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文檔簡介
1、<p> 大慶石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p> 課程 單片機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) </p><p> 題目 0~3V電壓測量表
2、 </p><p> 專業(yè) 自動(dòng)化 姓名 鄒建 學(xué)號(hào) 060601140625 </p><p><b> 主要內(nèi)容:</b></p><p> 用現(xiàn)有凌陽系列單片機(jī)試驗(yàn)箱編寫一段程序,用以實(shí)現(xiàn)測量電壓值并且將獲得的結(jié)果顯示在液晶顯示器上,并用語音播報(bào)出來
3、。</p><p><b> 基本要求:</b></p><p> 1. 編程要求:主程序利用C語言編寫,中斷服務(wù)程序利用匯編語言編寫。 </p><p> 2. 實(shí)現(xiàn)功能:實(shí)現(xiàn)一個(gè)模擬電壓表的功能,要求電壓表能夠測量電壓值,在液晶顯示器上顯示并播報(bào)測量電壓值。 </p><p> 3. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:開機(jī)(運(yùn)行)后
4、,顯示一個(gè)圖片MM.bmp(它的字模數(shù)據(jù)MM.c、MM.在IDE的安裝徑\SPCE061A\example\IntExa\ex10_VoltageMeasureFrom0To3提供),顯示并播放當(dāng)前電位器所在位置的電壓;變化R22電位器,顯示并播報(bào)R22電位器變化后的電壓。</p><p><b> 參考資料</b></p><p> 1. 杜剛 16位單片機(jī)原
5、理及應(yīng)用[M]. 北京 中國電力出版社 2007.9</p><p> 2 杜剛/張東霞 16位單片機(jī)原理及應(yīng)用學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京 中國電力出版社 2008.12</p><p> 3 羅亞飛 凌陽16位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)[M]. 北京 北京航空航天大學(xué)出版社 2003.12</p><p> 4 李曉白 凌陽16位單片機(jī)C語言
6、開發(fā)[M]. 北京 北京航天航空大學(xué)出版社2006.7</p><p> 完成期限 2009.6.29至2009.7.3 </p><p> 指導(dǎo)教師 董長義 董宏麗 </p><p> 專業(yè)負(fù)責(zé)人 </p><p> 2009年 6月16日</p&
7、gt;<p><b> 目 錄</b></p><p><b> 1系統(tǒng)設(shè)計(jì)1</b></p><p><b> 1.1設(shè)計(jì)要求1</b></p><p> 1.1.1編程要求 1</p><p> 1.1.2實(shí)現(xiàn)功能1</p>&
8、lt;p> 1.1.3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1</p><p><b> 1.2設(shè)計(jì)思路1</b></p><p> 2設(shè)計(jì)環(huán)境及基本原理1</p><p><b> 2.1設(shè)計(jì)裝置1</b></p><p><b> 2.2基本原理1</b></p>
9、<p><b> 3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2</b></p><p> 4單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)3</p><p> 4.1A/D轉(zhuǎn)換3</p><p> 4.2串口發(fā)送數(shù)據(jù)4</p><p> 4.3程序流程圖5</p><p> 4.4編寫程序步驟5</p>&
10、lt;p><b> 5總結(jié)6</b></p><p><b> 6參考文獻(xiàn)7</b></p><p><b> 7附錄8</b></p><p><b> 第1章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p> 1.1 設(shè)計(jì)要求 </p&
11、gt;<p> 1.1.1 編程要求:主程序利用C語言編寫,中斷服務(wù)程序利用匯編語言編寫。 </p><p> 1.1.2 實(shí)現(xiàn)功能:實(shí)現(xiàn)一個(gè)模擬電壓表的功能,要求電壓表能夠測量電壓值,在液晶顯示器上顯示并播報(bào)測量電壓值。 </p><p> 1.1.3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:開機(jī)(運(yùn)行)后,顯示一個(gè)圖片MM.bmp(它的字模數(shù)據(jù)MM.c、MM.h在IDE的安裝徑\SPCE061A
12、\example\IntExa\ex10_VoltageMeasureFrom0To3提供),顯示并播放當(dāng)前電位器所在位置的電壓;變化R22電位器,顯示并播報(bào)R22電位器變化后的電壓;即只要R22電位器改變,系統(tǒng)就能自動(dòng)測量出R22電位器的電壓,并把測量得到的電壓值播報(bào)并顯示出來。(要求顯示和播報(bào)電壓值的精度為小數(shù)點(diǎn)后第四位) </p><p><b> 1.2 設(shè)計(jì)思路</b><
13、/p><p> 本次設(shè)計(jì)要求完成基于單片機(jī)的電壓測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換模塊,單片機(jī)控制模塊和驅(qū)動(dòng)顯示模塊。SPLC501為液晶顯示模組顯示。</p><p> 第2章 設(shè)計(jì)環(huán)境及基本原理</p><p><b> 2.1 設(shè)計(jì)裝置</b></p><p> 1. 裝有Windows系統(tǒng)和μ’n
14、SP? IDE仿真環(huán)境的PC機(jī)一臺(tái),μ’nSP? 十六位單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)。 </p><p> 2. 本實(shí)驗(yàn)用到的實(shí)驗(yàn)箱硬件模塊為:SPCE061A核心及周邊電路模塊(包含32個(gè)I/O口),LCD顯示模組模塊,雙0~3.3V直流電平輸入電路模塊,兩路音頻輸出電路模塊。 </p><p> 2.2 基本工作原理 </p><p> 本實(shí)驗(yàn)中,通過SPCE061
15、A內(nèi)部ADC采集數(shù)據(jù),如圖2-1,實(shí)驗(yàn)箱上V3為3.3V,當(dāng)滑動(dòng)頭變化時(shí),IOA0口輸入的電壓就隨著變化;當(dāng)已經(jīng)通過[P_ADC_MUX_Ctrl]啟動(dòng)轉(zhuǎn)換,通過[P_ADC_MUX_Ctrl]設(shè)置從LINE_IN1輸入時(shí),因?yàn)長INE_IN1也就是IOA0,所以IOA0口輸入的電壓變化時(shí),就會(huì)送入A/D轉(zhuǎn)換器變化的值,A/D轉(zhuǎn)換器采集轉(zhuǎn)換;通過讀取[P_ADC_MUX_Data]轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù),并把這些數(shù)據(jù)計(jì)算成電壓值,計(jì)算出電壓值的個(gè)
16、位、小數(shù)點(diǎn)后第一位、小數(shù)點(diǎn)后第二位、小數(shù)點(diǎn)后第三位、小數(shù)點(diǎn)后第四位,然后把電壓值按從個(gè)位到小數(shù)點(diǎn)后第四位的順序播報(bào)和顯示。</p><p> 圖2-1 0~3.3V直流電平輸入電路</p><p> 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p> 硬件連接圖如圖3-1 ,IOA8~IOA15連接SPLC501液晶顯示模塊的D0~D7,IOB4連接AO,IOB5連接R
17、WP,IOB6連接EP,RE連接/RES,IOB9連接/CS,VR、C86和PS跳線都與V3短接,把SPLC501液晶顯示模組的時(shí)序選擇為6800時(shí)序,即把JP6中所有左右兩排的引針用跳線短接;兩路音頻輸出J8和J13中靠左邊的兩個(gè)引針用跳線短接;IOA0連接R22電位器,即用排線把J26的第0號(hào)引針和J17(雙0~3V的直流電平輸入電路其中之一)中任一引針連接起來。</p><p> 圖3-1 硬件連接圖&l
18、t;/p><p> 第4章 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) </p><p> 軟件部分設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)2個(gè)功能,一個(gè)是A/D轉(zhuǎn)換,另一是把轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給PC機(jī)。</p><p><b> 4.1 A/D轉(zhuǎn)換</b></p><p> ADC模塊專用的有4個(gè)完整的寄存器:ADC結(jié)果高字節(jié)寄存器ADRESH,ADC結(jié)果低字節(jié)寄存
19、器ADRESL,0號(hào)ADC控制寄存器ADCON0和1號(hào)ADC 控制寄存器ADCON1。</p><p> 個(gè)是把轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給PC機(jī)。</p><p> ADCON0的格式如下: </p><p> 其中:ADCS1~ADCS0為A/D轉(zhuǎn)換時(shí)鐘及其頻率選擇位;</p><p> CHS2~CHS0為A/D轉(zhuǎn)換模擬通道選擇位;
20、</p><p> 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)控制位兼做狀態(tài)位;</p><p> ADON為A/D轉(zhuǎn)換器開關(guān)位。</p><p> ADCON1的格式如下: 其中:ADFM為A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換結(jié)果格式選擇位;PCFG3~PCFG0為A/D轉(zhuǎn)換引腳功能選擇位。</p><p><b> A/D轉(zhuǎn)換流程:</b></p>
21、<p> 1.如果需要A/D中斷功能,開放相應(yīng)的中斷使能位。</p><p> 2.等待所需要的采樣時(shí)間。</p><p> 3.將啟動(dòng)控制兼狀態(tài)位置1,啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換過程。</p><p> 4.等待A/D轉(zhuǎn)換完成,可以通過查詢或中斷的方法來判斷。</p><p> 5.讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器對ADRESH:ADRES
22、L,如果需要,對轉(zhuǎn)換中斷標(biāo)志清</p><p> 4.2 串口發(fā)送數(shù)據(jù)</p><p> 與串口有關(guān)的寄存器除了和中斷有關(guān)的寄存器外,我們編寫程序時(shí)主要有4個(gè):發(fā)送狀態(tài)兼控制寄存器TXSTA、接收狀態(tài)兼控制寄存器RCSTA、發(fā)送寄存器TXREG、波特率寄存器SPBRG。</p><p> 發(fā)送狀態(tài)兼控制寄存器TXSTA格式如下: </p><
23、;p> 其中:TX9D為發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位(如果使用9位數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu));</p><p> TRMT為發(fā)送移位寄存器“空”標(biāo)志;</p><p> BRGH為高波特率選擇位(異步方式下使用);</p><p> SYNC為USART同步/異步模式選擇位;</p><p> TXEN為發(fā)送使能位;</p><p&
24、gt; TX9為發(fā)送數(shù)據(jù)長度選擇位;</p><p> CSRC為時(shí)鐘源選擇位(異步方式下未用)。</p><p> 接收狀態(tài)兼控制寄存器RCSTA格式如下: 我們只使用了最高位SPEN(串行口使能端)。</p><p> 發(fā)送寄存器TXREG: TXREG是一個(gè)用戶可讀寫的寄存器,每次用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)都是通過寫入該緩沖器來實(shí)現(xiàn)的。</p>&l
25、t;p><b> 發(fā)送流程:</b></p><p> 1.選擇合適的波特率。</p><p> 2.置SYNC=0及SPEN=1,使USART工作于異步模式。</p><p> 3.如果需要中斷處理功能,置TXIE=1。</p><p> 4.如果要傳送9位數(shù)據(jù),置TX9=1。</p>&
26、lt;p> 5.置TXEN=1,使USART工作于發(fā)送器方式。</p><p> 6.如果選擇傳送第9位數(shù)據(jù),把第9位數(shù)據(jù)置入TX9D。</p><p> 7.把即將發(fā)送的8位數(shù)據(jù)送入TXREG并啟動(dòng)發(fā)送。 </p><p> 4.3 程序流程圖 </p><p> 主程序流程圖如圖4-1,初始化LCD后,顯示開機(jī)圖片MM
27、;進(jìn)入電壓測量循環(huán):啟動(dòng)轉(zhuǎn)換,采集20個(gè)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)并取平均值,主要是為了減少誤差;計(jì)算電壓值;如果和上次電壓值之差小于±0.1V,則電壓沒有變化,返回繼續(xù)采集數(shù)據(jù);如果和上次電壓值之差大于±0.1 V,表示有電壓變化,計(jì)算電壓各位(包括個(gè)位到小數(shù)點(diǎn)后四位)的數(shù);清屏,顯示圖片MM;播報(bào)并顯示電壓值。 </p><p> 圖4-1 主程序流程圖</p><p> 4.4
28、 編寫程序步驟 </p><p> 1. 新建一個(gè)工程ex10_VoltageMeasureFrom0To3,新建一個(gè)C語言程序main.c。(根據(jù)編程需要,讀者可自行新建其他文件)。 </p><p> 2. 拷貝支持sacmv26e.lib的匯編語言文件hardware.asm和頭文件hardware.h、hardware.inc以及頭文件SPCE061A.h和SPCE061A.
29、inc到ex10_VoltageMeasureFrom0To3工程文件夾。 </p><p> 3. 拷貝語音播放庫sacmv26e.lib和頭文件s480.h、s480.inc到ex10_ VoltageMeasureFrom0To3工程文件夾。 </p><p> 4. 拷貝語音資源到當(dāng)前工程的文件夾中,并將語音資源加載到工程中;語音資源可在\SPCE061A\example\In
30、tExa\ ex10_VoltageMeasureFrom0To3\voice文件夾中找到。 </p><p> 5. 拷貝SPLC501液晶顯示DataOSforLCD.asm、SPLC501Driver_IO.asm、SPLC501Driver_IO.inc、SPLC501User.c和SPLC501User.h五個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)程序到ex10_ VoltageMeasureFrom0To3工程文件夾。 <
31、;/p><p> 6. 在IDE集成開發(fā)環(huán)境的ProjectSettinglink中鏈接sacmv26e.lib庫到工程中。 </p><p> 7. 添加hardware.asm、DataOSforLCD.asm、SPLC501Driver_IO.asm和SPLC501User.c到工程文件的“Source Files”,添加s480.h、s480
32、.inc、hardware.h、hardware.inc、SPLC501Driver_IO.inc、SPLC501User.h六個(gè)頭文件到“Head Files”。 </p><p> 8. 按照程序流程圖編寫程序。 </p><p> 9. Rebuild All。 </p><p> 10. 按照硬件連接圖連接硬件。注意把J17的任一引腳和J26中的第0號(hào)
33、引腳連接,把JP3和JP7的所有跳線全部拔掉,以免對I/O口的數(shù)據(jù)造成影響。 </p><p> 11. 下載程序,運(yùn)行。 </p><p> 12. 調(diào)節(jié)R22電位器(雙0~3.3V直流電平輸入電路模塊中下面一個(gè)電位器),觀察LCD顯示數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)箱播報(bào)的數(shù)據(jù),分析是不是和實(shí)驗(yàn)要求相統(tǒng)一。 </p><p><b> 第5章 總結(jié)</b>
34、</p><p> 通過這次課程設(shè)計(jì)使我進(jìn)一步掌握了SPCE061A內(nèi)部ADC的使用方法,同時(shí)熟悉了凌陽單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱LCD顯示模塊的使用方法,熟悉了SACM-S480格式的語音播放方式。最后要感謝在這次設(shè)計(jì)中給與我?guī)椭幕衾蠋熀投蠋煛?lt;/p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> 1. 杜剛 16位單片機(jī)原理及應(yīng)用[M
35、]. 北京 中國電力出版社 2007.9</p><p> 2 杜剛/張東霞 16位單片機(jī)原理及應(yīng)用學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京 中國電力出版社 2008.12</p><p> 3 羅亞飛 凌陽16位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)[M]. 北京 北京航空航天大學(xué)出版社 2003.12</p><p> 4 李曉白 凌陽16位單片機(jī)C語言開發(fā)[M].
36、 北京 北京航天航空大學(xué)出版社2006.7</p><p> 5 李朝青 單片機(jī)原理及接口技術(shù)(修訂版)[M]. 北京 北京航空航天大學(xué)出版社 1998.5</p><p><b> 附 錄</b></p><p><b> 程序設(shè)計(jì)</b></p><p> #include
37、"VolMeasure.h" //定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體</p><p> #include "MM.h"</p><p> #include "SPLC501User.h"</p><p> #include "SPCE061A.h&quo
38、t;</p><p> int main(void)</p><p><b> {</b></p><p> int i=0,j=0,k=0,m;</p><p> float fVolVal;</p><p> int uiVolFlag=0,uiVolFlagOne=0;</p
39、><p> long int uiVolFlagHow=0;</p><p> unsigned int uiData;</p><p> long int liDataVol;</p><p> struct ST_VolValude VolValude; //0-3。3V電壓表服務(wù)結(jié)構(gòu)<
40、;/p><p> VolValude.VolTureValudeB=7; //初始化電壓采集值</p><p> LCD501_Init(0x00); //初始化LCD</p><p> LCD501_SetPaintMode(4);
41、 //設(shè)置LCD顯示圖象模式為取反疊加模式</p><p> LCD501_ClrScreen(0); //清屏</p><p> LCD501_Bitmap(0,0,(unsigned int *)encoding_00); //顯示開機(jī)圖片</p><p> fVolV
42、al=0.0;</p><p> while(1) //主循環(huán)</p><p><b> {</b></p><p> *P_DAC_Ctrl = 0;</p><p> *P_ADC_Ctrl = C_ADCE+C_MIC
43、_DIS+C_AGCN+C_DAC_OUT3mA+C_VEXTREF_DIS+C_V2VREFB_DIS; </p><p> uiData = *P_ADC_LINEIN_Data; </p><p> while((*P_ADC_MUX_Ctrl&0x8000)!= 0x8000); </p><p&g
44、t; *P_ADC_MUX_Ctrl=C_ADC_CH1;</p><p> //播放語音后會(huì)改變P_ADC_Ctrl的設(shè)置</p><p> uiData=AD_Read(); //丟掉第一個(gè)數(shù)</p><p><b> j=0;</b></p>&l
45、t;p> for(i=0;i<20;i++) //采20個(gè)數(shù)據(jù)到VolValude.VolValudeA[j]</p><p><b> {</b></p><p> *P_Watchdog_Clear=C_WDTCLR;</p><p> uiDa
46、ta=AD_Read();</p><p> VolValude.VolValudeA[j]= uiData;</p><p><b> j++;</b></p><p><b> }</b></p><p> uiVolFlagOne=0xff;</p><p>
47、 uiVolFlag=0;</p><p><b> j=0;</b></p><p><b> uiData=0;</b></p><p> liDataVol=0;</p><p> for(i=0;i<20;i++)</p><p><b>
48、{</b></p><p> liDataVol=liDataVol+VolValude.VolValudeA[j];</p><p><b> j++;</b></p><p><b> }</b></p><p> uiData=liDataVol/20;
49、 //取20個(gè)數(shù)據(jù)的平均值,以減少誤差</p><p> VolValude.VolTureValudeA=(float)uiData*3.3/0xffc0;</p><p><b> //得到電壓值</b></p><p> fVolVal=VolValude.VolTureValudeB-VolVal
50、ude.VolTureValudeA;</p><p> if(fVolVal<0.1&&fVolVal>(-0.1)) //和前一次數(shù)據(jù)比較,有變化更新顯示和語音提示</p><p><b> {</b></p><p><b> if(k==0) </b>
51、;</p><p><b> {</b></p><p><b> k++;</b></p><p><b> }</b></p><p><b> else k++;</b></p><p><b> } &l
52、t;/b></p><p><b> else</b></p><p><b> { </b></p><p> k=0; //取得要在LCD上顯示的數(shù)據(jù),存入VolValude.LCD[j]</p>
53、<p> VolValude.VolTureValudeB=VolValude.VolTureValudeA;</p><p> uiVolFlagHow=VolValude.VolTureValudeA*10000;</p><p> VolValude.LCD[0]=uiVolFlagHow/10000%10;</p><p> VolValu
54、de.LCD[1]=uiVolFlagHow/1000%10;</p><p> VolValude.LCD[2]=uiVolFlagHow/100%10;</p><p> VolValude.LCD[3]=uiVolFlagHow/10%10;</p><p> VolValude.LCD[4]=uiVolFlagHow%10;</p>&l
55、t;p><b> //LCD數(shù)據(jù)更新</b></p><p> m = LCD501_GetPaintMode();//獲取當(dāng)前圖象疊加模式</p><p> LCD501_SetPaintMode(2);//設(shè)置為清除模式</p><p> LCD501_Rectangle(68,40,127,56,P
56、AINT_SOLID);//清除數(shù)據(jù)顯示區(qū)</p><p> LCD501_SetPaintMode(m);//圖象疊加模式恢復(fù)</p><p> //////////////////////////////////////////////////顯示AD轉(zhuǎn)換數(shù)值以及語音播報(bào)結(jié)果</p><p> LCD501_PutChar(68,40,(
57、'0'+VolValude.LCD[0])); </p><p> LCD501_PutChar(76,40,'.'); </p><p> PlayS480(VolValude.LCD[0]);</p><p> PlayS480(10);</p><p&
58、gt; LCD501_PutChar(78,40,('0'+VolValude.LCD[1]));</p><p> PlayS480(VolValude.LCD[1]);</p><p> LCD501_PutChar(88,40,('0'+VolValude.LCD[2]));</p><p> PlayS480(Vo
59、lValude.LCD[2]);</p><p> LCD501_PutChar(98,40,('0'+VolValude.LCD[3]));</p><p> PlayS480(VolValude.LCD[3]);</p><p> LCD501_PutChar(108,40,('0'+VolValude.LCD[4])
60、);</p><p> PlayS480(VolValude.LCD[4]);</p><p> LCD501_PutChar(116,40,'V');</p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p><
61、;b> }</b></p><p> unsigned int AD_Read(void)</p><p><b> {</b></p><p> unsigned int bData;</p><p> while(!(*P_ADC_MUX_Ctrl&0x8000));//等待采
62、樣完成</p><p> bData=*P_ADC_LINEIN_Data; </p><p> bData = bData&0xffc0;</p><p> return bData;</p><p><b> }</b></p><p> void PlayS480(int
63、Result)</p><p><b> {</b></p><p> SACM_S480_Initial(1); //播放初始化,來自于SacmV26e.lib</p><p> SACM_S480_InitQueue();</p><p> SACM_S480_Play
64、(Result, 3, 3);</p><p> while((SACM_S480_Status()&0x0001) != 0) //填充隊(duì)列播放,來自于SacmV26e.lib</p><p><b> {</b></p><p> SACM_S480_ServiceLoop();</p><p>
65、 *P_Watchdog_Clear=C_WDTCLR;</p><p><b> }</b></p><p> SACM_S480_Stop(); //停止播放,來自于SacmV26e.lib</p><p> __asm("FIQ OFF"); </p&
66、gt;<p><b> }</b></p><p><b> 目 錄</b></p><p> 第1章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)1</p><p> 1.1 設(shè)計(jì)要求6</p><p> 1.2 設(shè)計(jì)思路6</p><p> 第2章 設(shè)計(jì)環(huán)境及基本原理
67、2</p><p> 2.1 設(shè)計(jì)裝置2</p><p> 2.2 基本工作原理7</p><p> 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3</p><p> 第4章 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)4</p><p> 4.1 A/D轉(zhuǎn)換4</p><p> 4.2 串口發(fā)送數(shù)據(jù)9</p>
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