單片機(jī)電壓采集與顯示

1、單片機(jī)電壓采集與顯示目錄 摘要引言一 課程設(shè)計(jì)題目及任務(wù)要求1.1 課程設(shè)計(jì)主要任務(wù)1.2 課程設(shè)計(jì)的要求二 電路設(shè)計(jì)方案及原理說(shuō)明2.0課程設(shè)計(jì)的方案2.1 ADC0809f數(shù)轉(zhuǎn)換芯片2.2 AT89C5WL片機(jī)2.3 4 個(gè)共陽(yáng) 7段數(shù)碼管顯示器2.4 系統(tǒng)整體工作原理2.4.1 硬件原理2.4.2 軟件原理分析三 設(shè)計(jì)總體框圖3.1 硬件總體框圖3.2 主程序流程圖3.3 待測(cè)信號(hào)源單元電路3.4 AT89C5WL片機(jī)3.5 單片機(jī)控制單元3.5.1 外部時(shí)鐘電路3.5.2 復(fù)位電路3.5.3 數(shù)碼管顯示模塊 四 實(shí)驗(yàn)仿真五 總結(jié)及設(shè)計(jì)心得六 致謝七 參考文獻(xiàn)摘要 本設(shè)計(jì)待測(cè)的輸入電壓為

2、 8 路 電壓范圍為 0 5V 使用目前廣泛使用 的AT89C51來(lái)做控制系統(tǒng)用ADC0809來(lái)進(jìn)行模擬電壓的采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)采集 8 路數(shù)據(jù) 并將結(jié)果在四位一體數(shù)碼管上進(jìn)行顯示。該系統(tǒng)主要包括幾大 模塊數(shù)據(jù)采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、顯示模塊。顯示部分由 LED數(shù)碼顯示器構(gòu)成。 該數(shù)字電壓表具有電路簡(jiǎn)單成本低等優(yōu)點(diǎn) 可以方便地進(jìn)8 路 A D轉(zhuǎn)換量的測(cè)量。關(guān)鍵詞電壓采集、ADC0809 A/D轉(zhuǎn)換、單片機(jī)89C51、數(shù)碼管顯示引言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集是工、農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)在醫(yī)藥、化工、食品、等領(lǐng)域的生產(chǎn)過(guò)程中 往往需

3、要隨時(shí)檢測(cè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的溫度、 濕度、 流量及電壓等參數(shù)。 同時(shí) 還要對(duì)某一檢測(cè)點(diǎn)任意參數(shù)能夠進(jìn)行隨機(jī)查尋將其在某一時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換提取出來(lái) 以便進(jìn)行比較做出決策調(diào)整控制方案提高產(chǎn)品的合格率產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展 多路數(shù)據(jù)采集勢(shì)必將得到越來(lái)越多的應(yīng)用 為適應(yīng)這一趨勢(shì) 作這方面的研究就顯得十分重要。 在科學(xué)研究中 運(yùn)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可獲得大量的動(dòng)態(tài)信息也是獲取科學(xué)數(shù)據(jù)和生成知識(shí)的重要手段之一?？傊?不論在哪個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中數(shù)據(jù)采集與處理將直接影響工作效率和所取得的經(jīng)濟(jì)效益。采集系統(tǒng)從嚴(yán)格的意義上來(lái)說(shuō)應(yīng)該是用計(jì)算機(jī)控制的多路數(shù)據(jù)自動(dòng)檢測(cè)或巡回檢測(cè) 并且能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)行存儲(chǔ)、 處

4、理、 分析計(jì)算以及從檢測(cè)的數(shù)據(jù)中提取可用的信息 供顯示、記錄、打印或描繪的系統(tǒng)。電壓測(cè)量成為廣大電子領(lǐng)域中必須掌握的過(guò)程并且對(duì)測(cè)量的精度和采集功能的要求也越來(lái)越高 而電壓的測(cè)量與顯示系統(tǒng)甚為重要。 在課程設(shè)計(jì)中對(duì)一路電壓采集系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)作了基本的研究。 電壓采集與通信控制采用了模塊化的設(shè)計(jì) 并用單片機(jī)8051 來(lái)實(shí)現(xiàn) 硬件部分是以單片機(jī)為核心 還包括模-數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 顯示模塊 和串行接口部分還有一些簡(jiǎn)單的外圍電路。 1 路被測(cè)電壓通過(guò)通用ADC0809*g-數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的電壓進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換由單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理用數(shù)碼管顯示模塊來(lái)顯示所采集的結(jié)果 由相關(guān)控制器完成數(shù)據(jù)接收和顯示

5、匯編程序編寫(xiě)了更加明了化數(shù)據(jù)顯示界面。 本系統(tǒng)主要包括四大模塊數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、顯示模塊、 A/D 轉(zhuǎn)換模塊。繪制電路在軟件原理圖與工作流程圖 并進(jìn)行調(diào)試最終設(shè)計(jì)完成了該系統(tǒng)的硬件電路。編程上 采用了匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程開(kāi)發(fā)環(huán)境使用相關(guān)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。 開(kāi)發(fā)了顯 示模塊程序、 A/D 轉(zhuǎn)換程序。一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1 課程設(shè)計(jì)主要任務(wù)A通過(guò)設(shè)計(jì)是學(xué)生掌握利用 ADC0809及其適當(dāng)?shù)耐鈬娐穼?shí)現(xiàn)直流電壓的采集以及利用LED顯示功能的方法。B、進(jìn)一步掌握ADC0809的功能特點(diǎn)、工作原理和正確使用方法。C、進(jìn)一步了解外圍器件接口的基本原理與使用技術(shù)。1.2課程設(shè)計(jì)的要求A、利J用ADC0809

6、及其適當(dāng)?shù)耐鈬娐穼?shí)現(xiàn)直流電壓的采集。B、采集2果在LED數(shù)碼管上顯示出來(lái)數(shù)據(jù)范圍為 0 5vC繪制硬件連接圖編寫(xiě)相應(yīng)的控制程序。D、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告、調(diào)試報(bào)告、設(shè)計(jì)心得。二、電路設(shè)計(jì)方案及原理說(shuō)明 依據(jù)綜合課程設(shè)計(jì)的要求利用ADC0809設(shè)計(jì)一個(gè)單通道模擬電壓采集顯示電路 要求對(duì)所接通道變化的模擬電壓值進(jìn)行采集采集來(lái)的數(shù)字量送至數(shù)碼管指示出來(lái)通過(guò)相關(guān)轉(zhuǎn)換在數(shù)碼管上精確顯示出來(lái)。 本課程設(shè)計(jì)相當(dāng)于測(cè)直流電壓的大小 通過(guò)對(duì)電壓值的采集與處理而由所學(xué)微控制器的知識(shí)可知 可以利用單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)進(jìn)一步把相應(yīng)的電壓值精確顯示出來(lái)。模數(shù)轉(zhuǎn)換就是利用單片機(jī)控制模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 A/D ,讓它對(duì)外部的

7、一個(gè)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、 量化、 編碼然后轉(zhuǎn)化為一個(gè)離散的數(shù)字量提供給控制器作進(jìn)步處理。對(duì)于常用的A/D轉(zhuǎn)換芯片有ADC0809 ADC0808等。它們都是8位的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 就是把模擬量轉(zhuǎn)換為一個(gè)8 位的二進(jìn)制數(shù)。 利用單片機(jī)AT89C51與ADC080破計(jì)一個(gè)電壓采集系統(tǒng)將模擬信號(hào) 實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)采用0 5 V 之間的直流電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào) 0 FF以數(shù)碼管顯示。Proteus軟件啟動(dòng)仿 真當(dāng)前輸入電壓為 25 0V 轉(zhuǎn)換成數(shù)字值為 7FH 用鼠標(biāo)指針調(diào)節(jié)電位器尺,可改變輸入模 數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809的電壓 并通過(guò)虛擬電壓表觀察 ADC0809模擬量 輸入信號(hào)的電壓值LED數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示相應(yīng)

8、的數(shù)值量。此次電壓表總體的方案就是用單片機(jī)的 I/O 口輸出信號(hào)來(lái)控制 A/D 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 將送入的模擬量轉(zhuǎn)換為一個(gè)8 位數(shù)字量然后再通過(guò)I/O 口送回單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行處理單片機(jī)進(jìn)行一系列的運(yùn)算和校準(zhǔn)后 通過(guò)數(shù)碼管將電壓值顯示出來(lái)。而在方案的實(shí)現(xiàn)上由兩部分組成 硬件部分和軟件部分。 硬件即電子元器件的選擇且將它們連接成一個(gè)可行的硬件系統(tǒng)軟件是硬件系統(tǒng)功能化的重要組成部分。硬件的設(shè)計(jì)可以在 Proteus上進(jìn)行 軟件可以用Proteus自帶的匯編工具然后在Proteus將硬軟件相結(jié)合進(jìn)行仿真再根據(jù)結(jié)果不斷對(duì)硬件進(jìn)行改進(jìn)對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試 實(shí)現(xiàn)電壓的采集與顯示功能。2.1 ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片1.A

9、DC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開(kāi)關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器 可以和單片機(jī)直接接口。1ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)由下圖可知ADC0809由一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。 多路開(kāi)關(guān)可選通8 個(gè)模擬通道允許 8 路模擬量分時(shí)輸入 共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量 當(dāng)OE端為高電平時(shí)才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。2ADC0809引腳結(jié)構(gòu)ADC0809各腳功能如下D7-D08 位數(shù)字量輸出引腳。IN0-IN7 8位模擬量輸入引腳。VCC +5

10、V 工作電壓。GND 地。REF +參考電壓正端。REF -參考電壓負(fù)端。START A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。ALE 地址鎖存允許信號(hào)輸入端。以上兩種信號(hào)用于啟動(dòng)A/D 轉(zhuǎn)換 .EOC 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳 開(kāi)始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平 當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。OE 輸出允許控制端用以打開(kāi)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK 時(shí)鐘信號(hào)輸入端一般為 500KHz 。A、 B、 C 地址輸入線。ADC0809對(duì)輸入模擬量要求信號(hào)單極性電壓范圍是0 5V若信號(hào)太小 必須進(jìn)行放大輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變?nèi)缛裟M量變化太快則需在輸入前增加采樣保持電路。地址輸入和控制線4 條ALE為地址鎖存允許輸入線高電平有效

11、。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)地址鎖存與譯碼器將 A B C 三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存 經(jīng)譯碼后被選中的通道 的模擬量進(jìn)入轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A B和C為地址輸入線 用于選通IN0 IN7上的一 路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。 CB A選擇的通道0 0 0 IN00 0 1 IN10 1 0 IN20 1 1 IN31 0 0 IN41 0 1 IN51 1 0 IN61 1 1 IN7數(shù)字量輸出及控制線11條ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST上跳沿時(shí) 所有內(nèi)部寄存器清零下跳沿時(shí)開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換在轉(zhuǎn)換期間ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EOC為高電平時(shí) 表明轉(zhuǎn)換結(jié)束 否則 表明正在進(jìn)行A/D

12、轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào) 用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE 1 輸出轉(zhuǎn)換得到 的數(shù)據(jù) OE 0 輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7D0為數(shù)字量輸出線。CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供通常使用頻率為 500KHZVREFVREF 為參考電壓輸入。2 ADC0809應(yīng)用說(shuō)明1 ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器可以與AT89S51單片機(jī)直接相連。2 初始化時(shí)使ST和OE信號(hào)全為低電平。3 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到 A B C 端口上。4 在ST端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)。5 是否轉(zhuǎn)換完畢我們根據(jù)EOC信號(hào)來(lái)判斷。6 當(dāng)

13、EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí) 這時(shí)給OE為高電平 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。2.2 AT89C5WL片機(jī)ADC0809與8051單片機(jī)的硬件接口有3種形式 分別是查詢方式、中斷方式和延時(shí)等待方式 本題中選用中斷接口方式。由于ADC0809無(wú)片內(nèi)時(shí)鐘 時(shí)鐘信號(hào)可由單片機(jī)的 ALE信號(hào)經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得。該題目中單片機(jī)時(shí)鐘頻率采用12MHz，則ALE輸出的頻率是2MHz 四分頻后為500KHz符合ADC0809對(duì)頻率的要求。由于ADC0809內(nèi)部設(shè)有地址鎖存器所以通道地址由P0 口的低3位直接與ADC0809的A、B、C相連。通道基本地址為 0000H 0007H。其對(duì)應(yīng)關(guān)系上 面已做介紹。控制信號(hào)

14、將P2.7作為片選信號(hào) 在啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換時(shí) 由單片機(jī)的寫(xiě)信號(hào)和P2.7控制ADC的地址鎖存和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。由于 ALE和START!在一起 因此ADC0809在鎖存通道地址的同時(shí)也啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)用單片機(jī)的P3.0產(chǎn)生正脈沖作為OE信號(hào) 用來(lái)打開(kāi)三態(tài)輸出鎖存器。其接口電路如圖2-2 所示。當(dāng) 8051 通過(guò)對(duì)0000H 0007H 基本地址 中的某個(gè)口地址進(jìn)行一次寫(xiě)操作 即可啟動(dòng)相應(yīng)通道的A D轉(zhuǎn)換 當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ADC0809的EOC®向8051發(fā)出中斷申請(qǐng)信號(hào)8051 通過(guò)對(duì) 0000H0007H 中的某個(gè)口地址進(jìn)行一次讀操作 即可得到轉(zhuǎn)換結(jié)果。2.3 4個(gè)共陽(yáng)7段數(shù)碼管顯

15、示器共陽(yáng)極7段LED數(shù)碼管和共陰極LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)類似其引腳配置 如圖所示。從圖中可以看出7段LED數(shù)碼管同樣由8個(gè)發(fā)光二極管組成其中7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字形“8”另一個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。共陽(yáng)極7段LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。其中所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極為公共端接+5v電壓。如果發(fā)光二極管的陰極為低電平的時(shí)候 發(fā)光二極管導(dǎo)通 該字段發(fā)光反之 如果發(fā)光二極管的陰極為高電平的時(shí)候 發(fā)光二極管截止 該字段不發(fā)光。圖 2-2 ADC0809與 AT89C51 的接口電路共陽(yáng)極7段LED弓唧配置共陽(yáng)極7段LED結(jié)構(gòu)圖2.4 系統(tǒng)整體工作原理1 硬件設(shè)計(jì)1 系統(tǒng)構(gòu)成該系統(tǒng)主要包括幾大模塊數(shù)據(jù)采集模塊、

16、A D 轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、顯示模塊、按鍵模塊等。采用AT89C51作為控制模塊ADC0809#為A D轉(zhuǎn)換模塊的核心ADC0809本身具有8路模擬量輸入端口通過(guò)C、B、A3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)碼管的顯示采用軟件譯碼動(dòng)態(tài)顯示通過(guò)按鍵模塊的操作可以選擇8 路循環(huán)顯示也可以選擇某條單路顯示。2 數(shù)據(jù)采集電路數(shù)據(jù)采集電路是系統(tǒng)的主要組成部分ADC0809具有8路模擬量輸入通道IN0IN7 通過(guò)3位地址輸入端C、B、A（引月卻2325）進(jìn)行選擇。引腳22為地址鎖存控制端ALE當(dāng)輸入為高電平時(shí)C

17、、B、A引腳輸入的地址鎖存于 ADC0809內(nèi)部鎖存器中 經(jīng)內(nèi)部譯碼電路譯碼選中相應(yīng)的模擬通道。引腳 6 為啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制端START當(dāng)輸入一個(gè)2 US寬的高電平脈沖時(shí) 就啟動(dòng)ADC0809開(kāi)始對(duì)輸入通道的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。引腳7為A D轉(zhuǎn)換器 當(dāng)開(kāi)始轉(zhuǎn)換時(shí)EOC信號(hào)為低電平 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間換結(jié)束 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC輸出高電平 轉(zhuǎn)換結(jié)果存放干ADC0809內(nèi)部的輸出 數(shù)據(jù)寄存器中。引腳 9 腳為 A D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許控制端OE 當(dāng) 0E 為高電平時(shí)存放于輸出數(shù)據(jù)鎖存器中的數(shù)據(jù)通過(guò) ADC0809的數(shù)據(jù)線DO D7輸出。引腳10為ADC0809的時(shí)鐘信號(hào)輸人端 CLOCK在連接時(shí) ADC0809的

18、數(shù)據(jù)線 D0 D7與AT89C51 的 P1 口相連接 ADC0809的地址弓唧、地址鎖存端 ALE啟動(dòng)信號(hào)START數(shù)據(jù)輸出允 許控制端OE分別與AT89C51的P3 口相連接 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào) EOCt AT89C52的P3 1 相連接。2 軟件設(shè)計(jì)1 主程序主程序包含初始化部分調(diào)用 A D 轉(zhuǎn)換子程序和調(diào)用顯示子程序。 2數(shù)據(jù)處理子程序ADC0809轉(zhuǎn)換之后輸出的結(jié)果是8位二進(jìn)制數(shù)。由公式（1）可知 當(dāng)ADC0809輸 出為（1l1l11111）時(shí) 輸入電壓值V =5 00V當(dāng)ADC0809t出為（00000000時(shí) 輸入電壓值為0.0O0V 當(dāng)ADC0809輸出為（10000000）時(shí) 輸

19、入電壓值 V =250V。由于單片機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)結(jié)果只取整數(shù)部分 因此當(dāng)輸出為（10000000）時(shí)計(jì)算出的電壓值 V =2 OOV 很不準(zhǔn)確。為了提高精確度必須把小數(shù)部分保留 具體運(yùn)算方式如公式(2)。個(gè)位 Dout*196/10000 十分位 (Dout*196/1000)%10 百分位 (Dout*196/100)%10 千分位Dout*196/10%10 由此得到較為精確的數(shù)值。 對(duì)上面的硬件部分 按照軟件流程框圖進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。 用 C 語(yǔ)言進(jìn)行程序的編寫(xiě)。(下面的是C語(yǔ)言程序最后面幾頁(yè)還有匯編程序及其算法說(shuō)明 可自己選擇 )#include<reg51.h&g

20、t;#include<intrins.h>#define uchar unsigned charsbit P2_0=P2A0;sbit P2_1=P2A1；/定義數(shù)碼管位碼端口sbit P2_2=P2A2;sbit P2_3=P2A3;sbit OE=P3A0;/定義 ADC0808端口sbit EOC=P3A1;sbit ST=P3A2;sbit P3_4=P3A4;sbit P3_5=P3A5;sbit P3_6=P3A6;uchar code table1=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12;附小數(shù)點(diǎn)的 05 六個(gè)uchar codet

21、ab=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/ft陽(yáng)極 09十個(gè)段碼 / 段碼uchar volt_data;void init();uchar i;/*/ 延時(shí)子程序/*void delay(uchar z)uchar x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);/*/ 將 AD 轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的/ 電壓值并且顯示出來(lái)/*void convert(uchar volt_data)P0=table1volt_data*196/10000; /AD 轉(zhuǎn)換的個(gè)位的電壓值

22、P2_0=1;delay(2);P2_0=0;P0=tabvolt_data*196/1000%10;P2_1=1;/ 顯示小數(shù)點(diǎn)的后的第一位delay(2);P2_1=0;P0=tabvolt_data*196/100%10;P2_2=1;/ 顯示小數(shù)點(diǎn)的后的第二位delay(2);P2_2=0;P0=tabvolt_data*196/10%10;P2_3=1;/ 顯示小數(shù)點(diǎn)的后的第二位delay(2);P2_3=0;void main()uchar volt_data;init();/ 初始化子程序while(1)if(i=5)i=0;ST=0;_nop_();ST=1;_nop_();S

23、T=0;/ 啟動(dòng) AD 轉(zhuǎn)換if(EOC=0) / 等待轉(zhuǎn)換結(jié)束delay(2);while(EOC=0);OE=1;/ 允許輸出volt_data=P1;convert(volt_data); / 調(diào)用數(shù)據(jù)處理子程序delay(2); / 暫存轉(zhuǎn)換結(jié)果/ 關(guān)閉輸出OE=0;void time0_int(void) interrupt 1TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1000)%256;i+;void init()P3_4=1;/ 選擇通道 3P3_5=1;P3_6=0;TMOD=0x01;TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-100

24、0)%256;EA=1;ET0=1;i=0;TR0=1;三、設(shè)計(jì)框圖 31 硬件總體框圖該系統(tǒng)硬件總體框圖由四個(gè)模塊組成 如下圖 3 所示。在芯片的選擇中 一般的 A/D 芯片具有多路轉(zhuǎn)換通道本課程設(shè)計(jì)中我們只做一路通道該通道采集電壓 對(duì)采集的電壓值進(jìn)行采集、 處理并顯示我們還可以通過(guò)改變A/D 芯片的參考電壓來(lái)改變其量程達(dá)到對(duì)電壓值的多樣化顯示。 A/D 芯片將輸入的模擬電壓值轉(zhuǎn)換為一個(gè)8 位的二進(jìn)制數(shù)字再輸送到單片機(jī)控制單元 經(jīng)過(guò)處理顯示出相應(yīng)電壓值。3.2 主程序流程圖設(shè)計(jì)程序部分時(shí)主要應(yīng)包括主函數(shù)和和幾個(gè)功能子函數(shù)。主程序流程圖如下圖所示。直流電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊微器模塊數(shù)碼顯示模擬電壓數(shù)

25、字電壓程序控制 控制模塊3.3 待測(cè)信號(hào)源單元電路其電路圖如圖待測(cè)信號(hào)源就是直流電壓采集時(shí)所須測(cè)電壓值的信號(hào)源3-3-1 所示。該部分實(shí)際上是一個(gè)滑動(dòng)變阻器均接在電源和地兩端 中間的滑線端提供兩路待測(cè)信號(hào)該部分提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換的通道3。圖3-3-1待測(cè)信號(hào)源 3.4 AT89C51單片機(jī)如下圖所示3.5 單片機(jī)控制單元單片機(jī)控制單元是整個(gè)系統(tǒng)的核心中樞對(duì)外圍進(jìn)行控制 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理是連接各部分的紐帶。它主要包括51 單片機(jī)芯片和其工作所必須的外圍電路如時(shí)鐘振蕩電路和復(fù)位電路等。3.6 1 外部時(shí)鐘電路主要是通過(guò)一個(gè)12MHZ 的時(shí)鐘晶振產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào) 以作為單片機(jī)工作的外部時(shí)鐘 其XTAL儕口

26、 XTAL6別接入到單片機(jī)上相對(duì)應(yīng)的弓唧。電路圖如圖3-5-1圖3-5-1外部時(shí)鐘電路（圖中晶振標(biāo)錯(cuò)了應(yīng)為12M,上圖中我就不改了 ）外部時(shí)鐘的晶振頻率為12MHZ,則通過(guò)該電路提供給單片機(jī)的時(shí)鐘也為 12MHZ.3.7 2 復(fù)位電路當(dāng)對(duì)單片機(jī)的的 reset 引腳加超過(guò)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)可使單片機(jī)復(fù)位 即程序從頭開(kāi)始執(zhí)行 。 設(shè)計(jì) 的復(fù)位電路如 圖 3-5-2 所示 ALER910kC310uF圖 3-5-2 復(fù)位電路3.53 數(shù)碼管顯示模塊選用了一片集成的共陰極數(shù)碼管每片是由 4 塊 8 段數(shù)碼管組成包括小數(shù)點(diǎn)位 。 這 4 塊 8 斷數(shù)碼管共用相同的數(shù)據(jù)輸入線 每塊有一根片選線

27、只有選中了該數(shù)碼管 它才會(huì)點(diǎn)亮并顯示。 而通過(guò)動(dòng)態(tài)掃描原理可以使接在同一數(shù)據(jù)線的幾塊數(shù)碼管顯示不同的數(shù)。輸入 BCD 碼值 就可以在數(shù)碼管上顯示十進(jìn)制數(shù)字。其中有電壓表起校準(zhǔn)對(duì)比作用。四、實(shí)驗(yàn)仿真 在Proteus仿真軟件平臺(tái)上搭建硬件電路在keil uv2上編寫(xiě)軟件并經(jīng)編譯連接生產(chǎn)可執(zhí)行的.hex文件把該文件添加到在Proteus平臺(tái)上搭建好的電路的單片機(jī)里。運(yùn)行進(jìn)行仿真調(diào)試。仿真時(shí) 數(shù)碼管有示數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)電壓表的示數(shù)差不多 說(shuō)明各模塊均在正常工作。例如在5V量程下標(biāo)準(zhǔn)電壓表的顯示值2.50V,而數(shù)碼管顯示2.406 標(biāo)準(zhǔn)電壓表顯示4.44V數(shù)碼管示值為4.4200數(shù)碼管顯示結(jié)果有誤差是由于AD

28、C0809輸出的二進(jìn)制碼數(shù)轉(zhuǎn)換為 BCD碼數(shù)的換算方法有一定誤差導(dǎo)致。仿真 結(jié)果如圖 4-1五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)本設(shè)計(jì)是基于ADC0809設(shè)計(jì)的電壓檢測(cè)裝置。采用 AT89C51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)控制、 處理 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單元件較少成本較低軟件采用 c 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)程序簡(jiǎn)單可讀寫(xiě)性強(qiáng) 效率高。 能夠?qū)崿F(xiàn)八路待測(cè)電壓測(cè)量還能夠自由選擇要測(cè)量的通道與傳統(tǒng)的電路相比 具有方便操作、 處理速度快、 穩(wěn)定性高、 性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)具有一定的使用價(jià)值。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)我對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809有進(jìn)一步了解故我將此次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在了功能的擴(kuò)展部分模塊的實(shí)現(xiàn)方法及顯示的改變上。 大三學(xué)期教學(xué)實(shí)驗(yàn)中 通過(guò)網(wǎng)上資料及課本信息 我會(huì)會(huì)了

29、簡(jiǎn)單的編程和設(shè)計(jì)最重要的是排版效果 在這些過(guò)程中我獲益匪淺 加深了對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換的了解 能對(duì)其功能進(jìn)行多元化的應(yīng)用 數(shù)碼管的顯示技術(shù)上我在以前所存靜態(tài)顯示的基礎(chǔ)上 又掌握了動(dòng)態(tài)掃描方法 另一個(gè)收獲是在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中 我邊學(xué)邊用 C 語(yǔ)言 對(duì)簡(jiǎn)單的C語(yǔ)言編程能夠獨(dú)立輕松的完成C語(yǔ)言在單片機(jī)的編程中靈活功能強(qiáng)大效率高 簡(jiǎn)單明了 具有很多優(yōu)勢(shì) 學(xué)會(huì)它是此次課程設(shè)計(jì)的最大收獲。本次課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)查找資料和綜合應(yīng)用課本理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 啟發(fā)了我在今后的學(xué)習(xí)過(guò)程中不能懶懶散散 學(xué)的要懂不懂要把課本上的知識(shí)學(xué)精通 同時(shí)也要多學(xué)習(xí)課外知識(shí)來(lái)擴(kuò)張自己的知識(shí)面在計(jì)算和動(dòng)手方面要更加的耐心加細(xì)

30、心才能把事情做得更好在生活和學(xué)習(xí)中要 和身邊的人團(tuán)結(jié)互助 能幫的就要盡力幫。由于能力有限 我的課程設(shè)計(jì)難免有一些誤差和錯(cuò)誤還望老師批評(píng)和指正致謝 本課程設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師張斌張老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。 他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神精益求精的工作作風(fēng)深深地感染和激勵(lì)著我。 從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成 張老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 雖然只有短短的一星期張老師去教會(huì)我們很多。在此謹(jǐn)向鄭老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。另外我還要感謝在一起愉快的度過(guò)這次課程設(shè)計(jì)的伙伴正是由于你們的幫助和支持我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑直至本文的順利完成。 特別感謝我的隊(duì)友他對(duì)本課題做了不少

31、工作 給予我不少的幫助。參考文獻(xiàn)1 .戴梅萼史嘉權(quán) 微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 北京 清華大學(xué)出版社20032 .仇玉章32位微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)北京 清華大學(xué)出版社20013 .鄭學(xué)堅(jiān)周斌 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 北京 清華大學(xué)出版社 19984 .李伯成候伯亭 微型計(jì)算機(jī)及應(yīng)用 西安 電子科技大學(xué)出版社 19985 .鄧元慶 賈鵬 數(shù)字電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)西安 電子科技大學(xué)出版社2003卜面是匯編程序其中的BCD的轉(zhuǎn)換算 法不同 不過(guò)后有解釋LED_0 EQU 30H;存放三個(gè)數(shù)碼管的段碼LED_1 EQU 31HLED_2 EQU 32HADC EQU 35H；存放AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)ST BITP3.2OE BITP3.0EOC BITP3.1ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV LED_0,#00H;給顯示賦初值0MOV LED_1,#00HMOV LED_2,#00HSETB P3.4SETB P3.5CLR P3.6;選擇通道3WAIT: CLR STSETB STCLR ST ;啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換JNB EOC,$ ;等待轉(zhuǎn)換結(jié)束SETB OE ;允許輸出MOV ADC