電壓越限報警器設(shè)計最終版

1、本科生課程設(shè)計（論文）遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 課程設(shè)計（論文）題目：電壓越限報警器院（系）： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級： 測控112 學(xué) 號： 110301036 學(xué)生姓名： 何子劍 指導(dǎo)教師： 王鐵超 起止時間： 2014.6.102014.6.27課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：測控技術(shù)與儀器學(xué) 號110301036學(xué)生姓名何子劍專業(yè)班級測控112設(shè)計題目電壓越限報警器設(shè)計課程設(shè)計（論文）任務(wù)設(shè)計一個能夠根據(jù)輸入電壓的大小進(jìn)行報警的儀器。設(shè)計任務(wù)：1以單片機(jī)為控制核心，利用可變電阻器作為輸入電壓；2設(shè)計電壓采集電路及A/D轉(zhuǎn)換電路；3利用鍵盤輸

2、入電壓報警的上下限，并實時顯示輸入電壓的值；4設(shè)計相應(yīng)的驅(qū)動電路；設(shè)計要求：1、分析系統(tǒng)功能，盡可能降低成本，選擇合適單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器等，設(shè)計相應(yīng)驅(qū)動電路和鍵盤顯示電路；2、應(yīng)用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖；3、按規(guī)定格式，撰寫、打印設(shè)計說明書一份，其中程序開發(fā)要有詳細(xì)的軟件設(shè)計說明，詳細(xì)闡述系統(tǒng)的設(shè)計過程，字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上。技術(shù)參數(shù)：1輸入電壓在0-5v之間；2選擇8位的A/D轉(zhuǎn)換器；3電壓的上下限設(shè)置為0-5之間的整數(shù)值，不包括0和5，下限要小于上限。4. 電壓顯示小數(shù)點(diǎn)后兩位，如：X.XX。工作計劃1、布置任務(wù)，查閱資料，理解掌握系統(tǒng)的設(shè)計要求。（2天，分散完成）2、

3、選擇A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)等元器件型號。（1天，實驗室完成）3、繪制硬件電路圖。（1天，實驗室完成）4、按系統(tǒng)的控制要求，編寫軟件程序。（3天，分散2天，實驗室1天）5、上機(jī)調(diào)試、修改程序、答辯。（2天，實驗室完成）6、撰寫、打印設(shè)計說明書（1天，分散完成）指導(dǎo)教師評語及成績平時： 論文質(zhì)量： 答辯： 指導(dǎo)教師簽字： 總成績： 年 月 日注：成績：平時20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計算摘 要本文介紹了基于AT89C51的電壓控制系統(tǒng)及其原理。設(shè)計主要由A/D轉(zhuǎn)換電路、LED顯示電路、鍵位控制電路和報警器構(gòu)成。A/D轉(zhuǎn)換電路主要是將電壓模擬信號轉(zhuǎn)換數(shù)字信號送入單片機(jī)，LED顯示電路可

4、以實時顯示電壓變化值，通過數(shù)碼管顯示給用戶，鍵位控制電路主要設(shè)定電壓上限和電壓下限，用戶可以自由的設(shè)置電壓的范圍，最后把用戶設(shè)定的電壓上限和電壓下限在單片機(jī)進(jìn)行對比，通過這些電路完成電壓的上下限設(shè)置為0-5V之間，電壓顯示小數(shù)點(diǎn)后兩位的電壓控制?？傮w方案以單片機(jī)為核心實現(xiàn)了超限電壓指示和報警，對檢測到的電壓信號通過單片機(jī)控制和分析，實現(xiàn)實時電壓顯示，并對正常和不正常電壓通過指示燈指示，同時對不正常電壓發(fā)出斷續(xù)蜂鳴報警聲。關(guān)鍵詞：電壓越限、AT89C51單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換電路目 錄第1章 緒論11.1 背景及意義11.2 任務(wù)要求與指標(biāo)21.2.1 設(shè)計任務(wù)21.2.2 技術(shù)參數(shù)2第2章 方案論

5、證32.1 系統(tǒng)方案32.2 器件選型32.2.1 單片機(jī)的選擇32.2.2 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇42.2.3 顯示電路42.2.4 鍵盤電路5第3章 硬件設(shè)計63.1 單片機(jī)外圍電路設(shè)計63.2 A/D轉(zhuǎn)換電路73.3 LED顯示電路73.4 報警電路8第4章 軟件設(shè)計94.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計94.2 主程序流程圖94.3 A/D轉(zhuǎn)換器子程序流程圖114.4 鍵盤子程序流程圖12第5章 誤差分析與仿真115.1 仿真與調(diào)試115.2 誤差分析12第6章 課程設(shè)計總結(jié)13參考文獻(xiàn)14附錄 I15附錄II16第1章 緒論1.1 背景及意義報警器是一種為防止或預(yù)防某事件發(fā)生所造成的后果，以聲音、光

6、、氣壓等形式來提醒或警示我們應(yīng)當(dāng)采取某種行動的電子產(chǎn)品。報警器(alarm) ，分為機(jī)械式報警器和電子報警器。隨著科技的進(jìn)步，機(jī)械式報警器越來越多地被先進(jìn)的電子報警器代替，經(jīng)常應(yīng)用于系統(tǒng)故障、安全防范、交通運(yùn)輸、醫(yī)療救護(hù)、應(yīng)急救災(zāi)、感應(yīng)檢測等領(lǐng)域，與社會生產(chǎn)密不可分。本課設(shè)采用以單片機(jī)為核心，單片機(jī)是典型的嵌入式微控制器，單片機(jī)芯片常用英文字母的縮寫MCU表示單片機(jī)，單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。單片機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個微型的計算機(jī)，和計算機(jī)相比，單片機(jī)缺少了外圍設(shè)備等。它的體積小、質(zhì)量輕、價格

7、便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。A/D轉(zhuǎn)化電路， 將模擬量或連續(xù)變化的量進(jìn)行量化（離散化），轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量的電路。 A/D變換包含三個部分：抽樣、量化和編碼。一般情況下，量化和編碼是同時完成的。 抽樣是將模擬信號在時間上離散化的過程； 量化是將模擬信號在幅度上離散化的過程； 編碼是指將每個量化后的樣值用一定的二進(jìn)制代碼來表示。本課設(shè)采用ADC0804芯片，ADC0804是單片集成A/D轉(zhuǎn)換器，擁有8位、單通道、低價格A/D轉(zhuǎn)換器，主要特點(diǎn)是：模數(shù)轉(zhuǎn)換時間大約100us；方便TTL或CMOS標(biāo)準(zhǔn)接口；可以滿足差分電壓輸入；具有參考

8、電壓輸入端；內(nèi)含時鐘發(fā)生器；單電源工作時（05）V輸入電壓范圍是05V；不需要調(diào)零等等。ADC0804是一款早期的AD轉(zhuǎn)換器，因其價格低廉而在要求不高的場合得到廣泛應(yīng)用。生活中，我們所獲得的電壓往往是22V的穩(wěn)定電壓，但我們不可避免的是如果由于電路短路，負(fù)載的增加或減少，電路被雷擊或者是因為其他原因使得電網(wǎng)中的電壓突然增大或減小，從而燒壞我們家里的洗衣機(jī)，電視機(jī)，電腦的一些家用電設(shè)備。因此，為了避免用電器的輸入電壓的突然地增加或減少，可以用安裝一個電壓越限報警器，在電壓高于或低于用電設(shè)備的輸入電壓時就會報警，提示用戶立刻切斷電源或采取一定措施保護(hù)我們的用電設(shè)備不會被燒壞。本次課程所設(shè)計的電壓電

9、壓越限報警器的基本功能是能對輸入電壓的大小用電路中的電壓雙限比較器與我們所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，判斷出輸入電壓是否。1.2 任務(wù)要求與指標(biāo)1.2.1 設(shè)計任務(wù)1以單片機(jī)為控制核心，利用可變電阻器作為輸入電壓；2設(shè)計電壓采集電路及A/D轉(zhuǎn)換電路；3利用鍵盤輸入電壓報警的上下限，并實時顯示輸入電壓的值；4設(shè)計相應(yīng)的驅(qū)動電路；1.2.2 技術(shù)參數(shù)1輸入電壓在05v之間；2選擇8位的A/D轉(zhuǎn)換器；3電壓的上下限設(shè)置為05v之間的整數(shù)值，不包括0和5，下限要小于上限。4. 電壓顯示小數(shù)點(diǎn)后兩位，如：X.XX。第2章 方案論證2.1 系統(tǒng)方案將電壓信號通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入單片機(jī)，能夠顯示實

10、時電壓，并通過按鍵設(shè)置電壓的上下限，當(dāng)電壓高于設(shè)定電壓或者低于設(shè)定電壓時系統(tǒng)就會通過三極管驅(qū)動蜂鳴器報警，并且LED亮。 A/D 轉(zhuǎn)換電路鍵盤電路報警電路LED顯示電路單片機(jī) 電壓信號圖2.1總體設(shè)計方案2.2 器件選型2.2.1 單片機(jī)的選擇方案一：AT89C51單片機(jī)是傳統(tǒng)的單片機(jī)，簡單、經(jīng)濟(jì)，兼容Intel 8031指令系統(tǒng)，內(nèi)部使用復(fù)雜指令集，為8位單片機(jī)。51單片機(jī)應(yīng)用時間很長，各種程序資源豐富具有128B的RAM，2KB的ROM，支持64KB的ROM和RAM的擴(kuò)展，具有2個定時計數(shù)器，5個中斷源，21個特殊功能寄存器。方案二： AT89S52是使用Atmel公司高密度非易失性存儲器

11、技術(shù)制造的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flsah存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、 數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、并行 I/O 口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特 殊功能寄存器。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是 CPU 加 上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的 集中控制方式。方案三：AVR單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)采取8位機(jī)與16位機(jī)的折中策略，即采用局部寄存器存堆(32個寄存器文

12、件)和單體高速輸入/輸出的方案(即輸入捕獲寄存器、輸出比較匹配寄存器及相應(yīng)控制邏輯)。提高了指令執(zhí)行速度(1Mips/MHz)，克服了瓶頸現(xiàn)象，增強(qiáng)了功能；同時又減少了對外設(shè)管理的開銷，相對簡化了硬件結(jié)構(gòu)，降低了成本。故AVR單片機(jī)在軟/硬件開銷、速度、性能和成本諸多方面取得了優(yōu)化平衡，是高性價比的單片機(jī)。方案分析：除了以上幾種單片機(jī)，市場上還有好的其它結(jié)構(gòu)單片機(jī)。如果實現(xiàn)本系統(tǒng)，基本上上述三種類型的單片機(jī)都可以實現(xiàn)?？梢杂肁T89C51或AT89S52實現(xiàn)，由于AT89C51簡單、經(jīng)濟(jì)且滿足實驗要求，所以本實驗選擇AT89C51來實現(xiàn)。2.2.2 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇方案一：ADC0809是美

13、國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信進(jìn)號中的一個行A/D轉(zhuǎn)換。且具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?，轉(zhuǎn)換時間為100s(時鐘為640KHz時)，130s（時鐘為500KHz時）。目前僅在單片機(jī)初學(xué)應(yīng)用設(shè)計中較為常見。方案二：集成A/D轉(zhuǎn)換器品種繁多，選用時應(yīng)綜合考慮各種因素選取集成芯片。一般逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器用的比較多，ADC0804就是這類單片集成A/D轉(zhuǎn)換器。ADC0804是一款8位、單通道、低價格A/D轉(zhuǎn)換器，主要特點(diǎn)是：模數(shù)轉(zhuǎn)換時間大約100us；方便TTL或CMOS標(biāo)準(zhǔn)接口；可

14、以滿足差分電壓輸入；具有參考電壓輸入端；內(nèi)含時鐘發(fā)生器；單電源工作時（05）V輸入電壓范圍是！05V；不需要調(diào)零等等。ADC0804是一款早期的A/D轉(zhuǎn)換器，因其價格低廉而在要求不高的場合得到廣泛應(yīng)用。方案分析：本設(shè)計只需要一路模擬信號，所以采用ADC0804。2.2.3 顯示電路方案一：LED靜態(tài)顯示,所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一字符時，相應(yīng)段的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止，并且顯示器的各位同時顯示，靜態(tài)顯示的亮度較高。方案二：LED動態(tài)顯示,所謂動態(tài)顯示就是一位一位的輪流點(diǎn)亮顯示器的各位，對于顯示器每一位，每隔一段時間，點(diǎn)亮一次。方案分析：為了實時顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀況及各個參數(shù)，本系統(tǒng)配備

15、顯示外設(shè)。通常單片機(jī)可以配備LCD或LED做為顯示外設(shè)，各個外設(shè)大多又分為穿行驅(qū)動和并行驅(qū)動兩種驅(qū)動方式。為了節(jié)約成本，本系統(tǒng)采用3位LED動態(tài)顯示做為顯示外設(shè)。2.2.4 鍵盤電路方案一：獨(dú)立式按鍵,獨(dú)立式按鍵是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個按鍵電路。每個獨(dú)立式按鍵單獨(dú)占用一根I/O線，每根I/O線上按鍵的工作狀態(tài)不會影響其他口I/O線的工作狀態(tài)，獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)簡單，但是占用I/O口比較多。方案二：矩陣式按鍵,矩陣式按鍵適用于按鍵較多的場合，它由行線和列線組成，按鍵位于行列交叉點(diǎn)上，行線和列線分別連接到開關(guān)的兩端。方案分析：由于本設(shè)計案件數(shù)量比較少，所以采用結(jié)構(gòu)簡單的獨(dú)立式按鍵的結(jié)構(gòu)。第3章

16、硬件設(shè)計3.1 單片機(jī)外圍電路設(shè)計外圍電路由單片機(jī)、時鐘電路、復(fù)位電路組成。單片機(jī)選用AT89C51，它是一種128×8位內(nèi)部RAM，32可編程I/O線兩個16位定時器/計數(shù)器，5個中斷源，帶4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器。AT89C51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外部附加電路。AT89C51單片機(jī)的時鐘產(chǎn)生方法有兩種。內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，內(nèi)部時鐘實質(zhì)上是一個二分頻觸發(fā)器，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在X1、X2引腳上外接定時元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。本設(shè)計采用最常用的內(nèi)部時鐘方式，即用外接晶體和電容組成

17、的并聯(lián)諧振回路。電容值無嚴(yán)格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響，CX1、CX2可在20pF到100pF之間取值。所以本設(shè)計中，振蕩晶體選擇12MHZ,電容選擇30pF，為了減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定可靠地工作，諧振器的電容應(yīng)盡可能安裝的與單片機(jī)的芯片更加的靠近開行。AT89C51的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。復(fù)位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個機(jī)器周期的S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。最簡單的上電自動復(fù)位電路中上電自動復(fù)位

18、是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的。只要給RESET端10ms高電平即可實現(xiàn)復(fù)位電路。圖3.1 單片機(jī)外圍電路圖3.2 A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)化電路 亦稱“模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器”，簡稱“模數(shù)轉(zhuǎn)換器”。將模擬量或連續(xù)變化的量進(jìn)行量化（離散化），轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量的電路。 A/D變換包含三個部分：抽樣、量化和編碼。一般情況下，量化和編碼是同時完成的。 抽樣是將模擬信號在時間上離散化的過程； 量化是將模擬信號在幅度上離散化的過程； 編碼是指將每個量化后的樣值用一定的二進(jìn)制代碼來表示。本設(shè)計采用8位A/D轉(zhuǎn)換器。由于只有一路模擬信號，這里采用ADCD0804作為AD轉(zhuǎn)換器，最后送入單片機(jī)的P0口作為數(shù)字量

19、輸入。圖3.4 A/D轉(zhuǎn)換電路3.3 LED顯示電路本設(shè)計采用LED動態(tài)顯示方式顯示倒計時等數(shù)據(jù)。本課設(shè)選用MC14489芯片，MC14489 是Motorola公司生產(chǎn)的一個五位的七段LED數(shù)碼顯示器的譯碼/ 驅(qū)動芯片。它不需外接驅(qū)動就可直接驅(qū)動一般的五位共陰極LED數(shù)碼管或二十五個LED指示燈；如外接驅(qū)動三極管或光電耦合器隔離驅(qū)動則可驅(qū)動大型LED數(shù)碼顯示器。此外，MC14489通過使用一個外接電阻就可以控制每一段的輸出電流，不需要在每一段都加限流電阻，可簡化應(yīng)用電路；為了增加顯示位數(shù)，MC14489還可以多片級聯(lián)使用。因此，非常適合于在本課設(shè)控制系統(tǒng)中使用。圖3.5 顯示電路3.4 報警

20、電路對于某些緊急狀態(tài)，比如系統(tǒng)檢測到的錯誤狀態(tài)等，為了使操作人員不至于忽視，及時采取措施，往往還需要有某種更能引人注意，提起警覺的報警信號。本課設(shè)的報警電路當(dāng)電壓值超過設(shè)定上限或者小于設(shè)定下限，蜂鳴器報警且燈亮。圖3.6 報警電路第4章 軟件設(shè)計4.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計時，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計外，大量的工作就是如何根據(jù)每個生產(chǎn)對象的實際需要設(shè)計應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計中占重要地位。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個基本類型。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。過程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計算，然后再輸出。每一個A/

21、D轉(zhuǎn)換芯片都有一個參考電壓，只有輸入的模擬電壓值在這個參考電壓的范圍內(nèi)才能進(jìn)行正確的轉(zhuǎn)換，例如：本課設(shè)將ADC0804芯片的參考電壓設(shè)置成0V5V，因此如果輸入的電壓值大于5V，則轉(zhuǎn)換出的結(jié)果永遠(yuǎn)為0xFF,若輸入的電壓值小于0V,則轉(zhuǎn)換出的結(jié)果永遠(yuǎn)為0，這樣便無法正確的還原出被測信號的大小?；谏鲜鲈?，我們可能需要設(shè)計一套模擬電路，傳感器的輸出電壓值進(jìn)行一些變換（放大，縮?。?，使得送到A/D轉(zhuǎn)換芯片的電壓值在轉(zhuǎn)換芯片的參考電壓范圍內(nèi)。本課設(shè)也遵循了這種設(shè)計模式，只不過它省略了傳感器和模擬電路部分，首先通過滑動變阻器調(diào)節(jié)輸入到ADC0804芯片的電壓值（ADC0804芯片的參考電壓調(diào)節(jié)成0V

22、5V,而滑動變阻器產(chǎn)生的電壓范圍也為0V5V，因此沒有必要設(shè)計額外的模擬電路），然后通過51單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理得到這個輸入電壓值，最后再控制八段數(shù)碼管將這個電壓值顯示出來，單片機(jī)從P0口受到05v的電壓信號對應(yīng)的0-255的數(shù)字量，處理之后經(jīng)P2口輸出到顯示，顯示一共三位，為了節(jié)約成本不采用四位顯示。最后從鍵盤輸入的值，單片機(jī)會記下，然后與輸入電壓進(jìn)行比較，比較之后再經(jīng)過驅(qū)動輸出，當(dāng)電壓大于電壓上限或小于電壓下限時，蜂鳴器報警，且LED燈亮。4.2 主程序流程圖程序開始進(jìn)行初始化，電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，輸出的的數(shù)字量進(jìn)入單片機(jī)，轉(zhuǎn)換成顯示碼由顯示系統(tǒng)顯示，之后把電壓的數(shù)字量與設(shè)定電壓進(jìn)行比較，

23、如果電壓值大于設(shè)定上限，蜂鳴器報警，LED燈亮。如果電壓值小于設(shè)定上限，將電壓值與設(shè)定下限進(jìn)行比較，如果電壓值小于設(shè)定下限，蜂鳴器報警，LED燈亮；如果電壓值大于設(shè)定上限則安全。開始程序初始化A/D轉(zhuǎn)換電路NAD轉(zhuǎn)換完成Y數(shù)字量送入單片機(jī)顯示電壓確定上下限NY>4N>1燈亮報警Y 圖4.1 主程序流程圖4.3 A/D轉(zhuǎn)換器子程序流程圖ADC0804是屬于逐次逼近式（Successive Approximation Method）A/D轉(zhuǎn)換器，這類型的A/D轉(zhuǎn)換器除了轉(zhuǎn)換速度快（幾十至幾百us）、分辨率高外，還有價錢便宜的優(yōu)點(diǎn)，普遍被應(yīng)用于微電腦的接口設(shè)計上。輸出數(shù)據(jù)NYAD轉(zhuǎn)換完成

24、返回模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入信號開始圖4.2 A/D轉(zhuǎn)換器子程序流程圖4.4 鍵盤子程序流程圖YYYYNNNN返回下限減一上限減一下限加一上限加一按下S4按下S2按下S3按下S1開始進(jìn)入鍵盤子程序，掃描S1-S4，每當(dāng)S1，S2，S3，S4按下一次，單片機(jī)都會對相應(yīng)的寄存器進(jìn)行計數(shù)，按下S1，S2控制下限值的加減，S3,S4控制上限值的加減，最后儲存到寄存器當(dāng)中。圖5.3 鍵盤子程序流程圖19第5章 誤差分析與仿真5.1 仿真與調(diào)試將開發(fā)板上各個端口連接好之后，將編寫好的程序輸入單片機(jī)，經(jīng)過整體調(diào)試之后，在LED數(shù)碼燈管顯示兩者比較的差值。在數(shù)字量和模擬量并存的系統(tǒng)中，有模擬電路芯片和數(shù)字電路芯片兩類。如

25、A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部主要是模擬電路，運(yùn)算放大器內(nèi)部則完全是模擬電路，它們屬于模擬電路芯片。而CPU、鎖存器則屬于數(shù)字芯片。這兩類芯片需要兩組獨(dú)立的電源供電，且地線不能連接到一起。由于實驗室條件有限，本課設(shè)對A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行調(diào)試，實物圖如圖5.1所示，通過對滑動變阻器旋鈕進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，數(shù)碼管對應(yīng)顯示0255的數(shù)字量，電壓量05V。圖5.1 仿真實物圖5.2 誤差分析本設(shè)計對電壓進(jìn)行檢測，經(jīng)過實際測試，實際測量的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示，根據(jù)數(shù)碼管顯示出來的測量值與實際值相比較，可對系統(tǒng)誤差進(jìn)行計算。實際電壓值（v）測試電壓值（v）測量偏差（v）5.0004.9840.0164.9324.939-0.0074.

26、8744.8640.0104.8514.8430.0084.8104.827-0.0174.7554.771-0.016圖5.2 實際值與測量值比較表根據(jù)圖5.2的數(shù)據(jù)，通過公式（5-1），求系統(tǒng)誤差 （5-1）將數(shù)據(jù)帶入公式公式得系統(tǒng)誤差 =-0.00021，滿足設(shè)計要求。 第6章 課程設(shè)計總結(jié)通過本次設(shè)計電壓控制，我了解到電壓控制原理，本設(shè)計將電壓信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換輸出單片機(jī)可以識別的數(shù)字量，將轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量送給單片機(jī)，采用獨(dú)立式鍵盤可以設(shè)置電壓的上限和下限由單片機(jī)控制，按鍵設(shè)置的電壓上限和光照下限最終于A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量進(jìn)行對比進(jìn)，當(dāng)電壓值大于設(shè)定上限或當(dāng)電壓值小于設(shè)定下限時，LED燈

27、亮蜂鳴器報警。本設(shè)計的目的在于，我們可以避免由于電路短路，負(fù)載的增加或減少，電路被雷擊或者是因為其他原因使得電網(wǎng)中的電壓突然增大或減小，從而燒壞用電設(shè)備。因此，為了避免用電器的輸入電壓的突然地增加或減少，可以用安裝一個電壓越限報警器，在電壓高于或低于用電設(shè)備的輸入電壓時就會報警，提示用戶立刻切斷電源或采取一定措施保護(hù)我們的用電設(shè)備不會被燒壞。參考文獻(xiàn)1 張國雄，李醒飛.測控電路（第四版）.機(jī)械工程出版社，2011.12 梅麗風(fēng)，王艷秋.單片機(jī)原理及其接口技術(shù).清華大學(xué)出版社，2009.23 王松武.電子創(chuàng)新設(shè)計與實踐M.國防工業(yè)出版社，2010.4 余永權(quán)，黃英.單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.黑龍江人民出版社，2011.35 李杏春主編.單片機(jī)原理及使用接口技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社，2009.46 何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計配制與接口技術(shù).航天航空大學(xué)出版社，2012.57 張洪潤，易濤編著.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程 （第二版）.清華大學(xué)出版社，2003附錄 I整體電路圖附錄IIORG 0000HMOV p1,#0ffhSE11: MOV SP , #70h MOV 7EH, #00H MOV 7DH , #08H MOV 7CH , #00H MOV 7BH , #09H MOV 7AH, #10H MOV 79H , #10H MOV