數(shù)字式電壓計(jì)

1、西安郵電大學(xué)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目: 數(shù)字式電壓器綜合設(shè)計(jì)系部名稱：自動(dòng)化學(xué)院學(xué)生姓名：閆創(chuàng) 武敏強(qiáng) 陳珂 孫楓楓專業(yè)名稱：測(cè)控技術(shù)與儀器班 級(jí)：測(cè)控1002指導(dǎo)老師：趙廣元教授時(shí)間：2012年12月3日 至 2012 年12月14日 模擬量采集一、設(shè)計(jì)要求：將輸入的電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過ADC0809進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換，先由START輸入一個(gè)正脈沖，開始A/D轉(zhuǎn)換，再通過OE來控制輸出，將電壓值通過二進(jìn)制數(shù)輸出，再將八位數(shù)據(jù)在80C51的控制下將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電壓值，通過滑動(dòng)變阻器來改變不同的電壓值，并由顯示器表示出來。二、設(shè)計(jì)方案分析1、方案設(shè)計(jì)：(1)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)思路: ADC0809是轉(zhuǎn)換器

2、，它們可把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出到外部設(shè)備，或把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)。80C51的核心部分是微處理器的一個(gè)8位的高性能中央處理器，主要作用是讀入并分析每條指令，根據(jù)個(gè)指令的功能控制單片機(jī)的各功能部件執(zhí)指定的運(yùn)算或操作。(2)框圖、器材選擇ADC0809與80C51圖示如下2、 背景知識(shí)介紹：?jiǎn)纹瑱C(jī)作為一片集成電路芯片，他自身沒有開發(fā)及完成應(yīng)用系統(tǒng)的硬件和軟件錯(cuò)誤的排除，調(diào)試完的程序還要固化到單片機(jī)內(nèi)部或外部程序存儲(chǔ)芯片。所涉及的背景知識(shí)Vcc：主電源引腳（5V）Vss：數(shù)字電路地引腳（0V）Vpd：內(nèi)部RAM備用電源引腳（5V）VREF：A/D轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電源引腳（5V）AGN

3、D：A/D轉(zhuǎn)換器參考地引腳：XTAL1、XTAL2：內(nèi)部振蕩器反相器輸入、輸出端，常外接晶振。CLKOUT：內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸出引腳，提供頻率位晶振頻率的1/3的脈沖供外部使用。PWM/P2.5：脈寬調(diào)制信號(hào)輸出端/P2口的一位口線：P0.0P0.7：P0口8位口線，第一功能作為通用I/O接口，第二功能作為存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)的地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口，P1.0P1.7：P1口8位口線，通用I/O接口無第二功能。P2.0P2.7：P2口8位口線，第一功能作為通用I/O接口，第二功能作為存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)傳送高8位地址。P3.0P3.7：P3口8位口線，第一功能作為通用I/O接口，第二功能作為為單片機(jī)的控制信號(hào)。AL

4、E/ PROG：地址鎖存允許/編程脈沖輸入信號(hào)線（輸出信號(hào)）PSEN：片外程序存儲(chǔ)器開發(fā)信號(hào)引腳（輸出信號(hào)）EA/Vpp：片外程序存儲(chǔ)器使用信號(hào)引腳/編程電源輸入引腳，RST/VPD：復(fù)位/備用電源引腳三、硬件設(shè)計(jì)：硬件各部分分塊介紹，總體介紹ADC0809各引腳介紹如下：15、2628，IN0IN7：8路模擬量輸入端。1415、8、1721，D0D7：8位數(shù)字量輸出端。2325，ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路22，ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效，對(duì)應(yīng)ALE上跳沿，A、B、C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。6，START：AD轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，輸入

5、高電平有效，START上升沿時(shí)，復(fù)位ADC0809；START下降沿時(shí)啟動(dòng)芯片，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在A/D轉(zhuǎn)換期間，START應(yīng)保持 低電平。本信號(hào)有時(shí)簡(jiǎn)寫為ST.7，EOC：AD轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 9，OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量，用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻；OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。10，CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ，EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。

6、使用中該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。12、16，REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。 11，Vcc：電源，單一5V。 13，GND：地。4、 軟件設(shè)計(jì)：. OEBITP2.1STBITP2.2EOCBITP2.0ORG 0000HAJMPSMSM:CLROECLRSTSETBSTNOPCLRSTMOVR1,#15DJNZR1,$JNBEOC,$SETBOEMOVA,P0CLROEMOVB,#32HDIVABCLRP2.6SETBP2.7CLRP2.5ACALLQUMOVA,BMOVB,#05HDIVABMOVR3,#100DJNZR3,$CLRP2.7SETBP

7、2.6SETBP2.5ACALLQU_CLJMPSMQU:MOVDPTR,#SG MOVCA,A+DPTR MOVP1,A RETQU_C:MOVDPTR,#SG_C MOVCA,A+DPTR MOVP1,A RETSG:DB 40H,79H,24H,30H,19H DB 12H,02H,78H,00H,10HSG_C: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H DB 93H,92H,0F8H,80H,90HEND5、 測(cè)試數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)結(jié)果：測(cè)試數(shù)據(jù)、結(jié)果（仿真、實(shí)際調(diào)試六、調(diào)試中出現(xiàn)的錯(cuò)誤及解決方法閆創(chuàng)： 本次試驗(yàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字式電壓計(jì)，旨在了解ADC0809芯片的功能以及ATS

8、89C52的連接，從而設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)易的數(shù)字式電壓計(jì)。 先在ISIS 7 Professional 仿真軟件中實(shí)現(xiàn)仿真，在仿真時(shí)無法ADC0809成功地實(shí)現(xiàn)仿真，詢問老師后知道軟件中可以用ADC0808實(shí)現(xiàn)仿真。 下一步進(jìn)行焊接，在焊接時(shí)因?yàn)樗淦鞑氖茿DC0809，所以必須按照ADC0809的管腳來仿真。焊接好后數(shù)碼管顯示數(shù)字是亂碼的，后經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)ADC0809的D0D7口應(yīng)該接單片機(jī)的P0.0P0.7口，修改后解決問題。但數(shù)碼管顯示特暗，檢查后加上了放大電路，該問題得到解決。成功設(shè)計(jì)出數(shù)字式電壓計(jì)。武敏強(qiáng)：本次課程設(shè)計(jì)我們組的題目為數(shù)字式電壓計(jì)，經(jīng)過大家的不懈努力,歷時(shí)十一 天的艱苦研究后

9、，最終成功完成本次試驗(yàn)。 本次實(shí)驗(yàn)我主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)仿真原理圖，在已了解ADC0809、80C51、及共陽極數(shù)碼管的各個(gè)管腳、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原理及組成后，聯(lián)系本次試驗(yàn)的要求，在protuse99仿真軟件上經(jīng)過三天不斷研究、請(qǐng)教及查詢資料后初步獲得成功。在此過程中，由于此款仿真軟件上無ADC0809的模擬器件，后經(jīng)老師指點(diǎn)改換0808進(jìn)行代替。個(gè)人覺得0808相較于0809要成熟且布局合理的多，0808的管腳分布極為合理相比之下0809分布十分混亂，對(duì)后期焊接過程造成不小困難，因此在此強(qiáng)烈建議老師在下年課程設(shè)計(jì)時(shí)，將0809改換成0808。并在此一致感謝在此過程中幫助我完成設(shè)計(jì)的各位組員及指導(dǎo)老師趙廣元

10、教授。孫楓楓：用AT89C51實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，通過數(shù)碼管以掃描的方式完成顯示。我們懂得了數(shù)字式電壓計(jì)將連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)化成不連續(xù)的離散數(shù)字形式并加以顯示，從而，精度高，抗干擾能力強(qiáng)，集成方便。同時(shí)，又學(xué)到通過仿真Proteus仿真軟件實(shí)現(xiàn)接口電路設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，以及LED數(shù)碼管的使用。待測(cè)電壓輸入信號(hào)在芯片承受最大電壓工作范圍內(nèi)經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，通過單片機(jī)控制電路進(jìn)行程序數(shù)據(jù)處理，然后通過七段譯碼/驅(qū)動(dòng)顯示電路實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示輸入電壓。陳珂：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我們也遇到了許多從未設(shè)想過的困難，數(shù)碼管部分功能與說明書上不符，數(shù)碼管屏顯示不完全，管腳定義等等諸多問題 最終也都在我們的不斷思考與實(shí)踐中解決了。本次實(shí)驗(yàn)中我們學(xué)會(huì)的不僅僅是如何使用單片機(jī)如何正確地使用各種集成電路器件如何去焊接電路板 更是學(xué)會(huì)了如何去通過自己的查閱來對(duì)各器件進(jìn)行正確的連接并按照自己所設(shè)計(jì)的電路去完成相應(yīng)的工作如何通過理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)合去排除實(shí)驗(yàn)中的各種錯(cuò)誤增強(qiáng)了對(duì)匯編語言編程的熟悉度。七：實(shí)驗(yàn)中遇到的問題： 實(shí)驗(yàn)中遇到的問題是ADC0809的CLOCK提供的時(shí)鐘頻率為500Khz,而51單片機(jī)ALE端口提供的時(shí)鐘頻率為2Mhz,開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們將這兩端直