課程設(shè)計----數(shù)字電壓表的設(shè)計

1、<p>　　單片機原理課程設(shè)計報告</p><p>　　題目名稱： 數(shù)字電壓表的設(shè)計 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1、設(shè)計任務(wù)和技術(shù)要求要求：2</p><p>　　2、 設(shè)計方案論證2</p><p>　　2.1方案選擇：2</p&

2、gt;<p>　　2.2 設(shè)計系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計2</p><p>　　2.2.1 A/D轉(zhuǎn)換2</p><p>　　2.2.2 LED顯示器及接口3</p><p>　　2.2.3流程圖4</p><p>　　3、 設(shè)計系統(tǒng)程序的設(shè)計4</p><p>　　3.1初始化程序4</p

3、><p><b>　　3.2 主程序4</b></p><p>　　3.3 顯示子程序4</p><p>　　4、設(shè)計調(diào)試及性能分析4</p><p>　　4.1調(diào)試與測試4</p><p>　　4.2 性能分析5</p><p>　　5、仿真實驗調(diào)試5</p

4、><p><b>　　6、實驗心得：5</b></p><p>　　7、參考文獻(xiàn)：.6</p><p>　　8、程序代碼：..6</p><p><b>　　數(shù)字電壓表的設(shè)計</b></p><p>　　1、設(shè)計任務(wù)和技術(shù)要求要求：</p><p>

5、　　1.1能夠?qū)?-5V的模擬電壓進(jìn)行采集；</p><p>　　1.2將采集到的電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后顯示出來</p><p>　　1.3能夠?qū)崿F(xiàn)手動選擇8路模擬信號的任何一路。</p><p>　　1.4將模擬信號的路數(shù)和電壓同時顯示。</p><p><b>　　2、 設(shè)計方案論證</b></p><

6、;p><b>　　2.1方案選擇：</b></p><p>　　按系統(tǒng)功能實現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)采用AT89C51單片機，A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0808，實現(xiàn)要求的功能。</p><p>　　2.2 設(shè)計系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計</p><p><b>　　A/D轉(zhuǎn)換</b></p><p>　　簡易

7、數(shù)字電壓測量電路由A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及顯示控制等組成，電路原理圖如圖1.2所示。A/D轉(zhuǎn)換由集成電路0808完成，0808具有8路模擬輸入端口，地址線（23～25腳）可決定對哪一路模擬輸入作A/D轉(zhuǎn)換。22腳為地址鎖存控制，當(dāng)輸入為高電平時，對地址信號進(jìn)行鎖存。6腳為測試控制，當(dāng)輸入一個2μs寬高電平脈沖時，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，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

8、平時，A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)從端口輸出10腳為0808的時鐘輸入端，利用單片機30腳的六分頻晶振頻率再通過14024二分頻得到1MHz時鐘。單片機的P1、P3.0～P3.3端口作為四位LED數(shù)碼管顯示控制。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。</p><p><b>　　LED顯示器及接口</

9、b></p><p>　　在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，使用的顯示器主要有LED（發(fā)光二極管顯示器）和LCD（液晶顯示器）。這兩種顯示器成本低廉、配置靈活，與單片機接口方便。這里主要講LED顯示器的結(jié)構(gòu)。LED顯示器是由發(fā)光二極管來顯示字段的器件。在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中常用七段顯示器。發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。圖三為七段發(fā)光顯示器的結(jié)構(gòu)圖。一個顯示器由八個發(fā)光二極管組成，

10、其中七個發(fā)光二極管控制a~g七個段的亮或暗，另一個發(fā)光二極管控制一個小數(shù)點的亮或暗。這種七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但與單片機的控制接口非常簡單，使用方便。</p><p>　　圖三、七段發(fā)光顯示的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　表一、七段LED顯示器的段選取碼</p><p><b>　　2.2.3流程圖</b></p&

11、gt;<p><b>　　主程序流程圖</b></p><p>　　3、 設(shè)計系統(tǒng)程序的設(shè)計</p><p><b>　　3.1初始化程序</b></p><p>　　系統(tǒng)上電時，初始化程序?qū)?0H～77H內(nèi)存單元清0，P2口置0。</p><p><b>　　3.2 主程序

12、</b></p><p>　　在剛上電時，系統(tǒng)默認(rèn)為循環(huán)顯示8個通道的電壓值狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行一次測量后，將顯示每一通道的A/D轉(zhuǎn)換值，每個通道的數(shù)據(jù)顯示時間為1s左右。主程序在調(diào)用顯示子程序和測試子程序之間循環(huán)，主程序流程圖見圖。</p><p><b>　　3.3 顯示子程序</b></p><p>　　顯示子程序采用動態(tài)掃描法實現(xiàn)四

13、位數(shù)碼管的數(shù)值顯示。測量所得的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)放在70H～77H內(nèi)存單元中，測量數(shù)據(jù)在顯示時需轉(zhuǎn)換成為十進(jìn)制BCD碼放在78H～7BH內(nèi)存單元中，其中7BH存放通道標(biāo)志數(shù)。寄存器R3用作8路循環(huán)控制，R0用作顯示數(shù)據(jù)地址指針。</p><p>　　4、設(shè)計調(diào)試及性能分析</p><p><b>　　4.1調(diào)試與測試</b></p><p>　　采

14、用Wave E2000編譯器進(jìn)行源程序編譯及仿真調(diào)試，同時進(jìn)行硬件電路板的設(shè)計制作，燒好程序后進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)，最后進(jìn)行端口電壓的對比測試，要求測試對比中標(biāo)準(zhǔn)電壓值采用UT56數(shù)字萬用表測得。</p><p>　　簡易數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表測得的絕對誤差應(yīng)在0.02V以內(nèi)。</p><p><b>　　4.2 性能分析</b></p><p&

15、gt;　　4.2.1 由于單片機為8位處理器，當(dāng)輸入電壓為5.00V時，輸出數(shù)據(jù)值為255（FFH），因此單片機最大的數(shù)值分辨率為0.0196V（5/255）。這就決定了該電壓表的最大分辨率（精度）只能達(dá)到0.0196V。測試時電壓數(shù)值的變化一般以0.02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。</p><p>　　4.2.2 簡易電壓表測得的值基本上均比標(biāo)準(zhǔn)值偏大0.01

16、～0.02V。這可以通過校正0808的基準(zhǔn)電壓來解決，因為該電壓表設(shè)計時直接用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量值。</p><p>　　4.2.3 ADC0808的直流輸入阻抗1MΩ，能滿足一般的電壓測試需要。另外，經(jīng)測試ADC0808可直接在2MHz的頻率下工作，這樣可省去分頻器14024。</p><p><b>　　5、仿真實驗

17、調(diào)試</b></p><p>　　5.1在WAVE 6000 軟件編輯寫好的程序，生成.hex文件</p><p>　　5.2在Proteus軟件，加載程序，然后仿真調(diào)試，即可看到仿真調(diào)試的結(jié)果。</p><p><b>　　6、實驗心得：</b></p><p>　　這雖然是一個數(shù)字電壓表的設(shè)計但是實際上就

18、是一個數(shù)據(jù)采集的程序設(shè)計，只不過這里數(shù)據(jù)采集的是模擬電壓罷了。在用A/D轉(zhuǎn)換器在Proteus中仿真軟件ADC0808有問題所以用ADC0808代替。而且ADC0808是單極性，輸入電壓范圍為0～＋5V， </p><p>　　總的來說結(jié)果還是完成了設(shè)計任務(wù)，對單片機有了一種新的認(rèn)識。</p><p><b>　　7、參考文獻(xiàn)：</b></p><

19、p>　　7.1 王迎旭.單片機原理與應(yīng)用.機械工業(yè)出版社.</p><p>　　7.2 侯玉寶.基于protus的51系列單片機設(shè)計與仿真.電子工業(yè)出版社</p><p><b>　　附加匯編程序 </b></p><p><b>　　ORG0000H</b></p><p><

20、b>　　AJMPMAIN</b></p><p><b>　　ORG0100H</b></p><p>　　MAIN:MOVSP,#30H</p><p>　　LP:SETBP3.2</p><p><b>　　CLRP3.2</b></p><

21、p>　　SETBP3.2;A/D開始轉(zhuǎn)換</p><p>　　JBP3.3,$;等待轉(zhuǎn)換結(jié)束</p><p>　　CLRP3.2;允許讀數(shù)</p><p>　　MOV P1,#0FFH;P1口置位</p><p>　　MOV A,P1;取樣</p><p>　　LCALLSEPR

22、</p><p>　　LCALLDISP</p><p>　　AJMPLP;返回</p><p>　　SEPR:MOVB,#33H;把51給B</p><p>　　DIVAB;A/B相除</p><p>　　MOV21H,A;商存21</p><p>　　XCHA,B;A

23、,B的內(nèi)容交換</p><p>　　MOVB,#05H;把5給B中</p><p>　　DIVAB;A/B</p><p>　　MOV22H,A;A存于20單元中</p><p><b>　　MOV20H,B</b></p><p><b>　　RET</b>&

24、lt;/p><p>　　DISP:MOVR2,#03H;顯示的個數(shù)</p><p>　　MOVR3,#01H;顯示的位數(shù)</p><p>　　MOVR0,#20H;把20單元地址給R0</p><p>　　DISP1: MOVDPTR,#TAB</p><p>　　MOVA,@R0;讀取20H里面的數(shù)

25、</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p><p><b>　　MOVP0,A</b></p><p>　　LCALLDELAY</p><p>　　MOVA,R3;位數(shù)給A</p><p><b>　　MOVP2,A</b></p>

26、<p><b>　　RLA;左移</b></p><p><b>　　MOVR3,A</b></p><p>　　INCR0;R0里面的內(nèi)存單元加1</p><p>　　MOVA,@R0;讀取21H里面的數(shù)</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p>

27、<p>　　ADD A,#80H</p><p><b>　　MOVP0,A</b></p><p>　　LCALLDELAY</p><p>　　MOVA,R3;位數(shù)給A</p><p><b>　　MOVP2,A</b></p><p>&

28、lt;b>　　RLA;左移</b></p><p><b>　　MOVR3,A</b></p><p>　　INCR0;R0里面的內(nèi)存單元加1</p><p>　　MOVA,@R0;讀取22H里面的數(shù)</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p><p>

29、;<b>　　MOVP0,A</b></p><p>　　LCALLDELAY</p><p>　　MOVA,R3;位數(shù)給A</p><p><b>　　MOVP2,A</b></p><p><b>　　RLA;左移</b></p><p&g

30、t;<b>　　MOVR3,A</b></p><p>　　INCR0;R0里面的內(nèi)存單元加1</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H</p><p>　　DB80H,90H,7

31、FH</p><p>　　DELAY:MOVR6,#10</p><p>　　DEL2:MOVR7,#125</p><p><b>　　DEL1:NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DJNZR7,DEL1</p&