AD轉(zhuǎn)換及數(shù)碼管顯示單片機課程設(shè)計說明書

1、題目及要求1第1章單片機最小系統(tǒng)21.1 STC89C51RC單片機21.2 電源電路21.3 時鐘電路21.4 復(fù)位電路2第2章硬件設(shè)計52 .1數(shù)碼管53 .2A/D轉(zhuǎn)換器52.3電路設(shè)計5第3章軟件設(shè)計54 .1程序流程圖53.2程序設(shè)計5第4章應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)55 .1硬件連接54.2程序下載5參考文獻題目及要求題目：AD轉(zhuǎn)換及數(shù)碼管顯示要求：使用C語言編程；使用ADC0809通道4,將電位計輸入的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量;并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量顯示在三位數(shù)碼管上。第1章單片機最小系統(tǒng)1.1 STC89C51RC單片機STC89C51RC/RD+系列單片機是宏景科技推出的新一代超強抗干擾、高速、低功

2、耗的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘機器周期和6時鐘機器周期可任意選擇，最新的D版內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。特點：(1) .增強型6時鐘機器周期和12時鐘機器周期8051CPU(2) .工作電壓：5.5V3.4V(5V單片機)(3) .工作頻率范圍：040MHz,相當于普通8051的080MHz.實際工作頻率可達48MHz.(4) .用戶應(yīng)用程序空間4K/8K/16K/16K/20K/32K/64K字節(jié)(5) .片上集成1280字節(jié)、512字節(jié)RAM(6)通用I/O口(32、36個)，復(fù)位后：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉(普通8051傳統(tǒng)I/O口)P0口

3、是開漏輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。(7) .EEPROM功能(8) .看門狗(9) .內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路(D版才有)，外部晶振20M以下時，可省外部復(fù)位電路(10) .共3個16位定時器/計數(shù)器，其中定時器0還可以當成2個8位定時器使用(11) .外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，PowerDown模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒(12)通用異步用行口(UART),還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART(13).工作溫度范圍：07C/40+85CJT2;T1.0JvccT2EK.Pt.1PD.CAIjOPi，3PC.ADIPt3

4、FMZ.AD2FL*FO,PLj咫.山孫PLSF3.3心于FL7PQ.S.AD6UST瓠：皿fZCDP3.07aTO.-P3.1.ALE-PKOCTslcFl2FZD；至日？3.3F2P7,A15TOF3.4P2.6,A14T1FlJ?'2.5AD嬴PS.6prH4也鵬ElP3.-P2.3/A11XTAL：P二二A105TAL1及1A9vssP2.CAS圖1-1STC89C51RC/RD單片機1.2 電源電路本例在Vcc端加載+5V電源1.3 時鐘電路時鐘電路的兩端接到單片機的18(XTAL2)和19(XTAL1)弓1腳,晶振采用12MHZ,兩端各接一個30pF的電容。如圖13所示C1

5、C2>KTAL1KTAL2圖1-3時鐘電路1.4 復(fù)位電路復(fù)位電路復(fù)位電路有兩種：上電自動復(fù)位和上電/按鍵手動復(fù)位。在這里我采用上電自動復(fù)位，如圖所示一般R1選10K歐姆，C3選10uF,C3另一端施加+5V電源。圖1-4復(fù)位電路第2章硬件設(shè)計2.1數(shù)碼管本題用的是四位一體8段共陽極數(shù)碼管。其中引腳12、9、8、6為共陽端；11、7、4、2、1、10、5、3、分別控制A、B、C、D、E、F、G、DP的二極管的亮滅。如圖所示30L.I9IJ14MM圖2-1四位一體8段共陽極數(shù)碼管2.2A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件。它

6、是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機直接接口。1. ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)由下圖可知，ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。8路報1阡黃籟t±l糧存器址存誨圖2-2-1ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)2. ADC0809引腳結(jié)構(gòu)如圖2-2-2ADC0809各腳功能如下：D7-D0:8位數(shù)字量輸出引腳。IN0-IN7:8位模擬量輸入引腳。VCC:

7、+5V工作電壓。GND:地。REF(+):參考電壓正端。REF(-):參考電壓負端。START:A/D轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。ALE:地址鎖存允許信號輸入端。(以上兩種信號用于啟動A/D轉(zhuǎn)換)EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出弓I腳，開始轉(zhuǎn)換時為低電平，當轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平。OE:輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK:時鐘信號輸入端(一般為500KHz)。A、B、C:地址輸入線。圖2-2-2ADC0809的引腳結(jié)構(gòu)3. ADC0809應(yīng)用說明(1) .ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機直接相連。(2) .初始化時，使ST和OE信號全為低電平。(3) .送要轉(zhuǎn)換的哪一通

8、道的地址到A,B,C端口上。(4) .在ST端給出一個至少有100ns寬的正脈沖信號。(5) .是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號來判斷。(6) .當EOC變?yōu)楦唠娖綍r，這時給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。2.2.1電路設(shè)計本設(shè)計采用8位A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809,通道4輸入模擬信號。經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后由P1口輸入單片機，再通過P0口輸出、數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管共陽端則由P2口控制顯示。為了防止電流過大燒毀數(shù)碼管，故在P0口處接入A331G9引腳型號的排阻。C1ARV126，27U31k2812345C325I7SEG-MPX4-BLUEC224三C1232ST22722pFC222pFU

9、119R110kC310uF156RP1IN0CLOCKIN1STARTIN2IN3EOCIN4IN5OUT1IN6OUT2IN7OUT3OUT4ADDAOUT5ADDBOUT6ADDCOUT7ALEOUT8VREF(+)VREF(-)OEADC08096ST/7EOC/10CLK|_°E_11/EOC2|卜SI3l/CLK41ZC35"廠C26CC17i8i21D720D619D5718D418D315D214D1M7D09OEXTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7

10、/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P10P30/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1.3P33/INT1P1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RD189-AT89C512930.3TT.39383736T3534333221T22 23724 2526727728|11D1、12D2、13D314D4x15D5、16D617D7、10D04-2345i6r7i8i9i圖1-1ADC0/809模數(shù)轉(zhuǎn)換與顯示電路3

11、.1程序流程圖第3章軟件設(shè)計3.2程序設(shè)計：本例使用KeiluVision2進彳TC語言編譯。KeiluVision2是德國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng)c語言的語法來開發(fā)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用，而且大大的提高了工作效率和項目開發(fā)周期，他還能嵌入?yún)R編，您可以在關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達到接近于匯編的工作效率。KEILC51標準C編譯器為8051微控制器的軟件開發(fā)提供了C語言環(huán)境，同時保留了匯編代碼高效，快速的特點。C51編譯器的功能不斷增強，使你可以更加貼近CPU本身，及其它的衍生

12、產(chǎn)品。C51已被完全集成到uVision2的集成開發(fā)環(huán)境中，這個集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實時操作系統(tǒng)，項目管理器，調(diào)試器。uVision2IDE可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。C語言代碼：/名稱：ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換與顯示/說明：ADC0809采用通道4輸入的模擬量，轉(zhuǎn)換后的結(jié)果顯示在數(shù)碼管上</#include<reg52.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar/數(shù)碼管段定義ucharcodeLEDData"0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7

13、f,0x6f;/ADC0809弓唧定義sbitOE=P1A0;sbitEOC=P1A1；sbitST=P1A2;sbitCLK=P1A3;/延時子程序voidDelayMS(uintms)uchari;while(ms-)for(i=0;i<120;i+);/顯示結(jié)果voidDisplay_Result(uchard)P2=0x08;/第4只管顯示個位數(shù)P0=LEDDatad%10;DelayMS(5);P2=0x07;/第3只管顯示十位數(shù)P0=LEDDatad%100/10;DelayMS(5);P2=0x02;P0=LEDDatad/100;DelayMS(5);/第2只管顯示百位數(shù)

14、voidmain()TMOD=0x02;TH0=0x14;TL0=0x00;IE=0x82;TR0=1;P1=0x4f;while(1)ST=0;ST=1;ST=0;while(EOC=0);OE=1;Display_Result(P3);OE=0;/T0定時器中斷給ADC0809提供時鐘信號voidTimer0_INT()interrupt1CLK=!CLK;/選擇ADC0809的通道4/啟動轉(zhuǎn)換/等待轉(zhuǎn)換結(jié)束/允許輸出/顯示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果/關(guān)閉輸出/ADC0809時鐘信號第4章應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)4.1 硬件連接4.1.1 單片機最小系統(tǒng)連接將STC89C51RC單片機安裝在面包板合適位置，然后依

15、次連接好單片機最小系統(tǒng)個硬件。4.1.2 ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器的連接首先用導(dǎo)線依次將P0口與ADC0809上的OE、EIOC、START(ALE與其短接)、OLK、ADDA、ADDB、ADDC接口相連接；再將P3弓腳依次與OUT1OUT8引腳相連接。最后Vcc與Ref(+)弓I腳接+5V電壓，GND與Ref(-)引腳接地。再次檢查確保線路連接無誤。4.1.3 四位一體8段共陽極數(shù)碼管的連接先將排阻共陽端接入+5V電源，再將剩余8只引腳依次與P0口引腳相連，然后把數(shù)碼管上A、B、C、D、E、F、G、DP的LED燈對應(yīng)的引腳(編號為11、7、4、2、1、10、5、3)依次通過導(dǎo)線與P0口引腳相

16、連。數(shù)碼管的共陽端9、8、6號引腳則通過導(dǎo)線與P2.1、P22P2.3弓唧相連。4.1.4 電位器的連接將三腳電位器的兩端分別接電源和接地線，中間引腳則通過導(dǎo)線與模數(shù)轉(zhuǎn)換器IN4引腳相連。4.2 程序下載本題通過USBTTL/USBSTCISP將程序燒錄到單片機內(nèi)。4.2.1 產(chǎn)品介紹自主開發(fā)的USB-TTL/STC-ISP在線編程器使用USB接口，為筆記本電腦用戶解決沒有串口而不方便編程STC系列單片機的問題，本下載器低價格、高性能，是工廠、學(xué)校、個人等開發(fā)STC系列單片機的首選優(yōu)秀工具。特點：1 .支持USB1.1或USB2.0通信；2 .全面支持WIN98、WINMEWIN2000WIN

17、XPVISTA、WIN7等操作系統(tǒng)；3 .采用USB口供電，板內(nèi)帶有500mA自恢復(fù)保險絲或保險電阻，保護電腦主板不被意外燒毀；4 .在對芯片編程時可以使用目標系統(tǒng)本身電源，也可以使用編程器從USB口取電供給目標板，但應(yīng)保證目標標電流不大于500mA,以免不能正常編程；5 .編程完成不影響目標板的程序運行；6 .支持STC全系列芯片燒錄；7 .編程器提供3.3V與5V的電壓輸出接口；8 .速度比并口編程更快更穩(wěn)定，更方便筆記本電腦用戶使用；9 .采用進口原裝芯片，能進行高速穩(wěn)定編程；4.2.2驅(qū)動安裝及硬件連接1 .解壓USB-TTL客戶包，首先安裝驅(qū)動程序，XP用戶安裝“PL-2303Win

18、XPDriverInstaller”,Vista或Win7用戶安裝"PL-2303Vista&Win7DriverInstaller雙擊相應(yīng)的驅(qū)動程序進入安裝過程，所有選項全部默認直接下一步直到安裝完成；PL-2303VistMin7DriverInstaller.aSetup,exeFL-2303WiraPDriverInst.-2 .安裝完驅(qū)動程序后，將USB-TTL插入電腦，電腦會提示發(fā)現(xiàn)新硬件，此時別動電腦，電腦會自動安裝完驅(qū)動程序并提示安裝完成；3 .此時電腦設(shè)備管理器中會出現(xiàn)相應(yīng)的串口設(shè)備，注意記住COM號，下圖例為COM4如果電腦自動分配超過COM9應(yīng)手動將其改

19、回COM9以下，手動更改右擊這個串口設(shè)備在屬性里面可以找到更改串口號的地方；$電池滿口(COM箱LPT)ProlificU£B-tQ-£eri&lCemmPort(COM4)工h十算機L灼小4 .至此驅(qū)動程序安裝完成。4.2.3 上位機軟件從客戶包中可以找到相應(yīng)的STC燒錄軟件，其分為中文版及英文版兩種，自行選擇使用：STC-KP-V4,83-NOT-£ETUP<HrNESE(tP5；Jt£j§5STC4SP-V4.0e-NOT-SETUP-ENGUSH(5%SM選擇相應(yīng)的軟選，雙擊將其解壓至指定文件夾后，打開相應(yīng)文件夾，找到“S

20、TCISPV483,雙擊將其運行：STC_ISF_¥463axe運行軟件界面如下:-Ssl*ctMCVTyp*選擇單片機型號MCUtype(STC89C51RCAPMemoryAaXte口口口口0FFF£te健/步驟大口產(chǎn)nFile/打開文件度件范圍內(nèi)未用區(qū)域埴皿）起帕地址（HEX）校胺和|d'P打開文件前武緩沖打開程序文件|uIp打耳交件前濟:加巾打.砰EEP：叩M女埒SttjO/aa：Stl«tCUFort.NuB.ud/選撐串行口，量高波!mDM:ICOM7二|:.:最高波特率：115200請推試at高最低波符率或使最高端率=最低波特幸：河口三步驟4

21、：設(shè)置本報和右下方他項中的選項Iloublespeed/雙倍速二16T/歿陪速,'*12T/單倍速振蕩酸大器噌益：cL/2咐ingfullT】n如需低功耗，IEMHh以下振蕩器增益可選1/2gain下次冷啟動FLQ/PL1岸與下裁無關(guān)L等于W0才可下裝,怏逮后勁內(nèi)部擴展卻X-RAN；C禁止訪問什允許訪問G鬻推薦）下次下載用戶應(yīng)用程序時將數(shù)據(jù)Flash區(qū)一并CYBSB0Et.p5/步驟5:DowidoKi/Tft先點下稿按鈕再MClLt電復(fù)位-冷尼動Eg-Dqhd!ad/重復(fù)下載程序文件Lm一串口助手I工程文件FrogjamFile："IFSF_00-01OOQOOO00000

22、00Q100000OOCKteO000000003000000000400000000050oooa000060000000007000口。ooaoeooooa000090W00OOOOAD0000ooooeooooaOOOOCO0000OOOODO00ODOOQOEO0000OOOOFO0000oooioooooaOQOUO00oolei050403Q2OODOOOOOOOOOOOOODDolQoo'o口uocuqoo'qoqq口。QOOOOOOOQOOQOOQOQOooooooooooooooooooOOOOOOOODOODOOOOOOOOOOOOQOOQOOOOOOOOo

23、oooooooooooooooooooooooooooooooooooOCIQOmoclooJOocloooooooooooooooooolKIoooogooooMooMooooOToooogoooogooooooooooooooooooooooOOOOODOOOOOOOOOOOOooooooooooooooooooooooooooooooooooooOOOOOOOOOOOOOODOODoooooooooooooooooooooooo-ooooooooooooooooooooooooooOODOOOOOOOOOOOOODD0000000-000-000-00000ooooooooooooooo

24、oooooooooooooooooooooOODOOOOOOOOOOOOODDooooooooooooooooooOOOOOOQOQO-OOOOOOOO_uooooooooooooooooo選項目定義下載脫機下威檢查KU選項|自動噌量|rsrDEWLDownlo也“下載用戶軟件啟動內(nèi)部看門狗后只有停電關(guān)看門狗才復(fù)位關(guān)看門狗r每校下載前重新調(diào)入已打開在皴沖區(qū)的文件，方便調(diào)試使用廠當目棕代同發(fā)生變化后自動調(diào)入文件，并立即發(fā)送下載命令以下功能對部分單片機有效ALEpin用作4.5G仍為ALE單片機出廠時的缺省設(shè)置是llF1.0/F1.1I!與下載無關(guān)，AF3.0/RMP,P3.WTjcD逋過RS-2

25、32轉(zhuǎn)沖器連接到電跑的普通RS-維單口就可以下載,編程用戶應(yīng)樵錨朝機為虢廬應(yīng)用程序區(qū)了如果單片就在正富工作時F3,O/RxD外播的是RS-485/成功計SRRFC12源關(guān)注www.STCMCU.com網(wǎng)站，及時升的下載成功聲音提示二resrw重復(fù)不載間隔時間靜）54.2.4 燒錄文件燒錄軟件設(shè)置：1 .選擇單片機型號：步驟L£/叱tMCUType選擇單片機型號MCUTypegMoryE皿爵|STC8fiC51EC30000OFFF2 .加載需要燒錄的文件，應(yīng)為hex或bin格式：.£t燈2/步驟£：山皿File/打開文件曳件范圍內(nèi)未用區(qū)域埴00）起始地址肺工）校驗

26、和Iis'rb打開文件前清口沖打開程序支件0|P打開文件前清。緩沖打開EEFROM文件3 .設(shè)置串口號及波特率：丸電血/步驟于S紅“tCOMFort,MaxBaud/選擇串行口，最高波恃率COM：com?二最高波特率：115200請嘗試提高最低波特率或使最高波特率=最低波特率：|2400jJ注意此步的串口號即是以上在設(shè)備管理里面對應(yīng)的串口號，必須對應(yīng)，波特率采用默認無須設(shè)置。4 .以上軟件設(shè)置基本完成，其它高級設(shè)置請自行摸索或查閱相關(guān)資料。連接您的目標板系統(tǒng)：5 .軟件設(shè)置完后，需要將編程器與您的目標板相連接，STC系列單片機都是通過串口燒錄程序，即是串口TXD及RXD兩條數(shù)據(jù)線，另加上GND及VCC即可。如果你的目標板有其它的電源供電，可以不接編程器的VCC線，只需TXD、RXDGND三根即可。如果沒