單片機(jī)課程設(shè)計(jì)---兩路模擬量采樣與顯示

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目： 兩路模擬量采樣與顯示</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生更進(jìn)一步掌握單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的有關(guān)知識，提高應(yīng)用單片機(jī)解決問題的能力，加深對單片機(jī)應(yīng)用的理解。通過查閱資料，結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行軟、硬件的設(shè)計(jì)，使學(xué)生初步掌

2、握應(yīng)用單片機(jī)解決問題的步驟及方法。為以后學(xué)生結(jié)合專業(yè)從事單片機(jī)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。</p><p>　　二、設(shè)計(jì)的原始資料及依據(jù)</p><p>　　利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的ADC0809、8155及LED顯示器來進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　三、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及要求</p><p>　　1．不斷地循環(huán)采樣兩路模擬量，將轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量通過LED顯示器時(shí)時(shí)顯

3、示出來。</p><p>　　2．用一個(gè)開關(guān)來選擇、切換兩路模擬信號的輸入。</p><p>　　四、對設(shè)計(jì)說明書撰寫內(nèi)容、格式、字?jǐn)?shù)的要求 </p><p>　　1.課程設(shè)計(jì)說明書（論文）是體現(xiàn)和總結(jié)課程設(shè)計(jì)成果的載體，一般不應(yīng)少于3000字。</p><p>　　2.學(xué)生應(yīng)撰寫的內(nèi)容為：目錄、正文、參考文獻(xiàn)等。課程設(shè)計(jì)說明書（論文）的結(jié)

4、構(gòu)及各部分內(nèi)容要求可參照《沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范》執(zhí)行。應(yīng)做到文理通順，內(nèi)容正確完整，書寫工整，裝訂整齊。</p><p>　　3.說明書（論文）手寫或打印均可。手寫要用學(xué)校統(tǒng)一的課程設(shè)計(jì)用紙，用黑或藍(lán)黑墨水工整書寫；打印時(shí)按《沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范》的要求進(jìn)行打印。</p><p>　　4. 課程設(shè)計(jì)說明書（論文）裝訂順序?yàn)椋悍饷?、任?wù)書、成績評定表、目錄、正

5、文、參考文獻(xiàn)。</p><p>　　五、 設(shè)計(jì)完成后應(yīng)提交成果的種類、數(shù)量、質(zhì)量等方面的要求；</p><p>　　提交課程設(shè)計(jì)說明書一份。在說明書中要有設(shè)計(jì)原理、硬件電路接線圖、設(shè)計(jì)的程序及必要注釋、程序流程圖等。</p><p><b>　　六、時(shí)間進(jìn)度安排；</b></p><p>　　七、主要參考資料（文獻(xiàn)）&l

6、t;/p><p>　　〔１〕MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用教程 清華大學(xué)出版社 劉迎春 主編</p><p>　　〔２〕圖解 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)要訣 中國電力出版社 劉修文 編著</p><p>　　〔３〕例說8051　　人民郵電出版社　　張義和/陳敵北等　編著</p><p><b>　　目錄</b></p&

7、gt;<p>　?。ㄒ唬?設(shè)計(jì)思路……………………………………………………….2</p><p>　?。ǘ?功能介紹……………………………………………………….3</p><p>　　1、初始化各緩沖區(qū)……………………………………………3</p><p>　　2、主程序與選擇傳輸?shù)牟蓸油ǖ馈?3</p><p&g

8、t;　　3、拆字程序部分……………………………………………….4</p><p>　　4、動(dòng)態(tài)顯示部分……………………………………………….5</p><p>　　5、延時(shí)部分…………………………………………………….6</p><p>　　（三） 程序流程圖…………………………………………………….7</p><p>　　1、主程序流程圖…

9、…………………………………………….7</p><p>　　2、A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖……………………………………….8</p><p>　　3、顯示子程序流程圖…………………………………………9</p><p>　?。ㄋ模?程序清單………………………………………………………..10</p><p>　?。ㄎ澹?器件說明………………………………

10、………………………..13</p><p>　　（六） 主要參考文獻(xiàn)…………………………………………………14</p><p>　?。?硬件連接圖…………………………………………………….15</p><p><b>　?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　此次實(shí)訓(xùn)我們的設(shè)計(jì)的課題是：兩路模擬量采樣與顯示。即

11、通過A/D轉(zhuǎn)換把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，最后把采集到的信號以十六進(jìn)制的形式在LED顯示器上顯示出來。在程序設(shè)計(jì)中我們用了子程序調(diào)用指令，調(diào)用了拆字子程序，顯示子程序，同時(shí)也用到了延時(shí)程序等。延時(shí)程序是為了給A/D轉(zhuǎn)換器提供足夠的轉(zhuǎn)換時(shí)間。</p><p>　　首先向8155控制口寫入控制字03H，定義8155A口。B口為基本輸出，C口為輸入。將顯示緩沖區(qū)20H～25H清零，選擇0FF60H通道，把單片機(jī)8031的

12、P1.0口與開關(guān)相連，實(shí)現(xiàn)通道0/1的選擇，選中通道后啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　通過A/D轉(zhuǎn)換器把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，把轉(zhuǎn)換后的信號采集并存儲(chǔ)到8031單片機(jī)的某個(gè)存儲(chǔ)單元中，便于把它調(diào)用出來。為了把采集到的數(shù)據(jù)能夠動(dòng)態(tài)的在LED顯示器上顯示出來，選用了8155，通過它控制把采集到的信號以十六進(jìn)制的形式動(dòng)態(tài)顯示出來。</p><p>　　因?yàn)锳/D轉(zhuǎn)換器ADC0809有八個(gè)

13、模擬信號輸入通道，我們選擇了其中的IN0和IN1兩個(gè)通道，為了實(shí)現(xiàn)對兩路通道的控制，選用了8031的P1.0口作為控制口，當(dāng)P1.0為低電平時(shí)，選擇對通道口IN1進(jìn)行采樣，同理當(dāng)P1.0為高電平時(shí)，選擇對通道口IN1進(jìn)行采樣，同理當(dāng)P1.0為高電平時(shí)，8155控制輸出的信號為采集到的IN0通道的信號，反之則為IN1的信號，然后顯示出來。</p><p>　　從而實(shí)現(xiàn)了兩路模擬采樣和動(dòng)態(tài)顯示。</p>

14、<p><b>　?。ǘ?功能介紹</b></p><p><b>　　1、初始化各緩沖區(qū)</b></p><p>　　在兩路模擬采樣系統(tǒng)中，為了能更加直觀的看見所要查詢的數(shù)據(jù)結(jié)果，并且要在6個(gè)顯示器上以動(dòng)態(tài)的形式顯示出來。這首先需要設(shè)置所要查詢的首地址，本程序的首地址為20H~25H單元中，并給這些單元清零為以后的查詢作好準(zhǔn)備。&

15、lt;/p><p>　　清零緩沖區(qū)部分程序清單及說明：</p><p>　　ORG 0100H</p><p>　　MOV DPTR,#0FF20H ；給數(shù)據(jù)指針?biāo)腿朊羁诘刂?lt;/p><p>　　MOV A,#03H ；8155初始化數(shù)據(jù)</p><p>　　MOVX @DPTR,A

16、 ；給8155送初始化命令</p><p>　　MOV 20H,#00H ；將顯示緩沖區(qū)20H—25H清零</p><p>　　MOV 21H,#00H</p><p>　　MOV 22H,#00H</p><p>　　MOV 23H,#00H</p><p>　　MOV 24H,#00H</

17、p><p>　　MOV 25H,#00H</p><p>　　2、主程序與選擇傳輸?shù)牟蓸油ǖ?lt;/p><p>　　先把命令口的通道地址0FF60H賦值給指針變量DPTR中，而后用JNB來判斷P1.0口是否為0，如果為零的話，就用IN0通道來進(jìn)行模擬采樣，如果為1的話就用IN1通道來進(jìn)行模擬采樣，并開始啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　主程序與

18、選擇傳輸通道程序清單及說明：</p><p>　　MAIN: MOV DPTR,#0FE60H ；給數(shù)據(jù)指針?biāo)腿霐?shù)據(jù)通道地址</p><p>　　JNB P1.0,AD0 ；判斷P1.0是否為零</p><p>　　MOV A,#01H ；用IN1口進(jìn)行動(dòng)態(tài)采樣</p><p>　　MOVX @DPTR

19、,A ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換</p><p>　　AJMP ZCX ；跳轉(zhuǎn)到循環(huán)程序</p><p>　　AD0:MOV A,#00H ；用IN0口進(jìn)行動(dòng)態(tài)采樣</p><p>　　MOVX @DPTR,A ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換</p><p>　　ZCX:MOVX A,@DPTR

20、 ；提取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)</p><p>　　LCALL SEPR ；調(diào)用拆分子程序</p><p>　　LCALL DISP ；調(diào)用顯示子程序</p><p>　　SJMPMAIN ;返回到主程序從而實(shí)現(xiàn)程序循環(huán)</p><p><b>　　3、拆字程序部分</

21、b></p><p>　　將采集完的數(shù)據(jù)先存放到累加器A中，再把累加器A中的數(shù)據(jù)復(fù)制一份放在寄存器B中，并同時(shí)A中的高四位地址清零，把結(jié)果存到25H單元中，而后再把B寄存器中的數(shù)據(jù)復(fù)制到A中，把累加器中的高四位與第四位數(shù)據(jù)對調(diào)，再清除高四位，得到需要顯示的高四位地址放到24H單元中。</p><p>　　拆字程序部分清單及說明：</p><p>　　SEPR:

22、MOV B,A ；將A中的數(shù)據(jù)復(fù)制一份到寄存器B中</p><p>　　ANL A,#0FH ；將A中的高位清零</p><p>　　MOV 25H,A ；把A中的低四位數(shù)給25H單元</p><p>　　MOV A,B ；把復(fù)制的數(shù)據(jù)重新拷到累加器A中</p><p>　　SWAP A

23、 ；對A中的高四位與低四位數(shù)據(jù)進(jìn)行對調(diào)</p><p>　　ANL A,#0FH ；再去除A中的高四位得到轉(zhuǎn)換后的高四位數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV 24H,A ；將高四位數(shù)據(jù)給24H單元</p><p>　　RET ；然后返回繼續(xù)往下執(zhí)行</p><p><b>　　4、動(dòng)態(tài)顯示部分&l

24、t;/b></p><p>　　由于需要顯示的數(shù)共六位，因此給R2賦值為六，同時(shí)把共陽極的顯示器的地址00100000B賦給R3，再給20H—25H單元賦值，而后把共陽極的顯示器的段選碼轉(zhuǎn)換表的地址存給DPTR指針中，并分別傳給B口(0FF21H)和A口（0FF22H）中，同時(shí)指向轉(zhuǎn)換碼所表示的地址，在顯示器上以動(dòng)態(tài)的形式顯示出來。然后同時(shí)給指針和地址加一，依次循環(huán)完成動(dòng)態(tài)的顯示。</p>&

25、lt;p>　　動(dòng)態(tài)顯示部分程序清單及說明：</p><p>　　DISP1:MOV DPTR,#TAB ;調(diào)用共陽極七段譯碼器的顯示地址</p><p>　　MOV A,@R0 ;調(diào)用要顯示數(shù)</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;通過查表輸出要顯示數(shù)的七段譯碼器的地址</p><p>　　M

26、OV DPTR,#0FF22H ;將字形口地址復(fù)制到DPTR中</p><p>　　MOVX @DPTR,A ;將要顯示的數(shù)輸出</p><p>　　MOV DPTR,#0FF21H ;將字位口地址復(fù)制到DPTR中</p><p>　　MOV A,R3 ;將要顯示的位置數(shù)復(fù)制到A中</p><p>　　M

27、OVX @DPTR,A ;把要顯示字位數(shù)據(jù)輸出到控制口0FF221H</p><p>　　LCALL TIME ;調(diào)用延時(shí)子程序使A/D轉(zhuǎn)換能夠順利完成</p><p>　　RR A ;把字位向右移動(dòng)一位</p><p>　　MOV R3,A ;然后把移動(dòng)后的數(shù)重新放到R3中</p&

28、gt;<p>　　INC R0 ;把顯示字形地址加一</p><p>　　DJNZ R2,DISP1 ;循環(huán)六次顯示轉(zhuǎn)換后的六個(gè)數(shù)</p><p>　　RET ;返回到調(diào)用子程序</p><p><b>　　5、延時(shí)部分</b></p><p&g

29、t;　　每個(gè)數(shù)據(jù)的采集都需要一定的時(shí)間，A/D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間為100uS，為了更好的完成數(shù)據(jù)的傳輸轉(zhuǎn)換，這里采樣提供300uS的延時(shí)時(shí)間。</p><p>　　延時(shí)部分程序清單及說明：</p><p>　　TIME:MOV R7,#30H　　　　;循環(huán)變量</p><p><b>　　DLAY:NOP</b></p><p

30、><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DJNZ R7,DLAY ;循環(huán)30次</p><p>　　RET ; 返回到調(diào)用程序繼續(xù)往下執(zhí)行</p><p><b>　　END&

31、lt;/b></p><p><b>　?。ㄈ?程序流程圖</b></p><p><b>　　1、主程序流程圖：</b></p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖：</p><p><b>　　顯示子程序流程圖</b></p><p><

32、b>　?。ㄋ模?程序清單</b></p><p>　　ORG 0100H</p><p>　　MOV DPTR,#0FF20H ;給數(shù)據(jù)指針?biāo)腿朊羁诘刂?lt;/p><p>　　MOV A,#03H ;8155初始化數(shù)據(jù)</p><p>　　MOVX @DPTR,A ;給8155送初

33、始化命令</p><p>　　MOV 20H,#00H ;將顯示緩沖區(qū)20H—25H清零</p><p>　　MOV 21H,#00H</p><p>　　MOV 22H,#00H</p><p>　　MOV 23H,#00H</p><p>　　MOV 24H,#00H</p><

34、p>　　MOV 25H,#00H</p><p><b>　　;主程序</b></p><p>　　MAIN: MOV DPTR,#0FE60H ;給數(shù)據(jù)指針?biāo)腿霐?shù)據(jù)通道地址</p><p>　　JNB P1.0,AD0 ;判斷P1.0是否為零</p><p>　　MOV A,#01H

35、 ;用IN1口進(jìn)行動(dòng)態(tài)采樣</p><p>　　MOVX @DPTR,A ;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換</p><p>　　AJMP ZCX ;跳轉(zhuǎn)到循環(huán)程序</p><p>　　AD0:MOV A,#00H ;用IN0口進(jìn)行動(dòng)態(tài)采樣</p><p>　　MOVX @DPTR,A

36、 ;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換</p><p>　　ZCX:MOVX A,@DPTR ;提取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)</p><p>　　LCALL SEPR ;調(diào)用拆分子程序</p><p>　　LCALL DISP ;調(diào)用顯示子程序</p><p>　　SJMPMAIN ;返回到主

37、程序從而實(shí)現(xiàn)程序循環(huán)</p><p><b>　　;拆分子程序</b></p><p>　　SEPR:MOV B,A ;將A中的數(shù)據(jù)復(fù)制一份到寄存器B中</p><p>　　ANL A,#0FH ;將A中的高位清零</p><p>　　MOV 25H,A ;把A中的低四位數(shù)給25H

38、單元</p><p>　　MOV A,B ;把復(fù)制的數(shù)據(jù)重新拷到累加器A中</p><p>　　SWAP A ;對A中的高四位與低四位數(shù)據(jù)進(jìn)行對調(diào)</p><p>　　ANL A,#0FH ;再去除A中的高四位得到轉(zhuǎn)換后的高四位數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV 24H,A ;將高四位數(shù)據(jù)

39、給24H單元</p><p>　　RET ;然后返回繼續(xù)往下執(zhí)行</p><p><b>　　;顯示子程序</b></p><p>　　DISP: MOV R2,#06H ;把循環(huán)次數(shù)存到R2單元中</p><p>　　MOV R3,#00100000B ;把顯示第一個(gè)數(shù)的位置數(shù)據(jù)存到R3&

40、lt;/p><p>　　MOV 20H,#0AH ;把要顯示的數(shù)A存在20H單元中</p><p>　　MOV 21H,#0DH ;把顯示數(shù)D存在21H單元中</p><p>　　MOV 22H,#00H ;把顯示數(shù)00H存在22H中</p><p>　　JNB P1.0,IO ;判斷P1.0

41、是否為零</p><p>　　MOV 23H,#02H ;當(dāng)P1.0口位高電平時(shí)23H單元顯示02通道</p><p><b>　　AJMP GO</b></p><p>　　IO:MOV 23H,#01H ;當(dāng)P1.0口位低電平時(shí)23H單元顯示01通道</p><p>　　GO:MOV R0,#20H

42、 ;給R0存入要顯示的第一位數(shù)據(jù)</p><p>　　DISP1:MOV DPTR,#TAB ;調(diào)用共陽極七段譯碼器的顯示地址</p><p>　　MOV A,@R0 ;調(diào)用要顯示數(shù)</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;通過查表輸出要顯示數(shù)的七段譯碼器的地址</p><p>　　MOV D

43、PTR,#0FF22H ;將字形口地址復(fù)制到DPTR中</p><p>　　MOVX @DPTR,A ;將要顯示的數(shù)輸出</p><p>　　MOV DPTR,#0FF21H ;將字位口地址復(fù)制到DPTR中</p><p>　　MOV A,R3 ;將要顯示的位置數(shù)復(fù)制到A中</p><p>　　MOVX

44、@DPTR,A ;把要顯示字位數(shù)據(jù)輸出到控制口0FF221H</p><p>　　LCALL TIME ;調(diào)用延時(shí)子程序使A/D轉(zhuǎn)換能夠順利完成</p><p>　　RR A ;把字位向右移動(dòng)一位</p><p>　　MOV R3,A ;然后把移動(dòng)后的數(shù)重新放到R3中</p>

45、<p>　　INC R0 ;把顯示字形地址加一</p><p>　　DJNZ R2,DISP1 ;循環(huán)六次顯示轉(zhuǎn)換后的六個(gè)數(shù)</p><p>　　RET ;返回到調(diào)用子程序</p><p>　　TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80

46、H,90H,88H,83H</p><p>　　DB 006H,0A1H,86H,8EH ;七段譯碼器的顯示地址</p><p>　　;延時(shí)子程序，共10*30=300uS</p><p>　　TIME:MOV R7,#30H</p><p><b>　　DLAY:NOP</b></p><p>

47、;<b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DJNZ R7,DLAY ;循環(huán)30次</p><p>　　RET ; 返回到調(diào)用程序繼續(xù)往下執(zhí)行</p><p><b>　　END<

48、/b></p><p><b>　?。ㄎ澹┢骷f明</b></p><p>　　1、ADC0809 八位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器管腳分布圖：</p><p><b>　　管腳功能說明如下：</b></p><p>　　IN0~IN7:　8路模擬信號入口</p><p>

49、　　D0~D7:　八位轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出口</p><p>　　START:　A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號</p><p>　　ALE:　地址鎖存信號</p><p>　　EOC:　轉(zhuǎn)換結(jié)束信號</p><p>　　OE:　輸出運(yùn)行控制端</p><p><b>　　CLK:　時(shí)鐘信號</b></p&g

50、t;<p>　　VREF+:　A/D轉(zhuǎn)換器的正參數(shù)電壓</p><p>　　VREF-: 　A/D轉(zhuǎn)換器的負(fù)參數(shù)電壓</p><p><b>　　VCC:　電源</b></p><p>　　ADDA、ADDB、ADDC：　模擬信號接通的多路開關(guān)選擇碼　?。┲饕獏⒖嘉墨I(xiàn)</p><p>　　〔１〕MCS-