模块详解

1.被测模拟电压电路

被测模拟电压电路由一个阻值为10kΩ的可调电位器和5V电源组成。电位器两端接到5V电源上，这样中间抽头所引出线的电压值就为0～5V的模拟电压，电路图如图2-2所示。

图2-2　被测模拟电压电路

2.模数转换电路

本设计中所用到的ADC0831为8位串行逐次逼近式A/D转换器。ADC0831是具有8位分辨率的A/D转换器，它易作为微处理器接口或独立操作。VIN（+）和VIN（-）为差分输入端，正向输入端接5V模拟电压，负向输入端接地。VREF为参考电压输入端，和芯片的供电电压一起接5V。数字量输出范围为0～255。时钟信号输入由单片机编程使P2.4口产生脉冲信号，从而使ADC0831正常工作。A/D转换数据输出送往单片机的P2.5口进行数据处理。ADC0831的完整工作过程为：首先，将ADC0831的时钟线拉低，再将片选端置低，启动A/D转换器；然后，在第一个时钟信号的下降沿到来时，ADC0831的数据输出端被拉低，准备输出转换数据；最后，从时钟信号的第2个下降沿到来开始，ADC0831开始输出转换数据，直到第9个下降沿为止，共8位，输出的顺序为从最高位到最低位。

3.单片机数据处理电路

单片机数据处理电路主要进行内部程序处理，对采集到的数字量进行译码处理。其外围硬件电路包括晶振电路和复位电路。复位电路采用上拉电解电容上电复位电路。本设计采用的是HMOS型MCS-51的振荡电路，当外接晶振时，C1和C2的值通常选择30pF。在设计印制电路板时，晶体和电容应尽可能安装在单片机附近，以减小寄生电容，保证振荡器稳定、可靠地工作。单片机晶振采用12MHz。图2-3所示为单片机外围电路。

单片机的外围驱动信号为：单片机的PWM端（P3.7口）输出高电平，再延时一段时间，延时常数为255-Dout，再输出低电平，延时常数为Dout，通过改变模拟输入电压的大小，就可以改变单片机PWM输出的占空比，从而达到调节电动机转速的目的。

单片机的P3.2口接一单刀双掷开关SW1，在程序运行时查询开关所选通的电平，从而决定电动机的旋转方向（通过DIR端控制）。

图2-3　单片机外围电路

4.电动机驱动电路

图2-4　直流电动机驱动电路

直流电动机驱动电路如图2-4所示，当DIR端输入高电平时，Q4和Q2导通，Q1和Q3关断，此时图中电动机左端为低电平，当PWM端输入低电平时，Q6和Q8关断，Q5和Q7导通，电流从Q5流向Q2，电动机反转，而当PWM端输入高电平时，Q6和Q8导通，Q5和Q7关断，没有电流通过电动机；当DIR端输入低电平时，Q4和Q2关断，Q3和Q1导通，当PWM端为高电平时，Q8和Q6导通，Q5和Q7关断，电流从Q1流向Q6，电动机正转，若PWM端为低电平，则Q8和Q6关断，没有电流通过电动机。总结一下，即当DIR端为高电平，PWM端为低电平时，电动机反转；当DIR端为低电平，PWM端为高电平时，电动机正转。

单片机的P3.2口接一单刀双掷开关，当开关输入高电平时，单片机的DIR端（P3.6口）输出高电平，控制电动机正转；当开关输入低电平时，单片机的DIR端输出低电平，控制电动机反转。