A/D转换电路 - 基于74LS595驱动的温度显示器设计

　　2.2A/D转换电路

　　2.2.1硬件简介

　　（1）ADC0809ADC0809是CMOS逐次逼近型A/D转换器，具有8路模拟量输入通道，有转换起停控制，模拟输入电压范围为0V~+5V，转换时间为100μs，可以与单片机直接连接。

　　（2）AT89C51单片机采用AT89C51作为处理器。AT89C51是一种高性能CMOS8位微处理器，带有4KB闪烁可编程可擦除只读存储器，低电压即可满足其供电要求。该芯片采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，并与工业标准的MCS—51指令集和输入输出管脚相兼容。由于其多方面的优越性能，为很多工控系统提供了一种性价比高且灵活的实现方案。

　　2.2.2实现电路

　　ADC0809的转换时钟由AT89C51的ALE信号提供。因为ADC0809的最高时钟频率为640kHz，而ALE信号的频率是晶振频率的1/6，晶振频率为12MHz，则ALE的频率为2MHz，所以ALE信号要经过四分频后再送给ADC0809。本设计中采用74LS74双触发器作为分频器。AT89C51通过P2.7引脚和读写信号线来控制ADC0809的锁存信号ALE、启动信号START和输出允许信号OE。由于本设计中只有一路输入信号，所以直接将C、B、A通道选择地址线接地。ADC0809的转换结束信号EOC与AT89C51的外中断INT0连接，由于逻辑关系相反所以通过反相器连接。转换的数字量通过D0~D7输出。当P2.7和写信号同为低电平时，锁存信号ALE和启动信号START同时有效，锁存的同时启动；当要读取转换结果时，只需要P2.7和读信号同时为低电平，输出允许信号OE有效，CPU响应中断后，在中断服务程序中通过读操作来取得转换的结果。根据逻辑关系连接方式如图3所示。

　　

　　图3单片机与ADC0809的电路连接图

　　2.3显示电路

　　2.3.1硬件简介

　　（1）数码管

　　发光二极管显示器又叫LED显示器，也称为数码管，其价格低廉、功耗较小、性能可靠。由于该设计的测温范围是0~50℃，精确到一位小数，所以采用3位八段数码管，分别用来显示温度的十位、个位和小数位。本设计中采用的是共阴极数码管。

　　（2）74LS595带锁存移位寄存器

　　74LS595是带有锁存功能的寄存器，内含八位串入、串/并出移位寄存器和八位三态输出锁存器。寄存器和锁存器分别有各自的时钟输入脉冲SH_CP和ST_CP，都是上升沿有效。由于具有数据锁存寄存器，在移位的过程中可以使输出端的数据保持不变，这在串行速度慢的场合很有用处，使数码管没有闪烁感，并且有较强的驱动能力，代替了专用的高成本的LED驱动器。74LS595只需3条控制线就可以完成8路信号的输出，直接控制数码管的8个段，有利于节省单片机的I/O端口，便于以后扩展。

　　2.3.2实现电路

　　该部分采用74LS595实现LED的静态显示。每个74LS595控制一位数码管，将74LS595的8个并行输出端和每位数码管的段选线相连，所以需要3个74LS595。这样每位数码管可以独立显示，在同一时间里可以分别显示不同的字符。虽然占用的外设芯片资源较多，成本较高，对于驱动显示多位数码管不利，但是它的编程简单，显示亮度高，占用的单片机引脚少，对于数码管位数不高的情况是不错的选择。

　　每个74LS595的串行输出口Q7′和下一个74LS595的串行输入口DS相连。数据从DS口送入74LS595，在每个SH_CP的上升沿，DS口上的数据移入寄存器，在SH_CP的第9个上升沿，数据开始从Q7′移出，这样数据便移入下一个74LS595。数据输入完毕后，给ST_CP一个上升沿，因为输出允许控制端OE一直是低电平允许输出，所以数据即从并口Q0~Q7输出到数码管，实现数据的显示。电路连接图如图4所示。

　　

　　图4显示电路图