1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 智能數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)學(xué) 院 工程技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 年 級 _ 2009級_ _學(xué) 號 _ 姓 名 _ _指 導(dǎo) 教 師 _ _成 績 _ _ 2013 年 5 月 1 日 58目錄摘要3Abstract40 文獻(xiàn)綜述50.1 數(shù)字電壓表的特點(diǎn)50.2 電壓表發(fā)展歷程80.3 智能數(shù)字電壓表的特點(diǎn)80.4 國內(nèi)外發(fā)展特點(diǎn)90.5 智能儀器發(fā)展趨勢91 引言112 整體設(shè)計(jì)112.1 整體構(gòu)造112.2 主要功能123 智能數(shù)字電壓表的硬件設(shè)計(jì)123.1 量程自動轉(zhuǎn)換電路123.2 自動零點(diǎn)調(diào)整電路153.3 交流/直流自動轉(zhuǎn)換電路153.4 真有效值電路163.4.1

2、AD736簡介163.4.2 真有效值電路圖173.5 A/D轉(zhuǎn)換電路173.5.1 A/D轉(zhuǎn)換器的選型依據(jù)173.5.2 ICL7135工作原理183.5.3 ICL7135引腳說明203.5.4 ICL7135與單片機(jī)接口電路223.6 顯示電路253.6.1 LCD12864簡介253.6.2 LCD12864中的重要指令263.6.3 LCD12864與單片機(jī)的連接273.7 數(shù)據(jù)輸出電路283.7.1 CH375簡介283.7.2 電路設(shè)計(jì)294 智能數(shù)字電壓表軟件設(shè)計(jì)294.1 輸入電路自檢294.2 RAM的檢測304.3 自動量程304.4 數(shù)據(jù)處理315 proteus仿真3

3、25.1 交直流自動識別電路仿真325.2 真有效值電路仿真345.3 整體仿真356 結(jié)論38參考文獻(xiàn)38致謝40附錄41智能數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)摘要：本文在研究國內(nèi)外有關(guān)智能儀器的基礎(chǔ)上，采用單片機(jī)AT80C51作為的主控制器，設(shè)計(jì)了一款智能數(shù)字電壓表。該電壓表可實(shí)現(xiàn)交直流電壓的測量、完成量程的自動轉(zhuǎn)換、結(jié)果的液晶顯示、數(shù)據(jù)輸出等功能。本設(shè)計(jì)通過逐步分析各個子電路的原理及作用，并結(jié)合Proteus進(jìn)行仿真，全面地?cái)⑹隽嗽撓到y(tǒng)的工作原理及功能。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；電壓表；智能；ICL7135；仿真DESIGN OF INTELLIGENT DIGITAL VOLTMETERAbstract:In th

4、e paper, on the basis of studying of intelligent instrument at home and abroad, a intelligent digital voltmeter which adopts AT80C51 singlechip as control core is designed. Measurement of AC and DC voltage, selection range automatically, displaying the results on liquid crystal and date output is fu

5、lfilled by the meter. Analyzing the work theory and function of each child-circuit step by step, simulation by Proteus, it synthetically details the theory and function of this design.Keyword:singlechip; voltmeter; intelligent; simulation0 文獻(xiàn)綜述0.1 數(shù)字電壓表的特點(diǎn)數(shù)字電壓表簡稱DVM(Digital Voltmeter)，在1952年由美國NLS公司

6、首次從電位差計(jì)的自動化過程中研制成功。50多年來，數(shù)字電壓表有了不斷的進(jìn)步和提高。DVM的高速發(fā)展，使它已成為實(shí)現(xiàn)測量自動化、提高工作效率不可缺少的儀表，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子、電工測量，自動化測試系統(tǒng)等領(lǐng)域,數(shù)字電壓表已成為一種必不可少的測量儀器。數(shù)字電壓具有以下特點(diǎn)：（1）顯示清晰直觀，讀數(shù)準(zhǔn)確傳統(tǒng)的指針式電壓表必須借助與指針和刻度盤進(jìn)行讀數(shù)。在讀數(shù)過程中不可避免地會引入人誤差。而數(shù)字電壓表則采用先進(jìn)的數(shù)字顯示技術(shù)，使顯示結(jié)果一目了然，只要儀表不發(fā)生跳數(shù)現(xiàn)象，測量結(jié)果就是唯一的，不僅保證了讀數(shù)的客觀性與準(zhǔn)確性，還符合人們的讀數(shù)習(xí)慣，能夠縮短讀數(shù)和記錄的時間。為了提高清晰度，有的電壓表采用字

7、高為26mm的大屏幕LCD(液晶顯示器)，而且增加了背光源，以便夜間觀察讀數(shù)。數(shù)字電壓表在數(shù)顯的基礎(chǔ)上，還增加了顯示各種標(biāo)志符的功能。這些標(biāo)志符中包括測量項(xiàng)目符號(例如DC、AC)，單位符號(mV、V、kV)，特殊符號(如極性符號、電池低電壓指示符、讀數(shù)保持符)，既便于讀數(shù)，又對操作人員給予明顯提示。（2）顯示位數(shù)顯示位數(shù)通常為2位8個位。具體講，有2位、3位、3位、3位、3位、4位、4位、4位、5位、5位、6位、6位、7位、8位共14種。國外最近還推出8位和10位數(shù)字儀表。判定數(shù)字儀表的位數(shù)有兩條原則：能顯示從09所有數(shù)字的位是整數(shù)位；分?jǐn)?shù)位的數(shù)值是以最大顯示值中最高位數(shù)字為分子，用滿量程時

8、最高位數(shù)字作分母。例如，某數(shù)字儀表的員大顯示值為土1999，滿量程計(jì)數(shù)值為2000，這表明該儀表有3個整數(shù)位，而分?jǐn)?shù)位的分子為1，分母是2，故稱之為3位，讀作三位半，其最高位只能顯示0或1。（3）準(zhǔn)確度高 數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度是測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合。它表示測量結(jié)果與真值的一致程度，也反映測量誤差的大小。一般講準(zhǔn)確度愈高，測量誤差愈小，反之亦然。 數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)優(yōu)于指針式電壓表，指針式電壓表的準(zhǔn)確度只有7個等級：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。普通3位數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度已可達(dá)土0.1，而4位DVM為土0.01。（4）分辨力高數(shù)字電壓表在最低電壓量程上末位

9、1個字所對應(yīng)的電壓值，稱作儀表的分辨力，它反映出儀表靈敏度的高低。數(shù)字電壓表的分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。例如，3位DVM的最高分辨力為l00V，4位、5位DVM分別為10V、1V。7位、8位的最高分辨力依次為10nV，1nV。數(shù)字電壓表的分辨力指標(biāo)也可用分辨率表示。分辨率是指能顯示的最小數(shù)字(零除外)與大數(shù)字之比，通常用百分?jǐn)?shù)表示。例如，3各位DVM的分辨率為0.05。同理可計(jì)算出，4位和5位DVM的分辨率依次為0.005、0.0005。需要指出，分辨力與準(zhǔn)確度屬于兩個不同的概念。前者表征儀表的“靈敏性”，即對微小電壓的“識別”能力；后者反映測量的“準(zhǔn)確性”，即測量結(jié)果與真值的一致程度。二

10、者無必然的聯(lián)系，因此不能混為一談，更不得將分辨力(或分辨率)誤以為是類似于準(zhǔn)確度的一項(xiàng)指標(biāo)。 實(shí)際上分辨力僅與儀表的顯示位數(shù)有關(guān)，而準(zhǔn)確度則取決于A/D轉(zhuǎn)換器、功能轉(zhuǎn)換器的綜合誤差以及量化誤差。從測量角度看，分辨力是“虛”指標(biāo)(與測量誤差無關(guān))，準(zhǔn)確度才是“實(shí)”指標(biāo)(它決定測量誤差的大小)。因此，任意增加顯示位數(shù)來提高儀表分辨力的方案是不可取的。原因就在于這樣達(dá)到的高分辨力指標(biāo)將失去意義。換言之，從設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表的角度看，分辨力應(yīng)受到準(zhǔn)確度的制約，有多高的準(zhǔn)確度，才有與之相適應(yīng)的分辨力。 （5）測量范圍寬多量程數(shù)字電壓表通常可測01000V的直流電壓，配上高壓探頭還可測量幾千伏乃至上萬伏的高壓

11、。（6）擴(kuò)展能力強(qiáng)在數(shù)字電壓表的基礎(chǔ)上，還可以擴(kuò)展成各種專用及通用數(shù)字儀表、數(shù)字多用表。僅以電壓類型的儀表為例，就可劃分成直流數(shù)字電壓表、交流數(shù)字電壓表、峰值數(shù)字電壓表、真有效值數(shù)字電壓表、數(shù)字電平表、邏輯電平測試儀等等。（7）測量速率快 數(shù)字電壓表在每秒鐘內(nèi)對被測電壓的測量次數(shù)，叫測量速率，單位是“次/s”。它主要取決于A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。也有的DVM用測量周期來表示測量的快慢。完成一次測量過程所用的時間叫測量周期，它與測量速率成倒數(shù)關(guān)系。3位、4位DVM的測量速率一般在10次/s以下。5位8位DVM一般在幾十次/s左右，有些能達(dá)到幾百甚至上千次/s。目前，數(shù)字電壓表的最高測量速率已達(dá)到

12、10萬次/s。（8）輸入阻抗高數(shù)字電壓表具有很高的輸入阻抗，通常為10Ml000M。最高可達(dá)106M。這樣在測量時從被測電路上吸取的電流極小，不會影響被測信號源的工作狀態(tài)，由此可減小由信號源內(nèi)阻帶來的附加誤差。 （9）集成度高、微功耗手持式數(shù)字電壓表采用單片A/D轉(zhuǎn)換器，外圍電路比較簡單，只需要少量輔助芯片和外圍元器件。新型數(shù)字電壓表普遍采用CMOS大規(guī)模集成電路，整機(jī)功耗很低。3位、4位手持式數(shù)字電壓表的整機(jī)功耗僅為幾十毫瓦，5位8位數(shù)字電壓表的總功耗一般也只有幾瓦至幾十瓦。（10）抗干擾能力強(qiáng)噪聲干擾大致分兩類。類是串模干擾，干擾電壓與被測信號串聯(lián)后加至儀表的輸入端另一類是共模干擾。干擾電

13、壓同時加于儀表的兩個輸入端。衡量儀表抗干擾能力的技術(shù)指標(biāo)也有兩個：串模抑制比(SMRR)和共模抑制比(CMRR)。5位以下的數(shù)字電壓表大多采用雙積分式或多重積分式A/D轉(zhuǎn)換器，只要采樣時間(即正向積分時間)等于串模信號周期的整倍數(shù)，就能有效地抑制串模干擾。這是因?yàn)榇８蓴_電壓在正向積分階段被平均掉的緣故。中、低檔數(shù)字電壓表的共模抑制比可達(dá)80120dBSMRR可達(dá)100dB左右。高檔數(shù)字電壓表大多采用數(shù)字濾波和浮地保護(hù)等技術(shù)，進(jìn)一步提高了抗干擾能力，其CMIRR可達(dá)l00180dB，SMRR為l00dB左右。0.2 電壓表發(fā)展歷程（1）模擬式電壓表。模擬式電壓表的基本結(jié)構(gòu)是電磁式和力學(xué)式，電壓

14、表基于電磁測量原理和力學(xué)轉(zhuǎn)換原理并用指針來顯示最終的測量結(jié)果。（2）數(shù)字電壓表。DVM的基本原理是將待測的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后進(jìn)行測量，并將測量結(jié)果以數(shù)字形式進(jìn)行顯示與輸出。（3）智能數(shù)字電壓表。智能DVM是指能在計(jì)算機(jī)的控制下，通過各種測量傳感器將被測信號轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算與處理，并根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行各種操作的智能儀器。0.3 智能數(shù)字電壓表的特點(diǎn)智能DVM的出現(xiàn)，極大地?cái)U(kuò)充數(shù)字電壓表應(yīng)用范圍，它廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個部門，不但在國防技術(shù)、航空、航天、鐵路、冶金、化工等產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著巨大的影響。智能數(shù)字電壓表除了具有普通數(shù)字電壓

15、表的技術(shù)指標(biāo)外，還具有以下特點(diǎn)：（1）智能DVM實(shí)用鍵盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的旋轉(zhuǎn)式或琴鍵式切換開關(guān)來實(shí)施對儀器的控制，從而使儀器面板的布置和儀器內(nèi)部有關(guān)部件的安排不再互相限制，可完全獨(dú)立地進(jìn)行，明顯改善了儀器前面板及有關(guān)功能部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這樣既有利于提高數(shù)字電壓的技術(shù)指標(biāo)也方便了操作。（2）微處理器的運(yùn)用極大地提高了儀器的性能。智能DVM利用微處理器的運(yùn)算和邏輯判斷能力，可以按一定的算法方便地消除由于漂移、增益的變化和干擾等因素所引起的誤差，因而提高了儀器的測量精度。智能DVM除了測量功能外還有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能，這是智能儀器的主要優(yōu)點(diǎn)之一。而且由于采用了微處理器，使得許多原來用硬件邏輯難以解決或

16、根本無法解決的問題，現(xiàn)在可以用軟件非常靈活地加以解決。例如，傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表只能測量交直流電壓，而智能數(shù)電壓表不僅能進(jìn)行上述測量，而且還具有對測量結(jié)果進(jìn)行諸如零點(diǎn)平移、取平均值、求極值、統(tǒng)計(jì)分析等復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理功能，讓用戶從繁重的數(shù)據(jù)處理中解放出來。（3）智能DVM運(yùn)用微處理器的控制功能，可以實(shí)現(xiàn)自動化測量。儀器的整個測量過程如鍵盤掃描、量程選擇、開關(guān)啟動閉合、數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理以及顯示打印等都用單片機(jī)或微控制器來控制操作，實(shí)現(xiàn)測量過程的全部自動化。（4）智能DVM具有自測功能，包括自動調(diào)零、自動故障與狀態(tài)檢驗(yàn)、自動校準(zhǔn)、自診斷及量程自動轉(zhuǎn)換等。智能數(shù)字電壓能自動檢測出故障的部位甚至故障的

17、原因。這種自測試可以在儀器啟動時運(yùn)行，同時也可在儀器工作中運(yùn)行，極大地方便了儀器的維護(hù)。（5）智能DVM具有友好的人機(jī)對話能力。操作人員只需通過鍵盤輸入命令，就能實(shí)現(xiàn)某種測量功能。與此同時，智能DVM還通過顯示屏將儀器的運(yùn)行情況、工作狀態(tài)以及對測量數(shù)據(jù)的處理結(jié)果及時告訴操作人員，使儀器的操作更加方便直觀。0.4 國內(nèi)外發(fā)展特點(diǎn)國外智能儀器的發(fā)展特點(diǎn)：（1）新技術(shù)的應(yīng)用，普遍采用EDA(電子設(shè)計(jì)自動化)、CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、CAT(計(jì)算機(jī)輔助測試)、DSP(數(shù)字信號處理)、ASIC(專用集成電路)及SMT(表面貼裝技術(shù))等。（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化注重性能價(jià)格比，在重視高檔儀器開發(fā)的同時注重高新

18、技術(shù)和量大面廣產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)。注重系統(tǒng)集成，不僅著眼于單機(jī)，更注重系統(tǒng)和產(chǎn)品軟件化。隨著各類儀器裝上中央處理器CPU，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化后，軟件上投入了巨大的人力、財(cái)力。（3）產(chǎn)品的開發(fā)準(zhǔn)則發(fā)生了質(zhì)變從技術(shù)驅(qū)動轉(zhuǎn)為市場驅(qū)動，從一味追求高精轉(zhuǎn)為“恰到好處”。開發(fā)成功產(chǎn)品的準(zhǔn)則是用戶在明確的要求，能用最短的開發(fā)時間投放市場，功能和性能要恰到好處。產(chǎn)品開發(fā)準(zhǔn)則的另一變化是收縮方向，集中優(yōu)勢。（4）生產(chǎn)技術(shù)注重專業(yè)生產(chǎn)自動化。生產(chǎn)線是一個集生產(chǎn)、測試、統(tǒng)計(jì)、分析、打印、包裝為一體的系統(tǒng)。數(shù)字電壓表是在20世紀(jì)60年代問世的。我國的數(shù)字電壓表工業(yè)起步于20世紀(jì)70年代中期，先后經(jīng)歷了引進(jìn)、發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新這3個

19、階段。近年來，我國的儀器儀表需求量劇增，是發(fā)展最快的國家之一，在發(fā)展中國家行列，我國是儀器儀表行業(yè)最大最齊全、綜合實(shí)力最強(qiáng)的一個國家。一些中低檔產(chǎn)品已具有規(guī)模優(yōu)勢和國際市場競爭力。目前，我國數(shù)字萬用表的產(chǎn)量已經(jīng)躍居世界首位，每年生產(chǎn)近千萬臺（塊）中、低檔數(shù)字萬用表，并向100多個國家大量出口，占世界中、低檔數(shù)字萬用表總產(chǎn)量的85%以上，但目前我國所需要的高檔數(shù)字萬用表以進(jìn)口產(chǎn)品為主。0.5 智能儀器發(fā)展趨勢(1) 微型化微型智能儀器指微電子技術(shù)、微機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)等綜合應(yīng)用于儀器的生產(chǎn)中，從而使儀器成為體積小、功能齊全的智能儀器。它能夠完成信號的采集、線性化處理、數(shù)字信號處理，控制信號的輸出

20、、放大、與其他儀器的接口、與人的交互等功能。(2)多功能化多功能本身就是智能儀器儀表的一個特點(diǎn)。例如，為了設(shè)計(jì)速度較快和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，儀器生產(chǎn)廠家制造了具有脈沖發(fā)生器、頻率合成器和任意波形發(fā)生器等功能的函數(shù)發(fā)生器。這種多功能的綜合型產(chǎn)品不但在性能上如準(zhǔn)確度比專用脈沖發(fā)生器和頻率合成器高，而且在各種測試功能上提供了較好的解決方案。(3)人工智能化人工智能是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個嶄新領(lǐng)域，利用計(jì)算機(jī)模擬人的智能，用于機(jī)器人、醫(yī)療診斷、專家系統(tǒng)、推理證明等各方面。智能儀器的進(jìn)一步發(fā)展將含有一定的人工智能，即代替人的一部分腦力勞動，從而在視覺圖形及色彩辨讀、聽覺語音識別及語言領(lǐng)悟、思維推理、判斷、學(xué)

21、習(xí)與聯(lián)想等方面具有一定的能力。(4)網(wǎng)絡(luò)化伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，Internet技術(shù)正在逐漸向工業(yè)控制和智能儀器儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域滲透，實(shí)現(xiàn)智能儀器儀表系統(tǒng)基于Internet的通訊能力以及對設(shè)計(jì)好的智能儀器儀表系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程升級、功能重置和系統(tǒng)維護(hù)。(5) 虛擬儀器 測量儀器的主要功能都是由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示等三大部分組成的。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分析和顯示完全用PC機(jī)的軟件來完成。因此，只要額外提供一定的數(shù)據(jù)采集硬件，就可以與PC機(jī)組成測量儀器。這種基于PC機(jī)的測量儀器稱為虛擬儀器。在虛擬儀器中，使用同一個硬件系統(tǒng)，只要應(yīng)用不同的軟件編程，就可得到功能完全不同的測量儀器。可見，軟

22、件系統(tǒng)是虛擬儀器的核心，“軟件就是儀器”。 1 引言在電氣測量中，電壓是一個很重要的參數(shù)。如何準(zhǔn)確地測量模擬信號的電壓值，一直是儀器研究的內(nèi)容之一。數(shù)字電壓表是通用儀器中使用較廣泛的一種測試儀器，很多電量或非電量經(jīng)變化后都用可數(shù)字電壓表完成測試。因此，數(shù)字電壓表被廣泛地應(yīng)用于科研和生產(chǎn)測試中。作為電子測量工具，電壓表的要求也越來越高，傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表不僅使用不方便，而且測量的精度也往往達(dá)不到要求。在現(xiàn)代電子科技的高速發(fā)展過程中，智能化已經(jīng)成為一種趨勢，電壓表也不例外。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)合A/D采集芯片，能夠自動進(jìn)行量程選擇，并且測量結(jié)果能夠通過大屏幕LCD顯示，并且具有自檢、自動調(diào)零等功能

23、，利用軟件的一系列算法，提高測量精度，測量時使用方便，攜帶也方便，符合科技潮流的發(fā)展，具有一定的智能性。本文將就這一系統(tǒng)的硬件電路部分和軟件程序部分分別作以介紹。2 整體設(shè)計(jì)2.1 整體構(gòu)造智能數(shù)字電壓整體構(gòu)造如圖2-1所示，采用單片機(jī)作為主處理器，系統(tǒng)主要由信號采集、A/D轉(zhuǎn)換、顯示、USB通信等幾個功能模塊組成，由單片機(jī)控制各個模塊的功能。微處理器選用AT80C51，該單片機(jī)體積小、功能全、價(jià)格低，它自身就是一個完備的計(jì)算機(jī)，內(nèi)含32個I/O口，時鐘電路，ROM，RAM，有強(qiáng)大的指令控制功能，非常適合用于智能儀器。信號輸入控制線路信號采集A/D轉(zhuǎn)換單片機(jī)顯示單元USB通信圖2-1 系統(tǒng)整體

24、構(gòu)造圖Fig.2-1 complete system structure2.2主要功能（1）測量電壓1000V；（2）自動量程；（3）交直流自動識別；（4）交流電壓真有效值測量；（5）中文顯示；（6）操作提示；（7）故障自診斷；（8）USB接口輸出。3 智能數(shù)字電壓表的硬件設(shè)計(jì)3.1 量程自動轉(zhuǎn)換電路量程自動轉(zhuǎn)換是繼電器開關(guān)在單片機(jī)的控制下，形成不同的通斷組合，從而形成不同的量程，控制原理如圖3-1-1所示。輸入端繼電器開關(guān)衰減電路單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器圖3-1-1 自動量程原理圖Fig.3-1-1 principle of selection range automatically量程的自動轉(zhuǎn)換

25、首先從最高量程開始，利用單片機(jī)得到的測量值來判定檔位是否合適。如果最高量程有超量程現(xiàn)象，則立刻斷開輸入端，起保護(hù)儀器的作用，并作超量程處理，如果欠量程，則逐一用低量程測量，直到找到適合的量程，量程自動轉(zhuǎn)換過程如圖3-1-2所示。欠量程合適合適欠量程開始A/D轉(zhuǎn)換量程判斷過量程低量程斷開輸入端，顯示數(shù)據(jù)處理，顯示量程判斷數(shù)據(jù)處理，顯示最高量程圖 3-1-2 量程自動轉(zhuǎn)換過程Fig.3-1-2 process of selection range automatically自動量程電路主要由精密電阻，繼電器開關(guān)及運(yùn)算放大器組成，由單片機(jī)控制，如圖3-1-3所示。圖3-1-3 輸入電路Fig.3-1

26、-3 input circuit為了防止在測量時發(fā)生跳數(shù)現(xiàn)象,例如量程設(shè)計(jì)為1V10V，10V100V時，當(dāng)被測電壓在10V上下波動時，將導(dǎo)致微處理器對繼電器開關(guān)的控制產(chǎn)生混亂。所以在量程設(shè)計(jì)時要有一定得重疊范圍，并且滿足A/D轉(zhuǎn)換器2V量程的要求，經(jīng)計(jì)算，量程設(shè)定為：00.12V，0.1V1.2V，1V12V，10V120V，100V1000V 共五個檔位 。1.100V1000V量程繼電器開關(guān)RL6導(dǎo)通，輸入電壓經(jīng)電阻分壓后輸出，在這個狀態(tài)下最大輸出電壓為Umax=1000×=1V。2.10V120V量程繼電器開關(guān)RL5導(dǎo)通，在這個狀態(tài)下最大輸出電壓為Umax=120×

27、=1.2V。3. 1V12V量程繼電器開關(guān)RL4導(dǎo)通，在這個狀態(tài)下最大輸出電壓為Umax=12×=1.2V。4.0.1V1.2V量程繼電器開關(guān)RL3導(dǎo)通，在這個狀態(tài)下最大輸出電壓為Umax=1.20×1=1.2V。5.00.12V量程繼電器開關(guān)RL1，RL2，RL3導(dǎo)通，輸入電壓被放大10倍后輸出，在這個狀態(tài)下最大輸出電壓為Umax=0.12×10=1.2V。在使用繼電器開關(guān)時應(yīng)注意，因?yàn)閱纹瑱C(jī)輸出口的電流很小，無法驅(qū)動繼電器，所以在繼電器輸入端應(yīng)該接一個PNP三極管，用來放大電流，驅(qū)動繼電器工作。而為了保護(hù)此三極管的正常工作，還應(yīng)加上一個二極管來保護(hù)三極管不被過

28、流擊穿，此二極管在實(shí)際應(yīng)用中非常重要。繼電器使用如圖3-1-4所示。圖3-1-4 繼電器的使用Fig.3-1-4 the use of relay3.2 自動零點(diǎn)調(diào)整電路如圖3-1-3所示，在測量前，單片機(jī)控制繼電器RL8接通，儀器的輸入端接地，啟動一次測量，將測量Uos結(jié)果存入單片機(jī)中，這個值就是衰減器，放大器,A/D轉(zhuǎn)換器等部件的零點(diǎn)偏移量。這個零點(diǎn)偏移量很小，因此選擇00.12V量程來測量。然后將繼電器釋放，測量被測信號，此時的測量值Uox是實(shí)際的測量值和Uos之和，單片機(jī)在處理數(shù)據(jù)時，用Uox減去Uos，這時所得到的計(jì)算值就是被測信號的實(shí)際值，再加以顯示，這樣就有效地消除了硬件電路零點(diǎn)

29、漂移對測量結(jié)果的影響。3.3 交流/直流自動轉(zhuǎn)換電路普通數(shù)字電壓表必須依靠手動操作，才能完成交流/直流轉(zhuǎn)換，從AC檔到DC檔，或由DC檔AC檔，但到而采用了單片機(jī)后，可以給數(shù)字電壓表增加AC/DC自動轉(zhuǎn)換功能，使操作更為方便。自動轉(zhuǎn)換電路如圖3-4-1所示，該電路包含三部分：1.電壓放大器；2.隔直電路；3.整流電路。 圖3-3-1 交流/直流自動轉(zhuǎn)換Fig.3-3-1 AC or DV selection automatically 輸入端接的是經(jīng)輸入電路處理后輸出的電壓，當(dāng)輸入端為交流電壓時，由IC1進(jìn)行電壓放大后，經(jīng)電容C1耦合到IC2，二極管組成橋式整流電路。整流后的電壓使三極管Q1導(dǎo)

30、通，F(xiàn)C變?yōu)榈碗娖剑瑑x表自動轉(zhuǎn)換為交流電壓測量模式。當(dāng)輸入的為直流電壓，就被電容C1隔斷，此時整流電路器輸出為零，由于FC端接有上拉電阻，這時FC=1（高電平），儀表自動轉(zhuǎn)入直流電壓測量模式。3.4 真有效值電路目前，普通數(shù)字表在測量交流電壓時大多采用平均值原理，只能測量不失真的正弦波的有效值，故受到波形失真度的限制而影響測量準(zhǔn)確度和使用范圍。真有效值數(shù)字儀表可以測量任何復(fù)雜波形，而不必考慮波形種類和失真度的優(yōu)勢以及測量準(zhǔn)確度高、頻帶范圍寬、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛推廣。在智能數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)中，為了提高測量準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、改善線性、提高頻率響應(yīng)特性，本文采用高精度AD736芯片作為真有效值轉(zhuǎn)

31、換器。3.4.1 AD736簡介AD736是經(jīng)過激光修正的單片精密真有效值A(chǔ)C/DC轉(zhuǎn)換器。其主要特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、靈敏性好（滿量程為200mVRMS）、測量速率快、頻率特性好（工作頻率范圍可達(dá)0460kHz）、輸入阻抗高、輸出阻抗低、電源范圍寬且功耗低最大的電源工作電流為200A。AD736采用雙列直插式8腳封裝，其管腳排列如圖3-4-1所示：         圖3-4-1 AD736芯片F(xiàn)ig.3-4-1 AD736 chip各管腳的功能如下： +VS：正電源端，電壓范圍為2.816.5V； -VS：負(fù)電源端，電壓范圍為-3.2-1

32、6.5V； CC：低阻抗輸入端，用于外接低阻抗的輸入電壓（200mV），通常被測電壓需經(jīng)耦合電容Cc與此端相連，通常Cc的取值范圍為1020F。當(dāng)此端作為輸入端時，第2腳VIN應(yīng)接到COM； VIN：高阻抗輸入端，適合于接高阻抗輸入電壓，一般以分壓器作為輸入級，分壓器的總輸入電阻可選10M，以減少對被測電壓的分流。該端有兩種工作方式可選擇：第一種為輸出AC+DC方式。該方式將1腳（CC）與8腳（COM）短接，其輸出電壓為效流真有效值與直流分量之和；第二種方式為AC方式。該方式是將1腳經(jīng)隔直電容Cc接至8腳，這種方式的輸出電壓為真有效值，它不包含直流分量。 COM：公共端； Vo：輸出端； CF

33、：輸出端濾波電容，一般取10F； CAV：平均電容。它是AD736的關(guān)鍵外圍元件，用于進(jìn)行平均值運(yùn)算。其大小將直接響應(yīng)到有效值的測量精度，尤其在低頻時更為重要。多數(shù)情況下可選33F。3.4.2 真有效值電路圖由于AD736轉(zhuǎn)換的電壓不能超過200mV，而經(jīng)輸入電路后的電壓最高為1.2V，因此必須經(jīng)分壓后才能進(jìn)行真有效值轉(zhuǎn)換，電路圖3-4-2如圖所示。圖3-4-2 真有效值電路Fig.3-4-2 circuit of RSM3.5 A/D轉(zhuǎn)換電路3.5.1 A/D轉(zhuǎn)換器的選型依據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的種類繁多，用于智能儀器設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換器主要有逐次逼近式、積分式、并行式和改進(jìn)型四類。逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)

34、換器的轉(zhuǎn)換時間和轉(zhuǎn)換精度比較適中，轉(zhuǎn)換時間一般在s級，轉(zhuǎn)換精度一般在0.1%上下，適用于一般場合。積分式A/D轉(zhuǎn)換器的核心部件是積分器，因此速度慢，其轉(zhuǎn)換時間一般在ms及或更長。但抗干擾性能強(qiáng)，轉(zhuǎn)換精度可達(dá)0.01%或更高。適合在數(shù)字電壓表類儀器中采用。并行式又稱閃爍式，由于采用并行比較，因而轉(zhuǎn)換速率可以達(dá)到很高，其轉(zhuǎn)換時間可達(dá)ns級，但抗干擾能力較差，由于工藝限制，其分辨率一般不高于8位。這類A/D轉(zhuǎn)換器可用于數(shù)字示波器等轉(zhuǎn)換要求較快的儀器中。改進(jìn)型為滿足某種搞性能指標(biāo)而改進(jìn)或復(fù)合而成的，主要用于以高精度數(shù)字電壓表為基礎(chǔ)的智能儀器中。本設(shè)計(jì)選用適合在數(shù)字電壓表中采用的雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器。雙

35、積分式A/D轉(zhuǎn)換器具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）抗干擾能力強(qiáng)因?yàn)殡p積分式A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果與輸入信號的平均值成正比，因而對疊加在輸入信號上的交流干擾有良好的抑制作用，即串模干擾抑制能力較大。50Hz的工頻干擾一般是最主要的串模干擾成分，如果選定采樣時間T的時間為工頻周期20ms的整數(shù)倍，則工頻干擾在理想情況下可以完全消除。（2）性價(jià)比高雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器在A/D轉(zhuǎn)換的過程中使用了同一積分器，又使用同一時鐘，因此對積分器和時鐘的指標(biāo)都要求不高，成本較低。本設(shè)計(jì)選用ICL7135A/D轉(zhuǎn)換器，ICL7135是4位半雙積分A/D轉(zhuǎn)換芯片,可以轉(zhuǎn)換輸出±20000個數(shù)字量,滿量程為2V ,與微機(jī)接口十

36、分方便。ICL7135具有精度高(相當(dāng)于14位A/D轉(zhuǎn)換),價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)。3.5.2 ICL7135工作原理ICL7135轉(zhuǎn)換器的工作原理圖如圖3-5-1所示。圖3-5-1 ICL7135工作原理圖Fig.3-5-1 operating principle of ICL7135第一階段T1，模擬開關(guān)S1導(dǎo)通，其余各模擬開關(guān)斷開，此階段可稱為對輸入電壓積分采樣階段。通常，在進(jìn)入此階段之前，積分器的輸出已被復(fù)零。所以，當(dāng)輸入電壓Vi為正時，積分器輸出向負(fù)漸增；當(dāng)輸入Vi為負(fù)時，積分器輸出向正漸增，如圖3-5-2所示。積分器輸出電壓的變化速率與輸入電壓成正比： (3-1)圖3-5-2 積分器輸出電壓

37、波形Fig.3-5-2 output waveform of integrator采樣階段所經(jīng)歷的時間T1(T1=t1-t0)是一常值。它常常以計(jì)數(shù)器對時鐘脈沖fcp計(jì)數(shù)來確定。例如，計(jì)數(shù)器以0累計(jì)到N1所對應(yīng)的時間N1×TcpN1/fcp作為T1，也就是說計(jì)數(shù)器從0計(jì)到N1所經(jīng)歷的時間作為對輸入電壓的積分階段。T1階段結(jié)束時刻積分器之輸出電壓為： (3-2)式中之表示在T1階段中Vi之積分平均值，如果輸入電壓Vi是常值，則= Vi。將T1=N1/fcp代入上式，即可得 (3-3) 第二階段T2(T2t2-t1)，模擬開關(guān)S2或S3導(dǎo)通，其余開關(guān)斷開。此階段可稱為對參考電壓回積階段。

38、如果采樣階段T1中Vi0，則，T2階段S2導(dǎo)通，S3斷開，使積分器之輸出從一開始的-ViT1/RC回積到0。反之，如果T1階段中Vi0，則T2階段S3導(dǎo)通，S2斷開，使積分器之輸出從一開始的+ViT1/RC回積到0。VINT在T2階段的波形如圖3-5-2所示。由于T2階段積分器對固定的參考電壓積分，所以VINT之斜率不變。根據(jù)回積過程，T2階段的時間長度決定于：即 (3-4)此式表明，在T1和VR均為常數(shù)時，T2與成正比，實(shí)現(xiàn)了V/T轉(zhuǎn)換。如果T2也用同一時鐘脈沖fcp對計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)來測量，則在此階段中計(jì)數(shù)器所累計(jì)的數(shù)N2=T2fcp。將此關(guān)系和N1=T1fcp一起代入式(3-4)，即可得出最終

39、的結(jié)果表明，計(jì)數(shù)器在T2階段中所累計(jì)的時鐘脈沖個數(shù)N2正比于被測電壓在T1階段中的平均值。 3.5.3 ICL7135引腳說明ICL7135為DIP28封裝，芯片引腳排列如圖3-5-3所示，引腳功能及含義如下：prX838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號prX838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號（1）與供電及電源相關(guān)的引腳(共7腳)prX838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號-V：ICL7135負(fù)電源引

40、入端，典型值-5V，極限值-9V；prX838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號+V：ICL7135正電源引入端，典型值+5V，極限值+6V；prX838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號DGND：數(shù)字地，ICL7135正、負(fù)電源的低電平基準(zhǔn)；prX838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號REF：參考電壓輸入，REF的地為AGND引腳，典型值1V；AC：模擬地，典型應(yīng)用中，與DGND(數(shù)字地)一并接地；prX8

41、38電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號INHI：模擬輸入正；prX838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號INLO：模擬輸入負(fù)，當(dāng)模擬信號輸入為單端對地時，直接與AC相連。prX838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號prX838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號prX838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-

42、參數(shù)-電子元圖3-5-3 ICL7135芯片引腳Fig.3-5-3 pins of ICL7135 chip（2）與控制和狀態(tài)相關(guān)的引腳 （共12腳）CLKIN：時鐘信號輸入。當(dāng)T=80ms時，fcp=125kHz，對50Hz工頻干擾有較大抑制能力，此時轉(zhuǎn)換速度為3次/s。極限值fcp=1MHz時,轉(zhuǎn)換速度為25次/s；REFC+：外接參考電容正，典型值1F；REFC-：外接參考電容負(fù)；BUFFO：緩沖放大器輸出端，典型外接積分電阻；INTO：積分器輸出端，典型外接積分電容；AZIN：自校零端；LOW：欠量程信號輸出端，當(dāng)輸入信號小于量程范圍的10%時，該端輸出高電平；HIGH：過量程信號輸出

43、端，當(dāng)輸入信號超過計(jì)數(shù)范圍(20001)時，該端輸出高電平；STOR：數(shù)據(jù)輸出選通信號(負(fù)脈沖)，寬度為時鐘脈沖寬度的一半，每次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，該端輸出5個負(fù)脈沖，分別選通由高到低的BCD碼數(shù)據(jù)(5位)，該端用于將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入到并行I/O接口；R/H：自動轉(zhuǎn)換/停頓控制輸入。當(dāng)輸入高電平時，每隔40002個時鐘脈沖自動啟動下一次轉(zhuǎn)換；當(dāng)輸入為低電平時，轉(zhuǎn)換結(jié)束后需輸入一個大于300ns的正脈沖，才能啟動下一次轉(zhuǎn)換；POL：極性信號輸出，高電平表示極性為正；BUSY：忙信號輸出，高電平有效。正向積分開始時自動變高，反向積分結(jié)束時自動變低；（3）與選通和數(shù)據(jù)輸出相關(guān)的引腳(共9腳)；B8B1：B

44、CD碼輸出。B8為高位，對應(yīng)BCD碼；D4D1：千，百，十，個位選通。3.5.4 ICL7135與單片機(jī)接口電路ICL7135其轉(zhuǎn)換速度與時鐘頻率相關(guān)，每個轉(zhuǎn)換周期均有：自校準(zhǔn)(調(diào)零)，正向積分(被測模擬電壓積分)，反向積分(基準(zhǔn)電壓積分)和過零檢測四個階段組成，其中自校準(zhǔn)時間為10001個脈沖，正向積分時間為10000個脈沖，反向積分直至電壓到零為止（最大不超過20001個脈沖）。圖3-5-4給出了ICL7135時序，由圖可見，當(dāng)BUSY變高時開始正向積分，反向積分到零時BUSY變低，所以BUSY可以用于控制計(jì)數(shù)器的啟動/停止。圖3-5-4 ICL7135時序Fig.3-5-4 sequen

45、ce diagram of ICL7135在ICL7135與單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接時，如果使用ICL7135的并行采集方式，則不但要連接BCD碼數(shù)據(jù)輸出線，又要連接BCD碼數(shù)據(jù)的位驅(qū)動信號輸出端，這樣至少需要9根I/O口線。因此，系統(tǒng)的連接比較麻煩，且編程也非常復(fù)雜。而ICL7135的串行接法是通過計(jì)脈沖數(shù)的方法來獲得測量轉(zhuǎn)換結(jié)果的。這是因?yàn)槠涿}沖數(shù)與轉(zhuǎn)換結(jié)果具有一一對應(yīng)關(guān)系。通過單片機(jī)AT80C51的定時器T0（也可以使用定時器T1）來計(jì)脈沖器。由于，定時器T0所用的CLK頻率是系統(tǒng)晶振頻率的1/12。因此可利用單片機(jī)的ALE信號作為ICL7135的脈沖（CLK）輸入。但要注意，在軟件設(shè)計(jì)編程中

46、，若指令中不出現(xiàn)MOVX指令，ALE端產(chǎn)生的脈沖頻率將是晶振的1/6。至此，便可找到定時器所使用的頻率與單片機(jī)系統(tǒng)晶振頻率的關(guān)系，以及ICL7135所需的頻率輸入與單片機(jī)系統(tǒng)晶振頻率的關(guān)系。為了使定時器T0的計(jì)數(shù)脈沖的ICL7135工作所需的脈沖同步，可以將ICL7135的BUSY信號接至的P3.2（INT0）引腳上。此時定時器T0是否工作將受BUSY信號的控制。由上述時序圖可知，當(dāng)ICL7135開始工作時，即在正向積分開始時，也就是ICL7135的BUSY信號跳高時，定時器T0才開始工作，且定時器T0所記錄的數(shù)據(jù)與ICL7135的測試脈沖（從正向積分開始到反向積分相結(jié)束這一區(qū)域內(nèi)的脈沖稱為測

47、量脈沖）存在一定的比例關(guān)系。在這種情況下，由于定時器T0和ICL7135所用的時鐘不是同一路。因此，應(yīng)當(dāng)找到定時器T0所記錄的數(shù)據(jù)和測量脈沖之間的某種比例關(guān)系。其比例關(guān)系如下：Ftime=Fosc/12 Fale=Fosc/6 Freal=Fosc/24Ficl=Fale/N其中，F(xiàn)osc為系統(tǒng)晶振頻率；Ftime為定時器所用頻率；Fale為單片機(jī)ALE輸出的頻率；Freal為ICL7135的測量脈沖頻率；Ficl為ICL7135所用的輸入頻率，該頻率可通過Dale分頻得到。N為分頻比，該系統(tǒng)中N選為4。本設(shè)計(jì)取AT80C51的外接晶振fosc=6MHz，則ALE輸出約為1MHz，將ALE信號

48、輸入74HC4040（如圖3-5-5）的CLK引腳。CD4040是由12個T型觸發(fā)器組成的串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器/分頻器，有12個分頻輸出端，Q1Q12，最大分頻系數(shù)為212=4096，由于74HC4040的所有輸入，輸出端都設(shè)有緩沖器，所以有較好的噪聲容限。CD4040的Q2輸出是對ALE進(jìn)行了22=4分頻，故輸入ICL7135的時鐘為1MHz/4=250kHz，可得TCP=1/250Hz=0.004ms，正向積分時間T為0.004×10000=40ms，為工頻周期20ms的整數(shù)倍，可消除50Hz的工頻干擾。而且這一頻率，使AT80C51的16位計(jì)數(shù)器能一次計(jì)數(shù)A/D轉(zhuǎn)換的脈沖數(shù)。在滿電

49、壓輸入時，BUSY寬度為正向積分10000個CP脈沖，反向積分20001個脈沖(總計(jì)30001個CP脈沖)。在fosc=6MHz情況下，AT80C51內(nèi)部定時頻率為6MHz/12=500kHz，比ICL7135時鐘頻率250kHz大了1倍。在滿刻度電壓輸入時，定時器計(jì)數(shù)值應(yīng)為30001×2=60002，不超過AT80C51的16位計(jì)數(shù)的最大可計(jì)數(shù)值(216 )。要得到測量脈沖的個數(shù)，只需在測量結(jié)束時，將定時器所記錄的脈沖個數(shù)除以2即可，而要得到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果所對應(yīng)的脈沖數(shù)則應(yīng)用測量脈沖的個數(shù)減去，再減去10001(2711H)，余數(shù)就是通過輸入電路后的電壓值。這些轉(zhuǎn)換通常可通過軟件完

50、成，因此非常簡單。通過A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果所對應(yīng)的脈沖數(shù)可得到被測的模擬量。通過對串行方式的討論可以看出：使用這種方法可以不再使用芯片來擴(kuò)展口線。其優(yōu)點(diǎn)是占用口線少，能節(jié)省系統(tǒng)的硬件資源，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，不用添加任何擴(kuò)展口線器件，從而使系統(tǒng)的成本得到降低。ICL7135與單片機(jī)的連接電路如圖3-5-6所示。圖3-5-5 74HC4040Fig.3-5-5 74HC4040圖3-5-6 ICL7135與單片機(jī)連接電路Fig.3-5-6 circuit of singlechip connect to ICL71353.6 顯示電路普通數(shù)字電壓表通常采用LED顯示，屏幕小，不能顯示中文字符，本設(shè)計(jì)

51、采用大屏幕LCD12864來顯示測量結(jié)果，并可顯示測量時的量程。3.6.1 LCD12864簡介LCD12864分為兩種，帶字庫的和不帶字庫的，不帶字庫的液晶在顯示漢字的時候可以選擇自己喜歡的字體。而帶字庫的液晶，只能顯示相應(yīng)的字體，也可以用圖片的形式顯示其他的字體。下面介紹不帶字庫的LCD12864，以 Proteus中的AMPIRE128×64為例，如圖3-6-1所示，它的液晶驅(qū)動器為KS0108。圖3-6-1 12864液晶Fig.3-6-1 LCD12864LCD12864的引腳功能如表3-6-2所示。表3-6-2 LCD12864的引腳功能Tab.3-6-2 pins fu

52、nction of ICL7135 引腳符號狀態(tài)引腳名稱功能CS輸入芯片片選端，都是低電平有效CS1=0開左屏幕，CS1=1關(guān)左屏幕CS2=0開右屏幕，CS2=1關(guān)右屏幕RS輸入數(shù)據(jù)/命令選擇信號RS=1為數(shù)據(jù)操作RS=0為寫指令或讀狀態(tài)RW輸入讀寫選擇信號R/W=1為讀選通R/W=0為寫選通E輸入讀寫使能信號在E下降沿，數(shù)據(jù)被鎖存(寫)入液晶，在E高電平期間，數(shù)據(jù)被讀出 DB0DB7三態(tài)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)或指令的傳送通道RST輸入復(fù)位信號，低電平時復(fù)位復(fù)位時，關(guān)閉液晶顯示，使顯示起始行為0，可以跟單片機(jī)的復(fù)位引腳RST相連，也可以直接接VCC，使之不起作用V0對比度（亮度）調(diào)整-VoutLCD驅(qū)動

53、電壓輸出端如圖3-6-3所示，與帶字庫的液晶不同，此塊液晶含有兩個液晶驅(qū)動器，每塊驅(qū)動器都控制64*64個點(diǎn)，分為左右兩個屏幕顯示，總共為128*64個點(diǎn)（即有128×64個點(diǎn)）。這就是為什么AMPIRE128*64有CS1和CS2兩個片選端的原因。此液晶有8頁，一頁有8行點(diǎn)陣點(diǎn)，左右各64列，共128列。圖3-6-3 LCD12864 屏幕Fig.3-6-3 screen of LCD128643.6.2 LCD12864中的重要指令（一）行(line)設(shè)置命令:RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00011xxxxxx由此可見顯示的起始行地址為0XC0，共64行

54、。（二）頁(page)設(shè)置指令:RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00010111xxx起始頁地址為0XB8，因?yàn)橐壕в?4行點(diǎn)，分為8頁，每頁就有8行點(diǎn)。（三）列(column)地址設(shè)置指令RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001xxxxxx每塊驅(qū)動器的列地址都是從0X40到0X7F，共64列，所以此液晶共有128列點(diǎn)。（四）讀狀態(tài)指令RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB010Busy0ON/OFFRESET0000Busy：為1內(nèi)部忙，不能對液晶進(jìn)行操作；0工作正常。ON/OFF：1顯示關(guān)閉：0顯示打開RESET：1復(fù)位狀態(tài)；0正常CS1和CS2屏幕選擇說明CS1CS2選屏00全屏01左半屏10右半屏11不選3.6.3 LCD12864與單片機(jī)的連接 由于這塊液晶不帶字庫，所以要自己編寫字庫，編寫字庫所用的字模提取軟件為Zimo21。與單片機(jī)的連接采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，連接電路如圖3-6-4所示。圖3-6-4 LCD12864與單片機(jī)連接電路Fig.3-6-4 circuit of singlechip connect to LC