模拟电压显示器单片机设计

Question

利用电位器W1产生的0-5V电压，依次点亮DS35-DS42共8个LED。

控制功能：将单片机实验箱上的电位器W1产生0~5V电压输入到ADC0809的IN0。通过74HC4040将8MHz晶振产生的脉冲信号16分频后做为ADC0809的时钟信号。利用A/D对W1输出的电压进行采样，根据采样值点亮相应的LED。要求A/D的输入电压每增加607.6mV（31*19.6mV），则点亮一个LED。当A/D的输入电压=5V时，8个LED全部点亮。当A/D的输入电压<607.6mV时，8个LED全部熄灭。

使用的主要元器件：89C51、11.0592MHz晶振、74LS373、74LS138、8MHz晶振、74HC04、74HC4040、ADC0809、发光二极管DS35-DS42等。

Answer 1

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问题：如何利用电位器产生的0-5V电压，依次点亮八个LED，满足题目要求？并列举所需元器件和需要实现的控制功能。 解答：

1. 所需元器件：89C51单片机、11.0592MHz晶振、74LS373锁存器、74LS138译码器、8MHz晶振、74HC04反相器、74HC4040二进制计数器、ADC0809模数转换器、发光二极管DS35-DS42等。
2. 实现的控制功能：
3. 利用电位器W1产生的0-5V电压，通过ADC0809将其转换为数字值。
4. 通过74HC4040获取16分频后的8MHz晶振信号，作为ADC0809的时钟信号。
5. 根据采样值点亮相应的LED。
6. 输入电压每增加607.6mV（31*19.6mV），则点亮一个LED。
7. 当输入电压=5V时，8个LED全部点亮。
8. 当输入电压<607.6mV时，8个LED全部熄灭。
9. 解题思路：
10. 将电位器W1的电压输入到ADC0809的IN0口，通过74HC4040将8MHz晶振分频后做为ADC0809的时钟信号，将采样后的数字值通过P1口输出到外设。
11. 通过程序计算采样的数值n值，根据n值点亮相应的LED。由于每个LED需要控制一个段选信号和一个亮灭信号，因此需要使用74LS138译码器和74LS373锁存器来控制LED的段选和亮灭信号。
12. 根据题目的要求，可以将输入电压转换为相应的LED点亮个数，分别控制LED的点亮和熄灭。 例如，当输入电压为3.036V时，采样值为312（数值范围为0-1023），则应该点亮2个LED，即DS38和DS39。可以使用下面的代码实现：

unsigned int adc_value;   // 定义采样值变量
unsigned char led_num;    // 定义LED点亮数量变量
// 获取ADC采样值的函数
unsigned int GetAdcValue(unsigned char channel)
{
    unsigned int adc_val;   // 定义采样返回值
    ADC0809_EOC = 0;        // 清除EOC标志位
    ADC0809_A = 0;          // 写入开始采样命令
    ADC0809_CH0 = channel;  // 选择采样通道
    while (!ADC0809_EOC);   // 等待采样完成
    adc_val = ADC0809_D;    // 读取采样值
    return adc_val;         // 返回结果
}
void main()
{
    while (1)
    {
        adc_value = GetAdcValue(0);    // 采样电位器W1的电压
        led_num = adc_value / 312;     // 计算LED点亮数量
        if (adc_value >= 5000)         // 当电压输入为5V时，全部点亮
            P1 = 0xFF;
        else if (adc_value <= 607)     // 当电压输入小于607mV时，全部熄灭
            P1 = 0x00;
        else                            // 否则按照数量点亮LED
            P1 = (0xFF >> (8 - led_num)) & 0xFF;
    }
}

以上代码是一个简单的示例，实际上还需要考虑到LED灯的选型和驱动电路的设计，以保证LED能够正常工作。同时还需要注意电路的连接和程序的编写，以实现预期的控制效果。