利用51單片機(jī)與ADC0809和數(shù)碼管設(shè)計數(shù)字電壓表

1、 利用51單片機(jī)與ADC0809和數(shù)碼管設(shè)計數(shù)字電壓表一、課題功能描述：利用單片機(jī)AT89C51 芯片與ADC0809 芯片設(shè)計一個數(shù)字電壓表，能夠測 量05V 之間的直流電壓，三位數(shù)碼顯示。2、 程序設(shè)計本實驗采用AT89C51 單片機(jī)芯片配合 ADC0809 模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成一個簡 易的數(shù)字電壓表，原理電路如圖1-1 所示。該電路通過 ADC0809 芯片采樣輸入口 AI0 輸入的05V 的模擬量電壓，經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字量經(jīng)過其輸出通道D0D7 傳送給 AT89C51 芯片的F0口。AT89C51負(fù)責(zé)把接收到的數(shù)字量經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生正確的7段數(shù)碼管的顯示段碼，并通過P1

2、口傳送給數(shù)碼管。同時它還通過其三位 I/O 口 P3.0、P3.1、P3.2 產(chǎn)生位片選信號，控制數(shù)碼管的亮滅。另外，AT89C51 還控制著 ADC0809 的工作。其ALE管腳為 ADC0809提供了 1MHZ 工作的時鐘脈沖；P2.3 控制 ADC0809 的地址鎖存端（ALE）; P2.4 控制 ADC0809 的啟動端（START）; P2.5 控制 ADC0809 的輸出允許端(OE); P3.7 控制 ADC0809 的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號（EOC）。電路原理圖如下：三、 器件清單： 1 . AT89S51 芯片 1塊 2 . ADC0809 芯片 1塊 3 . 74HC245 芯片 1

3、塊 4 . 數(shù)碼管 1個 5 . 6MHZ 晶振 1個 6 . 30pF 電容 2個 7 . 10uF 電解電容 1個 8 . 復(fù)位電容 1個 9 . 510電阻 8個 10. 10K電阻 1個 11. 導(dǎo)線 若干4、 程序設(shè)計1、主程序設(shè)計由于ADC0809 在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時需要有CKL 信號，而此時的 ADC0809 的CLK 是連接在 AT89C51 單片機(jī)的30管腳，也就是要求從30管腳輸出CLK 信號供 ADC0809 使用。因此產(chǎn)生 CLK 信號的方法就等于從軟件產(chǎn)生。電壓表系統(tǒng)有主程序，A/D 轉(zhuǎn)換子程序和顯示子程序，如下流程1-2所示：圖1-2主程序流程圖調(diào)用顯示程序調(diào)用數(shù)據(jù)

4、處理程序調(diào)用A/D轉(zhuǎn)化程序初始化開始2、A/D 轉(zhuǎn)換子程序啟動 ADC0809 對模擬量輸入信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過判斷 EOC（P3.7）來確定轉(zhuǎn)換是否完成， 若EOC 為0則繼續(xù)等待；若 EOC為1，則把OE 置位，將轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)存儲到 70H 中。程序流程圖如圖1-3開始A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束？（P3.7=1？）啟動A/D轉(zhuǎn)化器初始化是P2.5置位，允許輸出將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)存儲結(jié) 束開始圖1-3 A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖3、數(shù)據(jù)處理子程序數(shù)據(jù)處理子程序主要根據(jù)標(biāo)度變換公式1-1，把0255十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為0.005.00V. AX=A0+(Am-A0)(NX-N0/Nm-N0) （1-1） Ax: 模擬測

5、量值； A0: 模擬輸入最小值； Am： 模擬輸入最大值；NX: 模數(shù)轉(zhuǎn)換后的值； N0：模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的最小值；Nm：模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的最大值 。在本設(shè)計中，根據(jù)要求知：A0=0V，Am=5V，N0=0，Nm=255，則公式1-1可化簡為： AX=A0+(Am-A0)(NX-N0/Nm-N0)=5NX/255=NX/51 （1-2） 程序流程圖如圖1-4所示：從70H中取數(shù)據(jù)，除以51得到個位，存放在70H中，余數(shù)移入A 余數(shù)與51的一半即1AH借位相減比較，以便四舍五入，利用P0開始余數(shù)10，再除以51 商放入A中 P0=1?是 四舍否 數(shù)據(jù)調(diào)整，相當(dāng)于五入 A放入79H中，得到十分位再將余數(shù)放

6、入A中，進(jìn)行除51操作P0=1? 是否A = A + 5四舍A放入7AH中，得到百分位結(jié) 束圖1-4 數(shù)據(jù)處理子程序流程圖 4、顯示子程序顯示子程序采用動態(tài)掃描法實現(xiàn)三位數(shù)碼管的數(shù)值顯示。測量所得的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)放在70H內(nèi)存單元中，測量數(shù)據(jù)在顯示時需轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制BCD碼放在78H7AH單元中。寄存器R1用作顯示數(shù)據(jù)地址指針。程序流程圖如1-5所示： R1 A 查表取得相應(yīng)段碼 輸出顯示置位P1.7點亮小數(shù)點 圖1-5 顯示子程序流程圖結(jié) 束 R1 A 查表取得相應(yīng)段碼 輸出顯示 R1=R1+1 R1 A 查表取得相應(yīng)段碼 輸出顯示 初 始 化 R1=78H,P1置高，P2置低 R1=R1+

7、1開始5、 程序代碼 ORG 0000H LJMP START ORG 0030H ；初始化參數(shù) START: CLR A SETB P3.7 ；初始化EOC CLR P3.0 ；初始化LED位選，全不選中。 CLR P3.1 CLR P3.2 MOV P2，A ；初始化P2口，清除對ADC0809的控制信號。 MOV 70H, A ；初始化數(shù)據(jù)采樣后存儲空間。 MOV 78H, A ；初始化數(shù)據(jù)處理后3位有效數(shù)字的存儲空間 MOV 79H, A MOV 7AH, A MOV A ,#0FFH ；初始化P0，P1口，寫入高電平 MOV P0， A MOV P1， A ；主程序 MAIN: LC

8、ALL AD_SUB ；調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序，開始采樣并轉(zhuǎn)換。 LCALL TURN_SUB ；調(diào)用數(shù)碼轉(zhuǎn)換子程序，將采樣轉(zhuǎn)換來的 0-255轉(zhuǎn)換成意義對應(yīng)的 LCALL DISP_SUB ；調(diào)用顯示子程序。 LJMP MAIN；A/D轉(zhuǎn)換子程序 AD_SUB: CLR A MOV P2， A ；初始化P2口，清除對ADC0809的控制信號。 MOV R0，#70H LCALL AD_SUB ；調(diào)用采樣子程序 WAIT: JB P3.7，DATASAVE ；判斷采樣轉(zhuǎn)換是否完畢，完畢則跳轉(zhuǎn)到DATASAVE進(jìn)行存儲。 AJMP WAIT ；否則繼續(xù)等待。 ；啟動采樣，送脈沖時序 AD_SUB:

9、 SETB P2.3 ；ALE 脈沖時序 NOP NOP CLR P2.3 SETB P2.4 ；START脈沖時序 NOP NOP CLR P2.4 NOP NOP RET ；采樣轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存儲 DATASAVE: SETB P2.5 ；置位OE端，允許ADC0809輸出數(shù)據(jù) MOV A , P0 ；將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存儲到70H中 MOV R0，A CLR P2.5 CLR A ；初始化P0，P1，P2口 MOV P2 ,A MOV A,#0FFH MOV P0 ,A MOV P1 ,A RETTURN_SUB: MOV A ,R0 MOV A ,#51 DIV AB MOV 78H, A ；以

10、上這一段是整數(shù)部分放入78H MOV A , B ；余數(shù)部分放入A CLR F0 SUBB A ,#1AH ；余數(shù)和51的一半即1AH比較，以便四舍五入 MOV F0 , C MOV A ,#10 MUL AB ；余數(shù)乘以10，以便再除以51 MOV B , #51 DIV AB JB F0，LOOP1 ；判斷四舍五入，跳到LLOP1是“四舍” ADD A ,#5 ；這是“五入” LOOP1： MOV 79H,A ；十分位 MOV A ,B CLR F0 SUBB A ,#1AH MOV F0 ,C MOV A ,#10 MUL AB MOV B , #51 DIV AB JB F0，LOOP

11、2 ADD A ,#5 LOOP2: MOV 7AH, A ；百分位 RET ；顯示子程序 DISP_SUB: MOV R1 ,#78H ；R1輔助寄存器，用于存放要顯示的數(shù)據(jù)的地址 CLR A MOV P1，#0FFH ；初始化P1，P2口 ANL P2 ,A LCALL PLAY ；調(diào)用顯示位碼子程序 CLR P1.7 ；顯示最高位后的小數(shù)點 SETB P3.2 ；選中最高位LED 數(shù)碼管 LCALL DELAY ；調(diào)用延遲子程序 CLR P3.2 ；取消最高位位選 INC R1 ；提取第二位有效數(shù)字的數(shù)據(jù)地址 LCALL PLAY ；調(diào)用顯示位碼子程序 SETB P3.1 ；選中第二位L

12、ED 數(shù)碼管 LCALL DELAY ；調(diào)用延遲子程序 CLR P3.1 ；取消第二位位選 INC R1 ；提取最低位有效數(shù)字的數(shù)據(jù)地址 LCALL PLAY ；調(diào)用顯示位碼子程序 SETB P3.0 ；選中最低位LED 數(shù)碼管 LCALL DELAY ；調(diào)用延遲子程序 CLR P3.0 ；取消最低位位選 RET ；位碼顯示 PLAY: MOV A,R1 ；送偏移量 MOV DPTR,#TAB ；送表首地址 MOVC A,A+DPTR ；查表得出相應(yīng)LED段碼 MOV P1， A ；輸出顯示 RET ；延時程序 DELAY: MOV R6，#10H DL1：MOV R7，#10H DL2：DJ

13、NZ R7，DL2 DJNZ R6，DL1 RET ；09段碼 TAB: DB 0C0H , 0F9H , 0A4H , 0B0H , 99H , 92H , 82 , 0F8H , 80H , 90H END6、 調(diào)試（測試）過程 1.焊好的電路板，在與仿真器接入之前，需要進(jìn)行電路檢查，防止短路燒毀芯片。2. 在把程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)內(nèi)部之前，需要先在仿真器上先運行。盡量避免單片機(jī)寫入之后再擦除。3. 仿真器運行時，顯示管完全不亮，而P1口的值卻有變化，說明有可能是 74HC245芯片處的電路沒有接好。4. 顯示管有點暗，可能是延時時間調(diào)得有點過大了。如果發(fā)現(xiàn)顯示管的 某一筆畫不亮，那么就有可能是鏈接該點對應(yīng)的I0口沒有接好，或者是對應(yīng)