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第一 緒 1.1概 課題研究背 1.1.2研究目 1.2寫作目標(biāo)及設(shè)計(jì)要 1.3基本內(nèi) 單片機(jī)簡(jiǎn) 單片機(jī)的應(yīng) 單片機(jī)的發(fā)展趨 第二 主要硬件功能及介 SST89E516RD單片 主要性 引腳說 器結(jié) 特殊功能寄存 定時(shí)器/計(jì)數(shù) 51系列與SST單片機(jī)的比 ADC0809的結(jié)構(gòu)和工作原 ADC0809簡(jiǎn) ADC0809邏輯結(jié)構(gòu)和引腳說 第三 系統(tǒng)設(shè) 兩種數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)方案方案總體設(shè) 系統(tǒng)硬件電路設(shè) 89C52單片機(jī)系統(tǒng)和顯示電 A/D轉(zhuǎn)換電 系統(tǒng)的設(shè) 初始化部 A/D轉(zhuǎn)換部 顯示部 系統(tǒng)的調(diào)試及性能分 系統(tǒng)的調(diào)試與測(cè) 性能分 系統(tǒng)不足及擴(kuò) 參考文 附 致 數(shù)字電壓表能力強(qiáng)，測(cè)量速度快，測(cè)量準(zhǔn)確度高，在現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)益成熟。本文論述了基于AT89C52單片機(jī)數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)原理方法。該設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)采用SST89E516RD單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0809為主要硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)可方便的進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換量的測(cè)量，可測(cè)電壓范圍0～5V模擬電壓值，并在LED數(shù)碼：數(shù)字電壓表；單片機(jī)；A/DDesignofsimpledigitalvoltageDigitalvoltmeterwithcharacteristicsofanti-interferenceability,highspeed,highaccuracymeasurement，astheresult,it emoreandmoresophisticatedinmoderndetectiontechniques.ThisprdiscussesthedesignprincipleandimplementationmethodsofAT89C52microcontrollerdigitalvoltmeter.Inthisdesigncontrolsystem,toachievethedigitalvoltagemeterhardwareandsoftwaredesign,themainhardwareusedSST89E516RDmicrocontrollandADC0809A/Dconverter.Thevoltmeterfeaturesinsimpleelectricalcircuit,loweruseofmeasuringandlowcost.TheflexibledesigncanbeconvenientforA/Dconverterwhichcanmeasuretheogvoltagenumericalvalueattherange0to5volt,andthenumericalvaluewillbedisplayedontheLEDdigitaltube,thenthecommissioningworkcanautomaticregulation.FinallythesystemwillbeyzedandexpandedbytheKeywords:Digital puter;A/Dconversion;System第一 緒1.1概具有數(shù)據(jù)處理能力，減輕了測(cè)試的勞動(dòng)強(qiáng)度1.1.2研究目SST89E516RD握單片機(jī)開發(fā)KeilμVision3和熟悉電子產(chǎn)品在軟硬件方面的研發(fā)流程及電路板設(shè)Proteus字化儀器的與基礎(chǔ)輸入信號(hào)經(jīng)簡(jiǎn)單變換就可用于顯示電流溫度壓力及其他壓表模塊在各行業(yè)中均有廣泛應(yīng)用，具有研究?jī)r(jià)值。1.2寫作目標(biāo)及設(shè)計(jì)要0～5V4LED系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)及C51語(yǔ)言程序編寫、電氣原理圖設(shè)計(jì)、系統(tǒng)1.3的基本內(nèi)數(shù)字電壓表（DigitalVoltmeter）DVM，它是采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的勞。采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，精度高，能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)，還可與PC進(jìn)行后驅(qū)動(dòng)輸出裝置LED數(shù)碼管顯示數(shù)字電壓信號(hào)最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表的硬件與設(shè)計(jì)單片機(jī)簡(jiǎn)單片機(jī)全稱為單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChip puter于控制系統(tǒng)中，所以又稱微控制器（MicrocontrollerUnit，MCU）或控制（EmbeddedController。它具有應(yīng)用系統(tǒng)所要求的體系結(jié)構(gòu)、微處理器、指令系統(tǒng)、總線方式、管理模式等。它把計(jì)算機(jī)的基本部件微型化并集成到一塊上，通（CPU（RAMROM控制，故要求控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠、能力強(qiáng)。單片機(jī)是最適宜于控制領(lǐng)域，RLC的機(jī)、電、儀產(chǎn)品。如數(shù)控機(jī)床、電腦空調(diào)機(jī)、各種家用電器和通設(shè)備等。理的水平，如繪圖儀控制器、控制器等。優(yōu)點(diǎn)或先進(jìn)的技術(shù)在進(jìn)行，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。CPU增加CPU的字長(zhǎng)或提高時(shí)鐘頻率均可提高CPU的數(shù)據(jù)處理能力和運(yùn)算速度。CPU的816326420MHz片內(nèi)器的發(fā)早期單片機(jī)的片內(nèi)器，一般RAM為64～128B，程序器ROM在1～2KB，新型的單片機(jī)內(nèi)的RAM在256B以上，片內(nèi)程序器也采用了快速閃存(Flash)技術(shù)，可在5V電壓下進(jìn)行程序燒錄。容量可多達(dá)128KB以上。由于采用了Flash技術(shù)，使得在ISPIAP片機(jī)的并行I/O口能直接輸出大電流和高電壓，可直接用以驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管LED、液晶顯示LCDA/D早期的單片機(jī)采用PMOS工藝，隨后逐漸采用NMOS、HMOS和CMOS工藝。現(xiàn)在的單CMOS（2）（3）（4）容性方面更標(biāo)準(zhǔn)的要求，各單片機(jī)廠家在單片機(jī)電路中采取了一些新的技術(shù)措施ISP片機(jī)進(jìn)行程序編程的。單片機(jī)引出的編程線與I/O線共用，不增加單片機(jī)的額外引腳。ISP為開發(fā)、調(diào)試提供了方便，并使單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試、升級(jí)成為現(xiàn)實(shí)。IAP可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)在應(yīng)用中的再編程，為儀器儀表的智能化提供了重要的技術(shù)。第二章SST89E516RD單片SST89E516RD單片機(jī)是SST公司8位微處理器FlashFlex51系列的成員，是采用先進(jìn)的FlashCMOS半導(dǎo)體技術(shù)設(shè)計(jì)和制造，它采用8051的指令集，并和標(biāo)準(zhǔn)的8051控制器管腳兼容。其最高工作頻率可達(dá)40MHz，具有64K+8KB的FlashROM器，可反復(fù)讀寫超過十萬(wàn)次在應(yīng)用中基本無(wú)需再擴(kuò)展程序器此外數(shù)據(jù)RAM達(dá)1K51RAM8（ISP，可實(shí)現(xiàn)升級(jí)，而不用編程器。SST公司專門為該型單片機(jī)開發(fā)了SoftICE（SoftwareInCircuitEmulator）的仿真器。它是SST公司為方便SST用戶使用、調(diào)試SST單片機(jī)所開發(fā)的開發(fā)工具。SST的仿真器功能可以代替大部分的仿真器，使單片機(jī)工程師在開發(fā)單片機(jī)時(shí)省卻了價(jià)格昂貴的仿真器和編程器，使得51單片機(jī)的開SSTBSL（Boot-StrapLoader）引導(dǎo)程序，該程序可以替換SoftICE程序，在ROM中。從而使該單片機(jī)具有引導(dǎo)功能。兼容80C51系列，內(nèi)置超級(jí)FLASH器的單片機(jī)工作電壓VDD=4.5—5.5V。50～40MHz與現(xiàn)行的80C52系列單片機(jī)硬件PIN-TO-PIN完全兼容開發(fā)工具也完全兼容1K*8的RAM（256Bytes+768Bytes，可放心使用C語(yǔ)言編程兩塊超級(jí)FLASHEEPROM，64K*8的基本塊和8K*8的二級(jí)塊（扇區(qū)大小128169看門狗定時(shí)器（Watchdog 缺省情況下不打開，用戶不需要時(shí)可不使用可編程計(jì)數(shù)陣列（PCA；雙DPTR指針（查表，尋址更方便SPITTLCMOS40VssVccVssVcc+5V時(shí)鐘電路引腳XTAL1

RST、ALEPROGPSENEA ALE/ ALE(允許地址鎖存)功能，提供把低字節(jié)地址鎖存到外部鎖存器的信或用于定時(shí)目的。但要注意：每當(dāng)外部數(shù)據(jù)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。ALE端可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）8TTL 片外程序器讀選通信號(hào)輸出從外部程序器中取指令（或數(shù)據(jù)）期間，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效PSEN8TTL 片內(nèi)、片外程序器選擇輸出/編程電壓輸入4KB48I/O的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力：P0口的每條口線能以吸收電流方式驅(qū)動(dòng)8TTL電路P1P2P3口均只能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4TTL電路P3口具有雙重功能，其第二功能參見表2-12-1P3RXD(串行輸TXD(INT0(外部中斷0輸入線INT1（外部中斷1輸入線T0（定時(shí)器0外部輸入T1（定時(shí)器1外部輸入WR（外部數(shù)據(jù)器寫選通信號(hào)輸出RD（外部數(shù)據(jù)器讀選通信號(hào)輸出<1>程序塊Block1為8KB。因?yàn)檎麄€(gè)程序空間被限制為64字節(jié)，使用SFCF[1：0]位 <2>數(shù)據(jù)SST89E516RD有1KB的RAM，對(duì)數(shù)據(jù)器分四個(gè)部分①RAM128Byte（00H—7FH）②RAM128Byte（80H—FFH）③特殊功能寄存器（SFRS，80H—FFH）④768ByteRAM（00H—2FFH）MOVXEXTRAMSST89E516RD單片機(jī)內(nèi)的鎖存器、定時(shí)器、串行接口數(shù)據(jù)緩沖器以及各種控制寄存器和狀態(tài)器都是以特殊功能寄存器的形式出現(xiàn)，它們分散地分布在RAM地址空間范2-2BB數(shù)據(jù)指針(包括DPHDPL83HSST89E516RD單片機(jī)中有三個(gè)16位寄存器，可以用來(lái)作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器。這三個(gè)能寄存器(SFR)中的一對(duì)8位寄存器。這些寄存器TL0、TH0，TL1、TL1，TL2和TH2。表2-3。2-3受10外部1C/TRL志T------51SSTROM1515162器測(cè)口842√√√√√√842√√√√√√0842√√√√√0842√√√√√ADC0809的結(jié)構(gòu)和工作原ADC0809，ADC0809是8通道8位COMS逐次近式A/D轉(zhuǎn)換器帶8個(gè)模擬量輸入通道內(nèi)有通道地址譯碼鎖存器，A/D，方式，每個(gè)通道的轉(zhuǎn)換大約為100S，可以和單片機(jī)直接接口，由于片內(nèi)沒有時(shí)鐘需ADC0809邏輯結(jié)構(gòu)和引腳說（1）ADC0809邏輯結(jié)圖2-4ADC0809邏輯結(jié)由上圖可知，ADC0809由一個(gè)8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)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(dāng)OE（2）的引腳如圖2-5，各引腳功能如下IN0～I(xiàn)N7：ADD-A、ADD-B、ADD-C：CLOCK：外部時(shí)鐘輸入端。CLOCK輸入頻率范圍在10～640KHz，A/D100S。51ALECLOCKD0～D7：OE：A/DOEA/DD0～D72-50809ALE：八路模擬通道地址由A、B、C輸入，在ALE信號(hào)有效時(shí)將該八路地址鎖存。START：A/DSTARTA/DEOC：A/DA/D，EOC第三 系統(tǒng)設(shè)兩種數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)方案由數(shù)字電路及構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器和基準(zhǔn)電壓源；數(shù)字部分包括計(jì)數(shù)器、譯、邏輯控制器、振蕩器和顯示器。其中，A/D轉(zhuǎn)換器是它的器件，它將輸入的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。模擬電路和A/DA/DA/D由單片機(jī)系統(tǒng)及A/D轉(zhuǎn)換構(gòu)這種方案是利用單片機(jī)系統(tǒng)與模數(shù)轉(zhuǎn)換、顯示模塊等的結(jié)合構(gòu)建數(shù)字電壓表。路來(lái)。此方案的原理是A/D轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電壓端，被測(cè)量電壓輸入端分別輸入基準(zhǔn)電壓和被測(cè)電壓。A/D轉(zhuǎn)換將被測(cè)量電壓輸入端所到的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，然后通過對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行編程，使單片機(jī)系統(tǒng)能按規(guī)定的時(shí)序來(lái)采此方案不僅能夠繼承上案的各種優(yōu)點(diǎn)，還能改進(jìn)上一種設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)不靈方案總體設(shè)本系統(tǒng)主要由硬件和兩部分構(gòu)成，硬件主要包括AT89C52單片機(jī)系統(tǒng)，A/D轉(zhuǎn)換電路，顯示電路。主要包括主程序，顯示序，A/DAT89C52LED系統(tǒng)硬件電路設(shè)5V，5.00V3-289C52有4KB的EPROM,256字節(jié)的RAM，所以一般都要根據(jù)系統(tǒng)需要容量的大小來(lái)擴(kuò)ROMRAM。本電路/EAROMRAMP1P2.0～P2.3A/D，P3ADC0809A/DA/DA/DADC0809ADC0809822(ALE)C、B、AA/D6（START）為測(cè)試控制，START2SA/D7（EOC）A/DA/DEOC9（OE）A/DOED0-D710（CLOCK）ADC0809P3.313-2系統(tǒng)的設(shè)機(jī)的開發(fā)速度快，并且的可讀性和性容易改善。序、A/D轉(zhuǎn)換測(cè)量序組成。主程序流程圖如圖3-3所示。11，EA片內(nèi)程 器。默認(rèn)通道IN0進(jìn) ，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。并加有延時(shí)程序A/D調(diào)用顯示子調(diào)用顯示子調(diào)用A/D轉(zhuǎn) 3-3系統(tǒng)的調(diào)試及性能分硬件調(diào)試的主要任務(wù)是排除硬件故障，其中包括設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和工藝性故障等。檢查也能發(fā)現(xiàn)硬件的故障。利用proteus仿真與KeilμVision3聯(lián)機(jī)進(jìn)試。燒錄好程序加載到單片機(jī)中，實(shí)物進(jìn)行端口電壓值的對(duì)比測(cè)試。表3-1列出對(duì)比值，表中采用3-1標(biāo)準(zhǔn)電壓值電壓表測(cè)得值絕對(duì)誤差表3-1測(cè)得電壓值絕對(duì)誤差均在0.02V之內(nèi)。這與采用ADC0809轉(zhuǎn)換器所能達(dá)到的0～5V,0.019V，0.02V。系統(tǒng)不足及擴(kuò)顯示?？衫肞3口的第二功能實(shí)現(xiàn)多路測(cè)量，并實(shí)現(xiàn)LED數(shù)碼管單路顯示/循環(huán)顯示功要求，可選用更的A/D轉(zhuǎn)換器，數(shù)字電壓值可能有偏差，可通過校正ADC0809的基準(zhǔn)電壓實(shí)現(xiàn)，或用編程實(shí)現(xiàn)校正。[1]MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].：高等教育[2]主編數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].：電子科技大學(xué)[3]基于AT89C51單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)[J].實(shí)用電子制作[4]，，基于89C51數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)制動(dòng)化[5]，，基于AT89S52數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)[DB].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)[6]基于AT89C51單片機(jī)的數(shù)字電壓表的Proteus仿真設(shè)計(jì)與應(yīng)用[DB].機(jī)床電器[7]基于EPROM的高精度數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)[DB].自動(dòng)化與儀器儀表[8]，基于PC的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)[DB].今日電子[9]基于單片機(jī)交直流數(shù)字電壓的設(shè)計(jì)[DB].科技信息[10]易6位半數(shù)字程控電壓表的研究[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)C voidTimeInitial()//時(shí)間初始unsignedcharcodedis