單片機(jī)數(shù)字電壓表

1、數(shù)字電壓表姓 名 潘剛 所在學(xué)院 電子信息工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 通信1105班 學(xué) 號(hào) 11214048 指導(dǎo)教師 付文秀 日 期 2013 年 12月 15日 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：通過(guò)利用單片機(jī)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表，使學(xué)生學(xué)會(huì)使用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電壓信號(hào)采集，了解A/D芯片TLC0832轉(zhuǎn)換性能及基本原理，掌握A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口電路及編程技術(shù)。思考如何利用單片機(jī)和A/D實(shí)現(xiàn)多路電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，各路電壓值通過(guò)數(shù)碼管輪流顯示問(wèn)題二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求：利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的串行模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片及4位數(shù)碼管，設(shè)計(jì)完成一個(gè)數(shù)字電壓表。要求： 數(shù)字電壓表可測(cè)量05V輸入電壓，電壓值通過(guò)數(shù)碼管顯示。三、方案設(shè)計(jì)：使用

2、ADC0832模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表電路。該設(shè)計(jì)方案以單片機(jī)AT89S52為主控芯片，以ADC0832模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片為核心轉(zhuǎn)換模擬/數(shù)字量的芯片，組成數(shù)字電壓表電路。該電路能準(zhǔn)確地測(cè)出所被測(cè)有效電壓值、附加四位顯示功能，可精確到有效電壓值為0.01V。四、設(shè)計(jì)流程圖 4.1總體設(shè)計(jì)流程圖4.2AD轉(zhuǎn)換關(guān)系設(shè)計(jì)流程圖五、軟硬件設(shè)計(jì)5.1 硬件電路設(shè)該設(shè)計(jì)的硬件電路由主控部分(單片機(jī)AT89S51)、采集模擬量部分（A/D轉(zhuǎn)換一路ADC0832）、顯示部分（四位八段數(shù)碼管）、電源部分由電腦USB（5V）供電4個(gè)部分組成。各部分之間相互協(xié)作，構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表的

3、功能。各部分的硬件電路設(shè)計(jì)如下。設(shè)計(jì)總電路圖見(jiàn)附錄一。5.2 單片機(jī)AT89S52外圍電路設(shè)計(jì)5.2.1復(fù)位電路設(shè)計(jì)MCS-51的復(fù)位輸入引腳RST為MCS-51提供了初始化的手段，可以使程序從指定處開(kāi)始執(zhí)行，在MCS-51的時(shí)鐘電路工作后，只要RST引腳上出現(xiàn)超過(guò)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，即可產(chǎn)生復(fù)位的操作，只要RST保持高電平，則MCS-51循環(huán)復(fù)位，只有單RET由高電平變成低電平以后，MCS-51才從0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序，本系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位方式的復(fù)位電路。5.2.2外部晶振時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)MCS-51的時(shí)鐘可以由兩種方式產(chǎn)生，一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路；另外一種為外部方式

4、，本論文根據(jù)實(shí)際需要和簡(jiǎn)便，采用內(nèi)部振蕩方式，MCS-51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端，這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成了一個(gè)自激振蕩器。MCS-51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外接元件，所以實(shí)際構(gòu)成的振蕩時(shí)鐘電路，外接晶振以及電容C1和C2構(gòu)成了并聯(lián)諧振電路接在放大器的反饋回路中，對(duì)接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性，起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。晶振的頻率可在1.2MHZ12MHZ之間任選，電容C1和C2的典型值在20pf100pf之間選擇，由于

5、本系統(tǒng)用到定時(shí)器，為了方便計(jì)算，采用了12MHZ的晶振，采用電容選擇30pf。AT89S52具有在系統(tǒng)可編程功能，可以很方便的改寫(xiě)單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序不需要把芯片中從工作環(huán)境中剝離，把AT89S ISP下載口接入電路，可使電路實(shí)現(xiàn)該功能。AT89S52需要接入一個(gè)普通12MHz晶振，為其提供穩(wěn)定的時(shí)鐘脈沖。該設(shè)計(jì)中有4個(gè)八段數(shù)碼顯示管LED，所以，在單片機(jī)AT89S52外圍需要接入4個(gè)三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼顯示管。單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì)圖如圖： 5.3：ADC0832部分電路圖5. 4顯示設(shè)計(jì)八段數(shù)碼顯示管有兩種，一種是共陽(yáng)數(shù)碼管，其內(nèi)部是由八個(gè)陽(yáng)極相連接的發(fā)光二極管組成；另一種是共陰數(shù)碼管，其內(nèi)部是

6、由八個(gè)陰極相連接的發(fā)光二極管組成。二者原理不同但功能相同。本設(shè)計(jì)的時(shí)間顯示選用4個(gè)共陽(yáng)八段數(shù)碼管LED，其外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4.3所示： 5.5 總體電路圖六、實(shí)驗(yàn)程序#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code table= 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, 0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90, ;/共陽(yáng)數(shù)碼管段碼表沒(méi)有小數(shù)點(diǎn) 09uchar code table1=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x

7、00,0x10;/帶小數(shù)點(diǎn)的編碼 09sbit ADCCLK=P10;/ADC0832時(shí)鐘端sbit DI=P11;/ADC0832數(shù)據(jù)輸入sbit DO=P11;/ADC0832數(shù)據(jù)輸出sbit ADCCS=P12;/ADC0832片選端uchar dat=0;/AD值uchar count=0;/定時(shí)器計(jì)數(shù)uchar CH=0;/通道變量uint num,ge,xiao1,xiao2,shi,shi1,ge1,xiao3,xiao4,dy;/*/*初始化函數(shù)*/void init()TMOD=0x01;/定時(shí)器0工作方式1TH0=0;/賦初值TL0=0;EA=1;/開(kāi)總中斷TR0=1;/啟

8、動(dòng)定時(shí)器0ET0=1;/開(kāi)定時(shí)器0中斷/*延時(shí)函數(shù)*/void delay(uint x)uint a,b;for(a=x;a0;a-) for(b=110;b0;b-);/*AD轉(zhuǎn)換函數(shù)*/uint ADC0832()uint i,test,adval;adval=0;test=0;ADCCS=0; /選通ADC0832_nop_(); /延時(shí)ADCCLK=1;/第一個(gè)脈沖的上升沿_nop_(); /延時(shí)DI=1; /第一個(gè)脈沖下降沿之前ADC0832轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)ADCCLK=0;/第一個(gè)脈沖的下降沿_nop_(); /延時(shí)ADCCLK=1;/第二個(gè)脈沖的上升沿_nop_(); /延時(shí) if

9、(CH=0)/選通CH0通道 DI=1;/第二個(gè)脈沖下降之前送人通道選擇第二位 ADCCLK=0;/第二個(gè)下降沿 _nop_(); ADCCLK=1;/第三個(gè)脈沖上升沿 _nop_(); DI=0; /第三個(gè)脈沖下降沿之前送入通道選擇第3位 ADCCLK=0;/第三個(gè)脈沖的下降沿 _nop_(); ADCCLK=1;/開(kāi)始第四個(gè)脈沖 _nop_(); else /選通CH1通道 DI=1; /第二個(gè)脈沖下降沿之前送通道選擇的第一位 ADCCLK=0; /第二個(gè)下降沿 _nop_(); ADCCLK=1; /第三個(gè)脈沖的上升沿 _nop_(); DI=1;/第三個(gè)脈沖的下降沿之前送通道通道選擇的

10、第二位 ADCCLK=0;/第三個(gè)脈沖的下降沿 _nop_(); ADCCLK=1;/開(kāi)始第四個(gè)脈沖 _nop_(); ADCCLK=0;/第四個(gè)脈沖的下降沿 DO=1; for(i=0;i8;i+)/讀取前八位 _nop_(); ADCCLK=1; _nop_(); ADCCLK=0; if(DO) adval|=0x01; else adval|=0x00; for(i=0;i=1; if(DO) test|=0x80; else test|=0x08; _nop_(); ADCCLK=1; _nop_(); ADCCLK=0; if(adval=test)/比較前8位與后8位的數(shù)值，如果

11、不相同，舍去 dat=test; _nop_(); ADCCS=1;/釋放ADC0832 DO=1; ADCCLK=1; return dat;/*數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)*/void convdata(uint i)/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)shi=i/51;/十位ge=(i%51)*10/51;/小數(shù)點(diǎn)后一位xiao1=(i%51)*10%51)*10/51;/小數(shù)點(diǎn)后兩位dy=(shi*100+ge*10+xiao1)*2;shi1=dy/1000;ge1=dy%1000/100;xiao2=dy%100/10;xiao3=dy%10;/*顯示函數(shù)*/ void display()P2=0xfe;if(shi1

12、=0)P0=0xff;elseP0=tableshi1;delay(5);P2=0xfd;P0=table1ge1;delay(5);P2=0xfb;P0=tablexiao2;delay(5);P2=0xf7;P0=tablexiao3;delay(5);P2=0xff;/*主函數(shù)*/void main()init();while(1) convdata(dat); display(); /*中斷服務(wù)函數(shù)*/void T0_time() interrupt 1TH0=0x00;/賦初值TL0=0x00;num+;if(num=10) num=0; dat=ADC0832(); 七、總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)讓我對(duì)單片機(jī)有了更加深刻的理解，實(shí)驗(yàn)中遇到了種種問(wèn)題，從中我明白了從中我明白了不管做什么事,計(jì)劃是很重要的。沒(méi)有一個(gè)完好的計(jì)劃，做事情就會(huì)沒(méi)有一個(gè)好的順序，做事情會(huì)比較亂，很難成功。而有一個(gè)好的計(jì)劃，不管做什么事都會(huì)事半功倍，做事心中有數(shù)，明確重點(diǎn)和緩急，不會(huì)有疏漏。這樣才