基于TLC549 AD转换器与AT89S52单片机的数字电压表设计

自动化技术与应用2012年第31卷第3期行业应用与交流TA00“_0、JN】1一L，_J|S的控制以及运算功能；LCD显示模块完成字符、数字的显示功能；AD模块由AD芯片实现AD转换，输出电压的数字量通过液晶LCD显示。系统硬件组成方框图如图1所示引。电源电路卜一1匝一单片机AD转换电路卜电压测量电路图1系统硬件组成方框图专控模块设在大部分的工控或测控设备中，8位的MCS一51系列单片机能够满足大部分的控制要求，加之MCS51系列单片机的价格优势，使MCS一51系列单片机成为单片机应用主流。AT89S52是目前应用比较广泛的MCS一5L系列兼容单片机中的代表产品。鉴于此，本系统选用AT89S52单片机作为主控制器。蔓善模0字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用的有16L、162、202和402行等模块。本系统选用1602字符型LCD模块，其控制器为EL立公司生产的HD44780，可以用来显示数字、字符等。D转换模块设计I“IIIIIII“IIIIIIII舞|日言一T_II囝VJ炮治MSB一一LSBMSBMSB一LTF4嶝M一图2TLC549芯片的工作时序AD模块由AD芯片和电压测量电路组成，通过电压测量电路测得输入电压，并转换为05V的标准信号。本系统选用TI公司生产的一种低价位、高性能的8位AD芯片TLC549。其工作时序如图2所示。系统硬件电路原理图如图3所示。图3系统硬件电路原理图行业应用与交流NDUSTRIALAPPLICATIONSANDCOMMUNFCATLONS自动化技术与应用2012年第31卷第3期3系统软件设计系统的软件设计使用C51编程，采用模块化设计方法，主要由主函数、定时器TO中断服务函数、AD转换函数、计算AD转换值函数、LCD显示函数、LCD显示AD转换值函数等模块组成，系统软件结构框图如图4所示I5I。AD转换函数LCD显示AD转换值函数LI定时器T0中断服务函数LCD显示函数计算AD转换值函数主函数图4系统软件结构框图31算法设计根据AD转换芯片TLC549的工作时序，20MS进行一次AD采样转换，可以利用定时器T0定时，基本定时时间为5MS，控制软计数器的累计次数为4次，20MS4X5MS定时到时，产生定时器T0中断，在定时器TO中断服务函数中调用AD转换函数进行AD采样转换，然后调用计算AD转换值函数把AD转换值转换为相应的ASCII码，最后通过LCD显示AD转换值函数把输出电压05V的转换数字量显示在液晶LCD1602上，数字量显示值范围为0255。32数据结构设计数据结构设计如表1所示。表1数字电压表控制系统数据结构设计存储单元含义备注POLCDI602数据线DB7DBOZ。C。S02数据，命令选择信号；耋喜薯刚鸲连择信号I薹；P22LCDI602使能信号P35AD芯片TLC549时钟信号P36AD芯片TLC549数据输出信号P37AD芯片TLC549片选信号LCDI60写命令入口参数或LCD1602写数据入D参数ADBL当前的AD变量LEDBAI数字量输出值百位显示值LEDSHI数字量输出值位显示值LEDGE1数字量输出值个位显示值KEYTIME定时软计数器IAD采样转换位数33程序设计1主函数设计主函数主要完成硬件初始化、数据初始化、函数调用等功能。初始化。首先初始化定时软计数器KEYTIME值为4。调用LCD初始化函数，调用写入显示数据到LCD1602函数设置LCD的DDRAM地址为00H，调用延时函数，调用写入显示数据到LCD1602函数在LCD上显示字符数据“ADC”。定时初值计算。定时器TO的定时时间为5MS，系统所用的石英晶体振荡频率为110592MHZ，因此，1个机器周期1石英频率L2，即为12110592MS，定时器的工作方式设置为方式L，计算初值如下X2TFOSC12655365L01105921061260928EE00H所以TH0一OXEE，TLOOXO0。定时器设置。设定定时器TO工作方式定时器、方式1，即TMOD01H。启动定时器T0，即TR01。开放定时器T0中断以及总中断，即设定IE82H。等待中断。定时器T0启动计时后，CPU等待定时中断的到来。当定时器T0定时5MS后，进入定时器T0中断服务函数。主函数设计流程图如图5所示。设置软计数器KEYTIME初值为4调用LCD初始化函数设置LCD的DDRAM地址为00H,调用写入指令数据到LCD函数调用延时函数DOLAY调用写入指令数据到LCD荫数，在LCD上显示字符“ADC设置T0初值THOOXEE，TLOOXO0；设置TO工作方式TM0DOX01定时器、方式1启动定时船TOTRO1允许T0中断I0X82等待定时器TO中断图5主函数设计流程图艏脚一一一一自动化技术与应用2012年第31卷第3期行业应用与交流NDUSTTIALAPPLICATIONSANDCOMMUNICATIONS2定时器T0中断服务函数设计当定时器T0定时5MS后，进入定时器T0中断服务函数。首先重装定时器T0初值，即TH0OXEE，TLOOXO0。每定时5MS一次，软计数器KEYTIME值减1。然后判断软计数器KEYTIME值是否为0若KEYTIME值不为0，表明20MS20MS采样一次计时未到，这时T0中断函数返回主函数，继续计时。若KEYTIME值为0，表明20MS20MS采样一次计时已到，重置软计数器KEYTIME初值为4，为下次定时做准备，接着调用AD转换函数进行AD采样转换，得到AD采样转换值ADBL，然后调用计算AD转换值ASCII码函数计算AD采样转换值ADBL相应的ASCII码，再调用LCD显示AD转换值函数把模拟量输入电压05V的转换数字量显示在液晶LCD1602上，数字量显示值范围为0255。最后TO中断函数返回主函数进行下一次AD采样转换【引。定时器T0中断服务函数设计流程图如图6所示。3AD采样转换函数设计根据AD转换芯片TLC549的工作时序，当片选信号CS为高电平时，数据输出DATAOUT端处于高阻状图7AD采样转换函数设计流程图行业应用与交流NDUSTRIALAPPLICATIONSANDCOMMUNICALIONS自动化技术与应用2012年第3L卷第3期态，此时时钟信号IOCLOCK不起作用，不能进行AD转换。将片选信号CS置低电平，内部电路在测得CS下降沿后，再等待两个内部时钟上升沿和一个下降沿后，然后确认这一变化。【开始】L襞定时嚣TO定时初僵KELTILELKERTIMELN较计数嚣KETI一初值为4L调用A，D采样转换函数READ549调用计算D转换僵ASCII码函数JSDPBL强用LCD显示D转换僵函数DISPDBL显示AV转换僵1中断函数遁回图6定时器T0中断服务函数设计流程图首先定义变量I表示AD采样转换位数，并将芯片TLC549片选信号ADCS置低电平，选中该芯片。初始化AD采样转换值ADBL为0，初始化变量IAD采样转换位数为0。判断AD转换位数I是否小于8。如果I小于8，则将芯片TLC549时钟信号ADCK置高电平，并把AD采样转换值ADBL左移一位。然后判断AD采样转换串行数据输出信号ADOUT是否为I若ADOUT为1，则将AD采样转换值ADBLADBL自加1。若ADOUT为0，则AD采样转换值ADBLADBL不变。再将芯片TLC549时钟信号ADCK置低电平。最后将AD转换位数I自加1，并再次转向上面的判断AD转换位数I是否小于8。如果I不小于8，则把芯片TLC549片选信号ADCS置高电平，结束AD采样转换，并退出AD采样转换函数。AD采样转换函数设计流程图如图7所示。4计算AD转换值ASCII码函数模块设计要把AD转换值ADBL显示在LCD上，需要把它转换为相应的ASCII码。首先计算AD转换值百位数ASCII码将AD转换值ADBL除以100得到的商与0X30因为字符数字09与其相应的ASCII码相差30HN与。然后计算AD转换值十位数ASCII码将AD转换值ADBL除以I00得到的余数再除以10，得到的商与0X30因为字符数字09与其相应的ASCII码相差30HH与。再计算AD转换值个位数ASCII码将AD转换值ADBL除以10得到的余数与OX30因为字符数字09与其相应的ASCII码相差30H相与。最后函数返回。计算AD转换值ASCII码函数设计流程图如图8所示。计算A转换值百位数ASCII码将AD转换值ADBL除以100得到的商与0X30相与计算AD转换值十位数ASCII码将AD转换值ADBL除以I00得到的余数再除以10,得到的商与OX30相与计算AD转换值个位数ASCLL码将AD转换值ADBL除以1O得到的余数与OX30相与L函数返回I图8计算AID转换值ASCIL码函数设计5LCD显示函数设计LCD显示函数模块包括LCD初始化函数、写入指令数据到LCD函数、写入显示数据到LCD函数、LCD显示AD转换值函数、延时函数等模块。4结束语详细介绍了本系统的总体结构、硬件设计和软件设计。侧重阐述了采用AT89S52单片机与AD转换器TLC549对电压测量电路信号进行处理，最后驱动输出显示装置LCD1602显示数字电压信号。该系统具有精度高、抗干扰性强、速度快、性能稳定等特点，适用于一般电子系统的电压测量，具有很好的使用价值。下转第81页行业应用与交流自动化技术与应用2012年第31卷第3期NDUSTRIALAPPLICATIONSANDCOMMUNICATIONS现代电子技术20112158159【3】党永华某PWM驱动系统中干扰问题的分析火控雷达技术200538284作者简介李付军1980一，男，硕士，工程师，从事天线伺服系统和稳定平台的研制开发。上接第60页波算法J】电子学报，2006，346L123L1267】刘胜，张兰勇，李冰一种新的自适应干扰对消技术研究及在电磁辐射测量中的应用【J电子学报，2011，396139413988沈宏，张蒲，徐其惠，曹贝贞改进自适应噪声对消算法的窄带干扰抑制仪器仪表学报，2008，29122632263691徐玮，孙象。语音通信中的自适应噪声对消系统设计J现代电子技术，2007，20113941N0】沈宏，张蒲，徐其惠，曹贝贞改进自适应噪声对消算法的窄带干扰抑制【J】仪器仪表学报，2008，2912263226361L1IJKARVANEN，JERIKSSON，ANDVK0UNENPEARSONSYSTEMBASEDMETHODFORBLINDSEPARATIONCINPROC2NDINTWORKSHODONINDEPENDCOMPONANA1BLINDSIGNALSEPARATION，HELSINKI。FINLAND，20O0585590IL2】TADAL，HLI，MNOVEY，ANDJFCARDOSOCOMPLEXICAUSINGNONLINEARFUNCTIONSJIIEEETRANSSIGNALPROCESS，2008，56945364544【13X一LLIANDX一DZHANGNONOHOGONALJOINTDIAGONALIZATIONFREEOFDEGENERATESOLUTIONJ】IEEETRANSSIGNALPROCESS，2007，555L803L8L4IL4IX一LLIANDTADALANOVDENTROPYESTIMATORANDITSAPPLICATIONTOICA【C1INPROCIEEEWORKSHOPONMACHLEARNSIGNALPROCESS，GRENOBLE，FRANCE，2009作者简介张兰勇1983一，男，博士后，主要从事电磁兼容预测与测试、计算电磁学、高频信号处理等方面的研究工作。上接第63页从数据上看，左右摄像机的焦距基本相同，左右摄像机图像中心坐标分别为376412，290221375402，291511也基本在实际中心坐标376，291附近。这些都符合预期的标定结果。7结束语本文在传统标定法的基础上提出一种参数分离标定的方法，内参数的标定简化了运算复杂度，外参数的标定提高了标定效率，同时也增加了机器人在三维空间标定时的灵活性，最后结合机器人双目立体视觉标定模型，最终通过标定实验得出预期的标定结果。参考文献1】马颂德，张正友计算机视觉一计算理论与算法基础【M】北京科学出版社，200322TSAIRYAVERSATILECAMERACALIBRATIONTECHNIQUEFORHIGHACCURACY3DMACHINEVISIONMETROLOGYUSINGOFFTHESHEFFTVCAMERASANDLENSESJ】IEEEJOURNALOFROBOTICSANDAUTOMATION，1987，34323344【3】王昭，张平，机器视觉导引系统中摄像机的标定方法J航空学报，200829204208F4IZHANGZYAFLEXIBLENEWTECHNIQUEFORCAMERACALIBRATIONIJ1IEEETRANSACTIONSONPATTERNANALYSISANDMACHINEINTELLIGENCE，20001113301334F5IMASASELFXBRATIONTECHNIQUEFORACTIVEVISIONSYSTEMJIEEETRAM