微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)05V和010V可選量程數(shù)字電壓表

1、pcb圖，仿真 語言程序 原理圖等全套設(shè)計(jì)，聯(lián)系 153893706課程設(shè)計(jì)說明書課 程 名 稱: 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 課 程 代 碼: 題 目:0-5v和0-10v可選量程數(shù)字電壓表 年級(jí)/專業(yè)/班: 09級(jí)/車輛/理科班 學(xué) 生 姓 名: 學(xué) 號(hào): 開 始 時(shí) 間: 2012 年 07 月 02 日完 成 時(shí) 間: 2012 年 07 月 06 日課程設(shè)計(jì)成績(jī)：學(xué)習(xí)態(tài)度及平時(shí)成績(jī)（30）技術(shù)水平與實(shí)際能力（20）創(chuàng)新（5）說明書（計(jì)算書、圖紙、分析報(bào)告）撰寫質(zhì)量（45）總 分（100）指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日目 錄摘要.1摘 要41 引言12設(shè)計(jì)原理及要求22.1數(shù)字電壓表的實(shí)現(xiàn)原理

2、22.2數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)要求23整體設(shè)計(jì)思路框圖及原理圖33.1設(shè)計(jì)思路33.2設(shè)計(jì)過程34 at89c51及硬件的功能介紹54.1 at89c51簡(jiǎn)介54.1.1簡(jiǎn)單概述54.1.2主要功能特性54.1.3 at89c52的引腳介紹64.2 adc0808的引腳及功能介紹74.2.1芯片概述74.2.2 引腳簡(jiǎn)介84.2.3 adc0808的轉(zhuǎn)換原理84.3 led數(shù)碼管的控制顯示94.3.1 led數(shù)碼管的模型9led數(shù)碼管模型如圖3-6所示。94.3.2 led數(shù)碼管的接口簡(jiǎn)介95. 所用軟件環(huán)境介紹105.1 proteus軟件環(huán)境介紹105.2keil c51簡(jiǎn)介116.系統(tǒng)軟件程序

3、的設(shè)計(jì)136.1 主程序136.2 a/d轉(zhuǎn)換子程序146.3 中斷顯示程序157電壓表的調(diào)試及性能分析177.1 調(diào)試與測(cè)試177.2 性能分析188電路仿真圖和pcb圖199總 結(jié)20致 謝20摘 要 本設(shè)計(jì)是基于89c51單片機(jī)為控制核心的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用了美國dallas公司的a/d0808芯片構(gòu)成了模數(shù)電路，實(shí)現(xiàn)了電壓的顯示。在系統(tǒng)顯示部分，采用了共陰極的led數(shù)碼管構(gòu)成了顯示模塊，此模塊用于實(shí)時(shí)的顯示信息。本設(shè)計(jì)說明書對(duì)該系統(tǒng)的硬件電路，工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。同時(shí)給出了軟件設(shè)計(jì)的流程圖和主要源代碼。數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)即將連續(xù)的模擬電壓信號(hào)經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)值，

4、再經(jīng)由單片機(jī)軟件編程轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)值并通過顯示屏顯示。 按系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)采用at89c51單片機(jī)，a/d轉(zhuǎn)換由于仿真這里用adc0808，它和adc0809區(qū)別很小。關(guān)鍵詞： 89c51單片機(jī) a/d0808芯片 led顯示器1 引言隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，微處理器芯片的集成程度越來越高，單片機(jī)已可以在一塊芯片上同時(shí)集成cpu、存儲(chǔ)器、定時(shí)器計(jì)數(shù)電路，這就很容易將計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量控制技術(shù)結(jié)合，組成智能化測(cè)量控制系統(tǒng)。 數(shù)字電壓表（digitalvoltmeter）簡(jiǎn)稱dvm，它是采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。與此同

5、時(shí)，由dvm擴(kuò)展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測(cè)量技術(shù)提高到嶄新水平。本章重點(diǎn)介紹單片a/d 轉(zhuǎn)換器以及由它們構(gòu)成的基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表的工作原目前，由各種單片a/d 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，示出強(qiáng)大的生命力理。本設(shè)計(jì)at89c51單片機(jī)的一種電壓測(cè)量電路,該電路采用adc0808本文介紹一種基于a/d轉(zhuǎn)換電路，測(cè)量范圍直流 05v 的4路輸入電壓值，并在四位led數(shù)碼管上顯示或單路選擇顯示。測(cè)量最小分辨率為0.019v，測(cè)量最小精度為0.01v。2設(shè)計(jì)原理及要求本設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)at89c51與a

6、dc0808設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，測(cè)量05v之間的直流電壓值，四位數(shù)碼顯示，但要求使用的元器件數(shù)目最少。2.1數(shù)字電壓表的實(shí)現(xiàn)原理 adc0808是8位的a/d轉(zhuǎn)換器。當(dāng)輸入電壓為5.00v時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)值為255（0ffh），因此最大分辨率為0.0196（5/255）。adc0808具有8路模擬量輸入端口，通過3位地址輸入端能從8路中選擇一路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如每隔一段時(shí)間依次輪流改變3位地址輸入端的地址，就能依次對(duì)8 路輸入電壓進(jìn)行測(cè)量。led數(shù)碼管顯示采用軟件譯碼動(dòng)態(tài)顯示。通過按鍵選擇可對(duì)8路循環(huán)顯示，也可單路顯示，單路顯示可通過按鍵選擇顯示的通道數(shù)。2.2數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)要求可以測(cè)量05v范圍內(nèi)

7、的3路直流電壓值。在4位led數(shù)碼管上輪流顯示各路電壓值或單路選擇顯示，其中3位led數(shù)碼管顯示電壓值，顯示范圍為0.00v5.00v。3整體設(shè)計(jì)思路框圖及原理圖3.1設(shè)計(jì)思路 多路數(shù)字電壓表應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路由單片機(jī)、a/d轉(zhuǎn)換器、數(shù)碼管顯示電路和按鍵處理電路組成，由于adc0808在進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換時(shí)需要有clk信號(hào)，本試驗(yàn)中adc0808的clk直接由外部電源提供為500khz的方波。由于adc0808的參考電壓vrefvcc，所以轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)要經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，在數(shù)碼管上顯示出電壓值。實(shí)際顯示的電壓值(d/256*vref) adc0808采用逐次逼近法轉(zhuǎn)換，把模擬電壓轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制的d，由

8、于是對(duì)直流電壓05v進(jìn)行采集，所以d對(duì)應(yīng)的電壓為v0，我們的目的就是要把v0顯示在led顯示器上，因?yàn)閱纹瑱C(jī)不好進(jìn)行小數(shù)點(diǎn)計(jì)算，所以有：v0=2*d擴(kuò)大了100倍，擴(kuò)大100倍后的結(jié)果，通過查表使之顯示在led顯示器。3.2設(shè)計(jì)過程簡(jiǎn)易數(shù)字電壓測(cè)量電路由a/d轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及顯示控制等組成。電路原理圖見附錄2。a/d轉(zhuǎn)換由集成電路0808完成。0808具有8路模擬輸入端口，地址(23-25)腳可決定對(duì)哪路模擬輸入作a/d轉(zhuǎn)換，22腳為地址鎖存控制，當(dāng)輸入為高電平時(shí)，對(duì)地址信號(hào)進(jìn)行鎖存。6腳為測(cè)試控制，當(dāng)輸入一個(gè)2us寬高電平脈沖時(shí)，就開始a/d轉(zhuǎn)換。7腳為a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，當(dāng)a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)

9、7腳輸出高電平。9腳為a/d轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許控制，當(dāng)oe腳為高電平時(shí)，a/d轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)從該端口輸出。10腳為0808的時(shí)鐘輸入端，由外部信號(hào)源提供。單片機(jī)的p1、p3.0-p3.3端口作為四位led數(shù)碼管現(xiàn)實(shí)控制。p3.5端口用作單路顯示/循環(huán)顯示轉(zhuǎn)換按鈕，p3.6端口用作單路顯示時(shí)選擇通道。p0端口作a/d轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入用，p2端口用作0808的a/d轉(zhuǎn)換控制。 模擬電 壓at89c51 單片機(jī)adc0808轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)顯 示圖3-1 整體框圖系統(tǒng)通過軟件設(shè)置單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器t1產(chǎn)生中斷信號(hào)。通過片選選擇8路通道中的一路，將該路電壓送入adc0808的eoc端口產(chǎn)生高電平，同時(shí)將adc0808的o

10、e端口置為高電平，單片機(jī)將轉(zhuǎn)換后結(jié)果存到片內(nèi)ram。系統(tǒng)調(diào)出轉(zhuǎn)換顯示程序，將轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)并輸出到lcd顯示電路，將相應(yīng)電壓顯示出來。原理圖見下附錄圖 圖3-24 at89c51及硬件的功能介紹4.1 at89c51簡(jiǎn)介4.1.1簡(jiǎn)單概述at89c51是一種帶4k字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（fperomflash programmable and erasable read only memory）的低電壓、高性能cmos 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。at89c51是一種帶2k字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采

11、用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。at89c51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖3-2所示。圖4-1 at89c52芯片模型4.1.2主要功能特性(1) 4k字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器。 (2) 32個(gè)雙向i/o口；1288位內(nèi)部ram 。(3) 2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷，時(shí)鐘頻率0-24mhz。 (4) 可編程串行通道。 (5) 5個(gè)中斷源。 (6) 2個(gè)

12、讀寫中斷口線。 (7) 低功耗的閑置和掉電模式。(8) 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。4.1.3 at89c52的引腳介紹89c51單片機(jī)多采用40只引腳的雙列直插封裝(dip)方式，下面分別簡(jiǎn)單介紹。(1)電源引腳電源引腳接入單片機(jī)的工作電源。vcc(40引腳）：+5v電源。gnd(20引腳)：接地。(2)時(shí)鐘引腳xtal1(19引腳)：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生器電路的輸入端。xtal2(20引腳)：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。圖4-2 電源接入方式(3)復(fù)位rst(9引腳)在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51

13、芯片便循環(huán)復(fù)位。(4)/vpp(31引腳)為外部程序存儲(chǔ)器訪問允許控制端。當(dāng)它為高電平時(shí)，單片機(jī)讀片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，在pc值超過0fffh后將自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)它為低電平時(shí)，只限定在外部程序存儲(chǔ)器，地址為0000hffffh。vpp為該引腳的第二功能，為編程電壓輸入端。(5)ale/(30引腳)ale為低八位地址鎖存允許信號(hào)。在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ale的負(fù)跳沿江p0口發(fā)出的第八位地址鎖存在外接的地址鎖存器，然后再作為數(shù)據(jù)端口。為該引腳的第二功能，在對(duì)片外存儲(chǔ)器編程時(shí)，此引腳為編程脈沖輸入端。(6)(29引腳)片外程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。在單片機(jī)讀片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，此引腳輸出脈沖的負(fù)跳沿作為讀片

14、外程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。(7) pin39-pin32為p0.0-p0.7輸入輸出腳，稱為p0口。p0是一個(gè)8位漏極開路型雙向i/o口。內(nèi)部不帶上拉電阻，當(dāng)外接上拉電阻時(shí)，p0口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)八個(gè)lsttl負(fù)載電路。通常在使用時(shí)外接上拉電阻，用來驅(qū)動(dòng)多個(gè)數(shù)碼管。 在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p0口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線，不需要外接上拉電阻。(8)pin1-pin8為p1.0-p1.7輸入輸出腳，稱為p1口，是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/0口。p1口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)lsttl負(fù)載。(9)pin21-pin28為p2.0-p2.7輸入輸出腳，稱為p2口。p2口是一個(gè)帶內(nèi)部

15、上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)lsttl負(fù)載。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收高8位地址和控制信息。在訪問外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p2口送出高8位地址。而在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)其引腳上的內(nèi)容在此期間不會(huì)改變。 (10)pin10-pin17為p3.0-p3.7輸入輸出腳，稱為p3口。p3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)lsttl負(fù)載，這8個(gè)引腳還用于專門的第二功能。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接控制信息。4.2 adc0

16、808的引腳及功能介紹4.2.1芯片概述adc0808是一種典型的a/d轉(zhuǎn)換器。它是由8位a/d轉(zhuǎn)換器，一個(gè)8路模擬量開關(guān)，8位模擬量地址鎖存譯碼器和一個(gè)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器組成； +5v單電源供電，轉(zhuǎn)化 時(shí)間在100us左右；內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，故需外部提供時(shí)鐘信號(hào)。芯片模型如圖3-4所示。圖4-3adc0808芯片模型4.2.2 引腳簡(jiǎn)介 (1) in0in7：8路模擬量輸入端。(2) d0d7：8位數(shù)字量輸出端口。(3) start：a/d轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。(4) ale：地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效。(5) eoc：輸出允許控制信號(hào)，高電平有效。(6) oe： 輸出允許控制信號(hào)，高電平有

17、效。(7) clk：時(shí)鐘信號(hào)輸入端。(8)a、b、c：轉(zhuǎn)換通道地址,控制8路模擬通道的切換。a、b、c分別與地址線或數(shù)據(jù)線相連，三位編碼對(duì)應(yīng)8個(gè)通道地址端口，a、b、c=000111分別對(duì)應(yīng)in0in7通道的地址端口。4.2.3 adc0808的轉(zhuǎn)換原理adc 0808 采用逐次比較的方法完成a/d轉(zhuǎn)換，由單一的+5v電源供電。片內(nèi)帶有鎖存功能的8路選1的模擬開關(guān)，由a、b、c的編碼來決定所選的通道。adc0809完成一次轉(zhuǎn)換需100s左右，它具有輸出ttl三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連接到at89c51的數(shù)據(jù)總線上。通過適當(dāng)?shù)耐饨与娐?，adc0808可對(duì)05v的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 (3) g:數(shù)據(jù)

18、輸入鎖存選通信號(hào)。當(dāng)加到該引腳的信號(hào)為高電平時(shí)，外部數(shù)據(jù)選通到內(nèi)部鎖存器，負(fù)跳變時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器中。(4):數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，低電平有效。當(dāng)該信號(hào)為低電平時(shí)，三態(tài)門打開，鎖存器中的數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)輸出線上，當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí)，輸出線為高阻態(tài)。4.3 led數(shù)碼管的控制顯示4.3.1 led數(shù)碼管的模型led數(shù)碼管模型如圖3-6所示。圖4-4 led數(shù)碼管模型4.3.2 led數(shù)碼管的接口簡(jiǎn)介led 的段碼端口ag分別接至at89c52的p1.0p1.7口，位選端14分別接至p3.3、p32、p3.1、p3.0，如圖3-7所示。 圖4-5 led數(shù)碼管模型5. 所用軟件環(huán)境介紹5.1 prot

19、eus軟件環(huán)境介紹本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)首先是在proteus軟件環(huán)境中仿真實(shí)現(xiàn)的。proteus軟件是來自英國labcenter electronics公司的eda工具軟件，proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了具有和其它eda工具一樣的原理布圖、pcb自動(dòng)或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，它的電路仿真是互動(dòng)的。針對(duì)微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級(jí)的實(shí)時(shí)調(diào)試。如果有顯示及輸出，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，還能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境，尤其重要的是proteus lit

20、e可以完全免費(fèi)，也可以花微不足道的費(fèi)用注冊(cè)達(dá)到更好的效果。proteus是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具?？梢苑抡?1系列、avr、pic等常用的mcu及其外圍電路（如lcd，ram，rom，鍵盤，馬達(dá)，led，ad/da，部分spi器件，部分iic器件.）。其實(shí)proteus 與 multisim比較類似，只不過它可以仿真mcu，當(dāng)然，軟件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相應(yīng)的仿真模型，用開發(fā)板和仿真器當(dāng)然是最好選擇，可是初學(xué)者擁有它們的可能性比較小。當(dāng)然，硬件實(shí)踐還是必不可少的。在沒有硬件的情況下，proteus能像pspice 仿真模擬/數(shù)字電路那樣仿真mcu及外圍電路。另

21、外，即使有硬件，在程序編寫早期用軟件仿真一下也是很有必要的。proteus軟件主要具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：1、設(shè)計(jì)和仿真軟件proteus 是一個(gè)很有用的工具，它可以幫助學(xué)生和專業(yè)人士提高他們的模擬和數(shù)字電路的設(shè)計(jì)能力。2、它允許對(duì)電路設(shè)計(jì)采用圖形環(huán)境，在這種環(huán)境中，可以使用一個(gè)特定符號(hào)來代替元器件，并完成不會(huì)對(duì)真實(shí)電路造成任何損害的電路仿真操作。3、它可以仿真儀表以及可描述在仿真過程中所獲得的信號(hào)的圖表。4、它可以仿真目前流行的單片機(jī)，如pics, atmel-avr, motorola, 8051 等。5、在設(shè)計(jì)綜合性方案中,還可以利用ares開發(fā)印制電路板。protel印制板設(shè)計(jì)軟件包是

22、澳大利亞protel technology公司與1990年推出的電子cad產(chǎn)品，具有方便、易學(xué)、實(shí)用、快速以及高速度、高步通率的特點(diǎn)。它采用了分層次下拉窗口菜單結(jié)構(gòu)形式，用戶基本上不需要記背太多的鍵盤命令，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單命令就能操作，protel有著很高的自動(dòng)布線布通率。布通率是電子產(chǎn)cad產(chǎn)品的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它反映電子元件在電路圖中連接關(guān)系有多少能在印刷版圖中實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)常用的單、雙面印制板時(shí)只要選擇適當(dāng)?shù)脑季趾筒季€策略方法，protel就可以輕易的達(dá)到98%-100%的布通率。對(duì)于極少數(shù)不能布通的定方，protel可以用飛線指示出來，引導(dǎo)用戶用手工方法連通。另外，protel有強(qiáng)大的宏

23、命令設(shè)置功能，利用宏命令功能多定義的熱鍵可以大大提高操作速度。 protel對(duì)微機(jī)的軟硬件配置要求很低：cpu在8088以上，dos2.0以上版本，內(nèi)存640kb以上，雙軟件（或一個(gè)軟件一個(gè)硬盤），單色顯示器（多層板設(shè)計(jì)時(shí)最好用彩色），各種兼容打印機(jī)。也能在windows9x平臺(tái)的模擬dos下運(yùn)行。protel已成為印制板設(shè)計(jì)加工方面的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)protel在cad的市場(chǎng)占有率達(dá) 95%，成為電子產(chǎn)品制造業(yè)界的首選cad軟件。5.2keil c51簡(jiǎn)介支持8051微控制器體系結(jié)構(gòu)的keil開發(fā)工具，適合每個(gè)階段的開發(fā)人員，不管是專業(yè)的應(yīng)用工程師，還是剛學(xué)習(xí)嵌入式軟件開發(fā)的學(xué)生。 產(chǎn)業(yè)

24、標(biāo)準(zhǔn)的keil c編譯器、宏匯編器、調(diào)試器、實(shí)時(shí)內(nèi)核、單板計(jì)算機(jī)和仿真器，支持所有的251系列微控制器，幫助你如期完成項(xiàng)目進(jìn)度。 以下圖表顯示keil的開發(fā)工具以及它們相互之間的接口。 keil c51開發(fā)工具旨在解決嵌入式軟件開發(fā)商面臨的復(fù)雜問題。 當(dāng)你開始一個(gè)新項(xiàng)目，只需簡(jiǎn)單的從設(shè)備數(shù)據(jù)庫選擇使用的設(shè)備，uvision ide將設(shè)置好所有的編譯器、匯編器、鏈接器和存儲(chǔ)器選項(xiàng)。 包含大量的例程，幫助你著手使用最流行的嵌入式8051設(shè)備。 keil vision調(diào)試器準(zhǔn)確地模擬8051設(shè)備的片上外圍設(shè)備（ic、can、uart、spi、中斷、i/o端口、a/d轉(zhuǎn)換器、d/a轉(zhuǎn)換器和pwm模塊）

25、。模擬幫助你了解硬件配置，避免在安裝問題上浪費(fèi)時(shí)間。 此外，使用模擬器你可以在沒有目標(biāo)設(shè)備的情況下編寫和測(cè)試應(yīng)用程序。 當(dāng)你準(zhǔn)備在目標(biāo)硬件上測(cè)試軟件應(yīng)用時(shí)，可以使用mon51、mon390、nonadi、或者flashmon51目標(biāo)監(jiān)視器、isd51 in-system調(diào)試器、ulink usb-jtag適配器在目標(biāo)系統(tǒng)上下載并測(cè)試程序代碼。 pk51專業(yè)開發(fā)工具包支持8051微控制器的pk51專業(yè)開發(fā)工具，支持所有的8051系列的芯片，包括那些具有擴(kuò)展存儲(chǔ)器和指令集的新設(shè)備（比如 dallas 390/5240/400，philips 51mx以及analog devices microco

26、nverters），經(jīng)典設(shè)備以及具有ip核的設(shè)備，即來自以下公司的設(shè)備：analog devices，atmel，cypress semiconductor， dallas semiconductor，goal，hynix，infineon，intel，nxp，oki，silicon labs，smsc，stmicroelectronics，synopsis，tdk，temic，texas instruments及winbond。 使用pk51專業(yè)開發(fā)套件，你可輕松訪問8051系列的片上外設(shè)和其他關(guān)鍵功能。 vision 集成開發(fā)環(huán)境 調(diào)試器 模擬器 keil擴(kuò)展8051編譯工具 ax51 宏

27、匯編器 cx51 ansi c 編譯器 lx51鏈接器/定位器 ohx51 object-hex 轉(zhuǎn)換器 keil經(jīng)典8051編譯工具 a51 宏匯編器 c51 ansi c 編譯器 bl51 code banking 鏈接器/定位器 oh51 object -hex轉(zhuǎn)換器 oc51 banked object 轉(zhuǎn)換器 目標(biāo)調(diào)試器 flashmon51目標(biāo)監(jiān)控器 mon51目標(biāo)監(jiān)控器 mon390(dallas 390)目標(biāo)監(jiān)控器 monadi(analog devices 812)目標(biāo)監(jiān)控器 isd51 in-system調(diào)試器 rtx51小實(shí)時(shí)內(nèi)核6.系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)多路數(shù)字電壓表系統(tǒng)軟

28、件程序主要有主程序、a/d轉(zhuǎn)換子程序和中斷顯示程序組成。6.1 主程序主程序包含初始化部分、調(diào)用a/d轉(zhuǎn)換子程序和相應(yīng)外部0中斷顯示電壓數(shù)值程序，初始化部分包含存放通道的緩沖區(qū)初始化和顯示緩沖區(qū)初始化。另外，對(duì)于單路顯示和循環(huán)顯示，系統(tǒng)設(shè)置了一個(gè)標(biāo)志位00h控制，初始化時(shí)00h位設(shè)置為0，默認(rèn)為循環(huán)顯示，當(dāng)它為1時(shí)改變?yōu)閱温凤@示控制，00h位通過單路、循環(huán)按鍵控制。流程圖如圖4-1所示。開始判斷按鍵按下？0通道轉(zhuǎn)換子程序初始化1通道轉(zhuǎn)換子程序顯示程序顯示程序結(jié)束圖6-16.2 a/d轉(zhuǎn)換子程序a/d轉(zhuǎn)換子程序用于對(duì)adc0808的1路輸入模擬電壓進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的數(shù)值存入1個(gè)相應(yīng)的存儲(chǔ)

29、單元中，a/d轉(zhuǎn)換子程序每隔一定時(shí)間調(diào)用一次，即隔一段時(shí)間對(duì)輸入電壓采樣一次，如圖4-2所示。啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換延遲讀取數(shù)據(jù)換算數(shù)值顯示返回圖6-26.3 中斷顯示程序 定時(shí)中斷提供脈沖led 數(shù)碼管采用軟件譯碼動(dòng)態(tài)掃描的方式。在中斷程序中包含多路循環(huán)顯示程序和單路顯示程序，多路循環(huán)顯示程序把4個(gè)存儲(chǔ)單元的數(shù)值依次取出送到4個(gè)數(shù)碼管上顯示，每一路顯示一秒。單路顯示程序只對(duì)當(dāng)前選中的一路數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。每路數(shù)據(jù)顯示時(shí)需經(jīng)過轉(zhuǎn)換變成十進(jìn)制bcd碼，放于4個(gè)數(shù)碼管顯示緩沖區(qū)中。單路或多路循環(huán)顯示通過標(biāo)志位00h控制。在顯示控制程序中加入了對(duì)單路或多路循環(huán)按鍵的判斷。分離出電壓的個(gè)位，小數(shù)位p1口送個(gè)位數(shù)p

30、3口選中第2個(gè)數(shù)碼管 p1口送十分位數(shù)p1口送個(gè)位數(shù)p3口選中第3個(gè)數(shù)碼管p3口選中第4個(gè)數(shù)碼管返回 圖6-3中斷啟動(dòng)clk取反并自動(dòng)重裝初值中斷初始化返回 圖6-47電壓表的調(diào)試及性能分析7.1 調(diào)試與測(cè)試通過上面的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)的工作已經(jīng)基本完成，接下來的工作就是對(duì)所設(shè)計(jì)好的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。通過調(diào)試可以檢查出系統(tǒng)出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤，從而進(jìn)行下一步的修改。（1） 在protel 99 se中，對(duì)硬件電路圖進(jìn)行erc電氣規(guī)則檢查。 圖 7-1 圖 7-2 本設(shè)計(jì)應(yīng)用keil51軟件,首先根據(jù)自己設(shè)計(jì)的電路圖用proteus6軟件畫出電路模型，關(guān)于這個(gè)軟件的使用通過查一些資料和自己的

31、摸索學(xué)習(xí)；然后我們用keil51軟件對(duì)所編寫的程序進(jìn)行編譯、鏈接，如果沒有錯(cuò)誤和警告便可生成程序的hex文件，將此文件加到電路圖上使軟硬件結(jié)合運(yùn)行，最后進(jìn)行端口電壓的對(duì)比測(cè)試，測(cè)試的第一路對(duì)比見圖4-1中標(biāo)準(zhǔn)電壓值采用proteus6軟件中的模擬電壓表測(cè)得。 圖 7-3 圖 7-4 從圖中可以看出，簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表測(cè)得的絕對(duì)誤差均在0.02v以內(nèi)，這與采用8位a/d轉(zhuǎn)換器所能達(dá)到的理論誤差精度相一致，在一般的應(yīng)用場(chǎng)合可以完全滿足要求。7.2 性能分析由于單片機(jī)為8位處理器，當(dāng)輸入電壓為5.00v時(shí)，輸出數(shù)據(jù)值為255（ffh）因此單片機(jī)最大的數(shù)值分辨率為0.0196v（5/2

32、55）。這就決定了該電壓表的最大分辨率（精度）只能達(dá)到0.0196v。測(cè)試時(shí)電壓數(shù)值的變化一般以0.02v的電壓幅度變化，如要獲得更高的精度要求，應(yīng)采用12位、13位的a/d轉(zhuǎn)換器。簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表測(cè)得的值基本上均比標(biāo)準(zhǔn)值偏大0.01-0.02v。這可以通過校正0808的基準(zhǔn)電壓來解決，因?yàn)樵撾妷罕碓O(shè)計(jì)時(shí)直接用7805的供電電源作為基準(zhǔn)電壓，電壓可能有偏差。另外可以用軟件編程來校正測(cè)量值。adc0808的直流輸入阻抗為1m歐姆，能滿足一般的電壓測(cè)試需要。另外，經(jīng)測(cè)試adc0808可直接在2mhz的頻率下工作，這樣可省去分頻率14024。8電路仿真圖和pcb圖圖8-1為進(jìn)行模擬仿真時(shí)的電路圖圖8-

33、1仿真時(shí)的電路圖 圖8-2 pcb9總 結(jié)經(jīng)過一周的努力終于設(shè)計(jì)成功，led的顯示結(jié)果和直接用數(shù)字電壓表測(cè)試模擬量輸入所得結(jié)果幾乎一致，誤差完全在合理的范圍之內(nèi)，led最大值5.0v，達(dá)到預(yù)期目的，設(shè)計(jì)成功。 本設(shè)計(jì)參考了教材上第十一章89c51與adc0809轉(zhuǎn)換的接口連線，設(shè)計(jì)出電路圖的連線，從并中理解了許多基本的知識(shí)和接線方法，在程序的設(shè)計(jì)與電壓表調(diào)試的過程中中遇到了很多的問題，剛開始時(shí)四個(gè)數(shù)碼管根本不顯示，后來發(fā)現(xiàn)用的是共陽極的數(shù)碼管，而設(shè)計(jì)是共陰極的，更換后數(shù)碼管終于顯示，但問題又出現(xiàn)了，經(jīng)過仔細(xì)地檢查電路和修改程序，功夫不負(fù)有心人，最后終于調(diào)試成功。在此再次向帶領(lǐng)我們這次課程設(shè)計(jì)的

34、老師說聲：謝謝！ 致 謝在陳飛老師的指導(dǎo)下，我完成了本次設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)從選題到完成，每一步都是在她的指導(dǎo)下完成的，傾注了老師大量的心血。另外，本設(shè)計(jì)的完成也離不開其他老師和各位同學(xué)給我的建議和幫助，是他們讓我明白了團(tuán)隊(duì)合作的精神。在此，我謹(jǐn)向趙玲老師和幫助過我的老師和同學(xué)們，表示崇高的敬意和衷心的感謝！參考文獻(xiàn)1protel99se eda 技術(shù)及應(yīng)用徐崢穎編著，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20052單片機(jī)系統(tǒng)的protues設(shè)計(jì)與仿真張靖武編著，北京：電子工業(yè)出版社，20073單片機(jī)原理及接口技術(shù)李朝青編著，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20054mcs-51單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序邊春遠(yuǎn)編著，北京

35、：人民郵電出版社，2005 附錄1 源程序#include #define uchar unsigned charunsigned char code dispcode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00;unsigned char num;unsigned char getdata,dispbuf4;unsigned int temp=0,vreal=0;unsigned int temp1=0,temp2=0,temp3=0,temp4=0;sbit st=p37;sbit oe=p36;sbit eoc=p35;sbit clk=p34;void display1();sbit t=p07;void delay(uchar ms);void display();void main(void) st=0; oe=0; tmod=0x02; th0=0x14; tl0=0x00; ie=0x82; tr0=1; p3=0xf0; while(1) /進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集if (t=1) p0=0x00; st=0; st=1; st=0;while(eoc = 0);/等待adc0809轉(zhuǎn)換完成oe=1; delay