51单片机的数字电流表设计+C语言源码+电路图+仿真图(3)
图3 ACS712 ELCTR-30A-T硬件连接图
ACS712 ELCTR-30A-T的引脚功能介绍如表1所示。
表1 ACS712 ELCTR-30A-T的引脚功能
端口 功能
Ip+与Ip- 被测电流的输入和输出端口
GND 接地端口
FILTER 外接电容的端口
Vout 输出模拟电压的端口
Vcc 接电源电压的端口
2.2 A/D转换芯片结构
ACS712 ELCTR-30A-T芯片的输出灵敏度为66mV/A，电流转换为电压后量程为4V。故选择采用8位的模-数转换器，此时的量化单位为15.6mV/A（量化单位的计算方法：4/256=15.6），小于ACS712 ELCTR-30A-T芯片的输出灵敏度，可直接进行模-数转换，无需再加上放大器等其他辅助芯片，使该设计更加简单，同时也降低成本。在该数字电流表的设计中，采用ADC0808。
2.2.1 模-数转换芯片ADC0808引脚功能介绍
ADC0808模-数转换芯片有多个引脚，采用双列直插式封装。其引脚结构如图4所示。
图4 ADC0808引脚图
下面介绍芯片主要引脚的各个功能：
IN0～IN7：模拟量的8个输入端口，可任选一个做为输入端口。
OUT1~OUT8：数字量的8个输出端口，与单片机AT89S51的P1口的8个端口直接相连。
ADDA、ADDB、ADDC：地址输入线，用于选择模拟输入量的输入端口。在该系统的设计中，将ADDA、ADDB、ADDC都置于低电平，即为000，所选的输入端口为IN0。
EOC： 模-数转换的结束信号端口，在进行转换的过程中，该端口一直处于低电平状态，当模-数转换结束后，该端口置为高电平[3]。
OE：允许数字量输出的信号端口，在模-数转换结束的时候，该端口置于高电平，允许转换后的数字量输出。
2.2.2 模-数转换电路硬件电路设计
ADC0808芯片的硬件电路连接如下图所示，在八路模拟通道中，该设计通过程序设计选择IN0作为模拟电流输入端。使用ADC0808模-数转换芯片应注意以下几点：
（1）因为ADC0808本身具有输出锁存器，故能够直接与单片机相连。
（2）在系统进行初始化的时候，务必将端口ST和端口OE信号都置为低电平。
（3）A、B、C是地址选择端口，因此在进行转换之前，先要将所选的端口地址送到此三个端口上。
（4）我们根据EOC信号来判断。在模-数转换中，根据EOC端口来判断是否已经转换完成。
（5）根据EOC已经置为1，我们可判断已经转换完成，然后就要将OE端口置为1，此时，输出的数字量就可以输入到单片机中进行数据处理了。
图5 ADC0808硬件连接图
2.2.3 被测电流与输出数字电压的关系
根据对模-数转换芯片ADC0808的介绍，可知其输入模拟量与输出数字量之间有如下关系：
（1）
在电源上，选择Vcc=5V，由ACS712的输入输出特性知：Vref=4.5V Vref_=0.5V，上述关系经计算得：
（2）
又根据在ACS712 ELCTR-30A-T的I/U特性曲线可知，输入电流Id与输出电压Vout的函数关系式如下：
（3）
其中：Vout=Vin
因此电流-电压转换芯片ACS712 ELCTR-30A-T的输入电流量Id与摸-数转换芯片ADC0808的数字输出量D之间有如下函数关系：