　[6] 易小龍.電力載波通信技術在遠程自動抄表系統(tǒng)中的應用[J]. 應用科技,2001, 28（1）：17-18.</p><p>　　[7] 潘超群.單片機控制技術在通信中的應用MCS-51[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.</p><p

65、>　　[8] 潘麗珍.電力線載波通信技術在遠程抄表系統(tǒng)集中器中的應用研究[D].太原：太原理工大學，2005.</p><p>　　[9] 劉思久，王偉.基于P300芯片組的電力線載波通信模件開發(fā)[J].電器與儀表，2003， 40（456）：37-41.</p><p>　　[10] 康光華.電子技術基礎 模擬部分（第5版）[M].北京：高等教育出版社，2006.</p&

66、gt;<p>　　[11] 蔣瑞蘭.低壓擴頻遠程電能集抄系統(tǒng)研究[D].蘭州：蘭州理工大學，2006.</p><p>　　[12] 溫明.基于公眾電話網的遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].哈爾濱:哈爾濱工程大學,2003.</p><p>　　[13] 夏為民. 擴頻技術在電力線載波通信中的應用研究[M].南京:南京理工大學,2002.</p><p&

67、gt;　　[14] 佟云峰.時鐘芯片DS12887在單片機系統(tǒng)中的應用[J]. 昆明冶金高等?？茖W校學報,2001, 17（1）：44-46.</p><p>　　[15] 劉剛，韓恒，郝紫陽.DS12887在測量儀表中的應用[J].安康學院學報，2007，19（2）：83-86.</p><p>　　[16] 周向紅，范偉. DS12887實時時鐘芯片及應用研究[J].企業(yè)技術開發(fā)，20

68、06， 25（2）：6-8</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導老師**老師，他對我進行了無私的指導和幫助，不厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。另外，在圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方

69、面的支持與幫助。我要向他們的細心幫助和指導表示由衷的感謝。在這段時間里，我從他們身上不僅學到了許多的專業(yè)知識，更感受到他們工作中的兢兢業(yè)業(yè)，生活中的平易近人。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最中心的感謝！</p><p>　　感謝這篇論文所涉及到的各位學者。本文引用了數(shù)位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。</p><p>　　感謝我的同學

70、和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多素材，還在論文的撰寫和排版等過程中提供熱情的幫助。</p><p>　　借此機會感謝做畢業(yè)設計以來給我?guī)椭乃欣蠋?、同學，你們的友誼是我人生的財富，是我生命中不可或缺的一部分。</p><p>　　最后，中心的感謝**給我這個學習的機會，使我不論在理論知識還是在實際操作中都得到了提升。</p><p><b>　　附

71、錄:1</b></p><p><b>　　硬件原理圖</b></p><p><b>　　程序清單</b></p><p>　　;************************;</p><p>　　; ;</p><

72、p>　　; 八路電壓測量顯示電路 ;</p><p>　　; ;</p><p>　　;************************;</p><p>　　;測量電壓最大為5V，顯示最大值為5.00V</p><p>　　;70H—77H存放采樣值，78H—7BH存放顯示數(shù)據(jù)，依次為

73、個位、十位、百位、通道標志</p><p>　　;P3.5作單路顯示-循環(huán)顯示轉換用，P3.6作單路顯示時選擇通道用。?</p><p><b>　　;</b></p><p>　　;*************************************</p><p>　　;*

74、 *</p><p>　　;* 主程序和中斷程序入口 *</p><p>　　;* *</p><p>　　;*************************************</p><p>　　ORG

75、 0000H</p><p>　　LJMP START</p><p>　　ORG 0003H</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　ORG 000BH</p><p><b>　　RETI</b></p>&l

76、t;p>　　ORG 0013H</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　ORG 001BH</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　ORG 0023H</p><p><b>　　RE

77、TI</b></p><p>　　ORG 002BH</p><p><b>　　RETI</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　;*************************************</p><p>　

78、　;* *</p><p>　　;* 初始化程序中的各變量 *</p><p>　　;* *</p><p>　　;*************************************</p&g

79、t;<p>　　CLEARMEMIO: CLR A</p><p>　　MOV P2,A</p><p>　　MOV R0,#70H</p><p>　　MOV R2,#0DH</p><p>　　LOOPMEM: MOV @R0,A</p><p

80、>　　INC R0</p><p>　　DJNZ R2,LOOPMEM</p><p>　　MOV 20H,#00H</p><p>　　MOV A,#0FFH</p><p>　　MOV P0,A</p><p>　　MOV P1,A</p><

81、p>　　MOV P3,A</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　;*************************************</p><p>　　;*

82、 *</p><p>　　;* 主 程 序 *</p><p>　　;* *</p><p>　　;*************************************</p><p>　　START:

83、 LCALL CLEARMEMIO ;初始化</p><p>　　MAIN: LCALL TEST ;測量一次</p><p>　　LCALL DISPLAY ;顯示數(shù)據(jù)一次</p><p><b>　　AJMPMAIN</b></p><

84、p>　　NOP;PC值出錯處理</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　LJMPSTART</p><p><b>　　;</b></p><p>　　;*********

85、****************************</p><p>　　;* 顯 示 控 制 程 序 *</p><p>　　;*************************************</p><p><b>　　;</b></p><p>　　DISPLAY:

86、 JB 00H,DISP11 ;</p><p>　　MOV R3,#08H ;8路信號循環(huán)顯示控制</p><p>　　MOV R0,#70H ;顯示數(shù)據(jù)初址70H~77H</p><p>　　MOV 7BH,#00H ;顯示通道路數(shù)初值</p><p>　　D

87、ISLOOP1: LCALL TUNBCD ;顯示數(shù)據(jù)轉為三位BCD碼存入7AH、79H、78H(最大5.00v)</p><p>　　MOV R2,#0FFH 每路顯示時間控制 4MS*255</p><p>　　DISLOOP2: LCALL DISP 調四位顯示程序</p><p&g

88、t;　　LCALL KEYWORK1 ;</p><p>　　DJNZ R2,DISLOOP2 ;</p><p>　　INC R0 ;顯示下一路</p><p>　　INC 7BH ; 通道顯示數(shù)加一</p><p>　　DJNZ R3,DISLOOP1&

89、lt;/p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　DISP11: MOV A,7BH ;</p><p>　　SUBB A,#01H ;</p><p>　　MO

90、V 7BH,A ;</p><p>　　ADD A,#70H ;</p><p>　　MOV R0,A ;</p><p>　　DISLOOP11: LCALL TUNBCD 顯示數(shù)據(jù)轉為三位BCD碼存入7AH、79H、78H(最大5.00v)</p><

91、p>　　MOV R2,#0FFH 每路顯示時間控制 4MS*25</p><p>　　DISLOOP22: LCALL DISP 調四位顯示程序</p><p>　　LCALL KEYWORK2 ;</p><p>　　DJNZ R2,DISLOOP22</p><p>

92、　　INC 7BH ;通道顯示數(shù)加一</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　;*************************************</p><p>　　;* 顯示數(shù)據(jù)轉為三位BCD

93、碼程序 *</p><p>　　;*************************************</p><p>　　;顯示數(shù)據(jù)轉為三位BCD碼存入7AH、79H、78H(最大值5.00v)</p><p><b>　　;</b></p><p>　　TUNBCD: MOV

94、 A,@R0 ;255/51=5.00V運算</p><p>　　MOV B,#51 ;</p><p>　　DIV AB ;</p><p>　　MOV 7AH,A ;個位數(shù)放入7AH</p><p>　　MOV A,B

95、 ;余數(shù)大于19H,F0為1,乘法溢出,結果加5</p><p>　　CLR F0</p><p>　　SUBB A,#1AH</p><p>　　MOV F0,C</p><p>　　MOV A,#10 ;</p><p>　　MUL AB

96、 ;</p><p>　　MOV B,#51 ;</p><p>　　DIV AB</p><p>　　JB F0,LOOP2 ;</p><p>　　ADD A,#5</p><p>　　LOOP2: MO

97、V 79H,A ;小數(shù)后第一位放入79H</p><p>　　MOV A,B</p><p>　　CLR F0</p><p>　　SUBB A,#1AH</p><p>　　MOV F0,C</p><p>　　MOV A,#10

98、;</p><p>　　MUL AB ;</p><p>　　MOV B,#51 ;</p><p>　　DIV AB</p><p>　　JB F0,LOOP3 ;</p><p>　　ADD A,#5</p&

99、gt;<p>　　LOOP3: MOV 78H,A ;小數(shù)后第二位放入78H</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　;*************************************<

100、;/p><p>　　;* 顯示 程 序 *</p><p>　　;*************************************</p><p>　　;共陽顯示子程序，顯示內容在78H—7BH</p><p><b>　　;</b></p><p>　

101、　DISP: MOV R1,#78H ;共陽顯示子程序，顯示內容在78H—7BH</p><p>　　MOV R5,#0FEH ;數(shù)據(jù)在P1輸出，列掃描在P3.0-P3.3</p><p>　　PLAY: MOV P1,#0FFH</p><p>　　MOV A,R5<

102、;/p><p>　　ANL P3,A</p><p>　　MOV A,@R1</p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　JB P3.2,PLAY1

103、 ;小數(shù)點處理</p><p>　　CLR P1.7 ;小數(shù)點顯示（顯示格式為XX.XX）</p><p>　　PLAY1: LCALL DL1MS</p><p><b>　　INC R1</b></p><p>　　MOV A,P3</p>

104、<p>　　JNB ACC.3,ENDOUT</p><p><b>　　RL A</b></p><p>　　MOV R5,A</p><p>　　MOV P3,#0FFH</p><p>　　AJMP PLAY</p><p>　　ENDOUT:

105、 MOV P3,#0FFH</p><p>　　MOV P1,#0FFH</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH</p><p><

106、b>　　;</b></p><p>　　;*************************************</p><p>　　;* 延時程序 *</p><p>　　;*************************************</p><p><b&g

107、t;　　;</b></p><p>　　DL10MS: MOV R6,#0D0H ;10MS延時子程序</p><p>　　DL1: MOV R7,#19H</p><p>　　DL2: DJNZ R7,DL2</p><p>　　DJNZ R6,DL1<

108、/p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　DL1MS: MOV R4,#0FFH ;513+513=1MS</p><p>　　LOOP11: DJNZ R4,LOOP11</p>

109、<p>　　MOV R4,#0FFH</p><p>　　LOOP22: DJNZ R4,LOOP22</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　;***********************

110、**************</p><p>　　;* ? 電壓測量（A/D）子程序 *</p><p>　　;*************************************</p><p>　　; 一次測量數(shù)據(jù)8個，依次放入70H-77H單元中</p><p><b>　　;</b><

111、;/p><p>　　TEST: CLR A ;模數(shù)轉換子程序</p><p>　　MOV P2,A</p><p>　　MOV R0,#70H ;轉換值存放首址</p><p>　　MOV R7,#08H ;轉換8次控制</p><p>　　

112、LCALL TESTART ;啟動測試</p><p>　　WAIT: JB P3.7,MOVD ;等A/D轉換結束信號</p><p>　　AJMP WAIT</p><p><b>　　;</b></p><p>　　TESTART: SETB P2.

113、3 ;測試啟動</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　CLR P2.3</p><p>　　SETB P2.4</p><p><b>　　NOP</b>&l

114、t;/p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　CLR P2.4</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p&

115、gt;<p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　MOVD: SETB P2.5 ;取A/D轉換數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV

116、 A,P0</p><p>　　MOV @R0,A</p><p>　　CLR P2.5</p><p>　　INC R0</p><p>　　MOV A,P2 ;通道地址加1</p><p><b>　　INC A</b></p&g

117、t;<p>　　MOV P2,A</p><p>　　CJNE A,#08H,TESTEND ;等8路A/D轉換結束</p><p>　　TESTEND: JC TESTCON</p><p>　　CLR A ;結束恢復端口</p><p>　　

118、MOV P2,A</p><p>　　MOV A,#0FFH</p><p>　　MOV P0,A</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　MOV P3,A</p><p><b>　　RET</b></p><p>

119、;<b>　　;</b></p><p>　　TESTCON: LCALL TESTART</p><p>　　LJMP WAIT</p><p><b>　　;</b></p><p>　　;*************************************<

120、/p><p>　　;* ? 按鍵檢測子程序 *</p><p>　　;*************************************</p><p><b>　　;</b></p><p>　　KEYWORK1: JNB P3.5,KEY1</p>