单片机数字钟设计 第3页
图 3 频率测量计数波形示意图
3．3 有效值测量原理
对于交流工频信号，一般是以有效值进行计量，其计算公式为： ， 其中T为信号周期； 故
为此，我们把电信号的有效值作为我们测量的参数，具体方法是：将已经经过电源滤波的市电信号经过变压器后接入真有效值转换芯片 AD536,输出与有效值相等的直流信号，将其作为高速A/D转换芯片ICL7135的输入，其中，ICL7135芯片的基准源如右图所示，然后利用单片机读取数据并进行 相应的转换运算，从而得到市电信号的有效值。原理性框图如图 5 所示
图 4 有效值测量方框图
第四章 各模块电路图
4．1 时钟模块
图 5 DS12887 时钟硬件电路图
4．2 闹铃响及报警模块
闹铃响采用带音乐芯片的扬声器，过、欠压报警采用不同声音的蜂鸣器完成报警功能。具体电路图如图 6所示。
图 6 闹铃及报警电路图
4．3 高速 A/D转换模块
我们采用芯片ICL7135作为高速A/D转换芯片为转换核心 ，该芯片为 位BCD码输出的的CMOS集成电路，具有精度高，抗干扰能力强，分辨率能达到二万分之一，对电源变化稳定性高、高输入阻抗、自动调零、自动判别极性，性能价格比高。其输出为4位BCD码，5根扫描线，1根符号位以及“忙”、“运行/保持”、“过量程”、“欠量程”等辅助信号。完全能满足题目基本要求和发挥部分的精度指标。
图 7 ICL7135 高速 A/D 转换原理图
4．4 电压真有效值转换模块
AD536是单片集成的有效值变换器，具有精度高，可靠性好，转换频率范围宽的特点，而且具有分贝输出功能，采用本芯片完全能满足题目要求，而且还可以方便的进行扩展。
图 8 AD536 真有效值转换电路图
4．5 键盘模块
我们采用 2 × 8 的键盘，原理图如图 9 所示。
图 9 键盘原理图
4．6 液晶显示模块
HM12864拥有128×64位的显示存储器，8位并行数据接口，简单的操作指令，如显示开关设置，显示起始行设置，地址指针设置和数据读/写等指令，低功耗，宽电压工作。
图 10 液晶显示模块
4．7 单片机最小系统
AT89C55单片机是低功耗、高性能的片内含有20KB闪速存储器的8位CMOS微控制器，存储器可循环写入/擦除1000次，具有128×8位内部RAM，32条可编程I/O口线,3个定时器/计数器，具有5个中断源和2个优先级的中断结构，可编程全双工串行通道等功能，因此，我们选用89C55单片机来满足程序容量大，控制较为复杂的特点，以完成题目的基本要求和发挥部分的要求。具体原理图如图 11 所示。
图 11 单片机最小系统原理图
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