畢業(yè)設(shè)計---基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 引言…………………………………………………………………… 2</p><p>　　1.1內(nèi)容摘要………………………………………………………………………… …… 2</p><p>　　1.2設(shè)計目的……………………………………………………………………………… 2</

2、p><p>　　1.3設(shè)計任務(wù)…………………………………………………………………………… 2</p><p>　　1.4課程設(shè)計過程………………………………………………………………………… 2 </p><p>　　第二章數(shù)字電壓表簡介……………………………………………………… …… 3</p><p>　　2.1數(shù)字電壓表的介紹…

3、…………………………………………………………… 3</p><p>　　2．2數(shù)字電壓表工作原理…………………………………………………………… 3</p><p>　　第三章 總體方案設(shè)計………………………………………………………………… 3</p><p>　　第四章 硬件部分的設(shè)計………………………………………………………… 4</p>

4、<p>　　4．1 AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)概述…………………………………………………… 4</p><p>　　4．2 P0-P3口結(jié)構(gòu)…………………………………………………………… 4 </p><p>　　4．3時鐘電路和復(fù)位電路…………………………………………………… 6</p><p>　　4．4顯示電路…………………………………

5、……………………………… 7</p><p>　　4．5模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換電路…………………………………………………… 8</p><p>　　第五章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計……………………………………………………… 8</p><p>　　5．1主程序……………………………………………………………………… 9</p><p>　　5．2

6、顯示子程序………………………………………………………………… 9</p><p>　　5.3. 模/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換測量子程序………………………………………………… 11 第六章 系統(tǒng)的調(diào)試…………………………………………………………… 13</p><p>　　6.1硬件調(diào)試…………………………………………………………………… 13</p><p>　　6.2軟件調(diào)

7、試…………………………………………………………………… 14</p><p>　　七 心得體會…………………………………………………………………… 14</p><p>　　八 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………… 15</p><p>　　九 附錄…………………………………………………………………………… 1 6</

8、p><p>　　整體電路圖…………………………………………………………………………………16</p><p>　　源程序清單……………………………………………………………………………… 17</p><p>　　中斷延時程序清單……………………………………………………………………23 產(chǎn)品圖…………………………………………………………………………………… 30<

9、/p><p>　　元器件清單……………………………………………………………………………… 31</p><p>　　基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表的設(shè)計</p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　摘要: 單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù) 據(jù)處理能力（如算

10、術(shù) 運(yùn)算,邏輯運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送，中斷處理）的微處理器（CPU）。隨著單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種單片機(jī)蜂擁而至，單片機(jī)技術(shù)已成為一個國家現(xiàn)代化科技水平的重要標(biāo)志。單片機(jī)可單獨(dú)地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機(jī)最大的特征。</p><p>　　本次設(shè)計主要解決A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及顯示鍵盤控制等模塊。控制系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809。顯示采用4位LED顯示數(shù)碼管的具有

11、電壓測量功能的具有一定精度的數(shù)字電壓表。簡易數(shù)字電壓表可以測量0~5V的3路輸入電壓值，并在四位LED數(shù)碼管上輪流顯示或單路選擇顯示。測量最小分辨為0.020V，測量誤差約為±0.02V。</p><p>　　關(guān)鍵字：A/D轉(zhuǎn)換 顯示電路 AT89S52單片機(jī) 鍵盤電路</p><p><b>　　abstract</b></p><p&

12、gt;　　single chip is a round of integrated circuit chip, using the technology has several large scale according to processing power (such as arithmetic operations, logic operations, data transfer, interrupt handling) of t

13、he microprocessor (CPU). With the rapid development of the single chip microcomputer, all kinds of single chip in great Numbers, microcontroller technology has become a national modernization level of science and technol

14、ogy. SCM can complete modern industrial control alone for the int</p><p>　　This design mainly to solve A/D conversion, data processing and display the keyboard control module. AT89S52 SCM control system adop

15、ts, A/D conversion using ADC0809. Shows the four LED display digital tube with voltage measurement of the function has some precision of the digital voltmeter. Simple digital voltmeter can measure 0 ~ 5 V 3 road input vo

16、ltage values, and in the four LED digital display or taking turns on the single option to show. Least distinguishable for measuring 0.020 V, measure</p><p>　　Key words: A/D conversion display circuit AT89S52

17、 SCM keyboard circuit</p><p><b>　　1、設(shè)計目的</b></p><p>　　本課程的任務(wù)是使學(xué)生通過“簡易數(shù)字電壓表的設(shè)計”的設(shè)計過程，綜合所學(xué)課程，掌握目前自動化儀表的一般設(shè)計要求，工程設(shè)計方法，開發(fā)及設(shè)計工具的使用方法，通過這一設(shè)計實(shí)踐過程，鍛煉學(xué)生的動手能力和分析，解決問題的能力；積累經(jīng)驗，培養(yǎng)按部就班，一絲不茍的工作個對所

18、學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力。</p><p><b>　　2、設(shè)計任務(wù)及要求</b></p><p>　　設(shè)計一個簡易數(shù)字電壓表，檢測電壓0—5V，檢測精度0.02V。</p><p><b>　　擴(kuò)展到3路巡檢。</b></p><p><b>　　有鍵盤電路。</b></p

19、><p>　　有適當(dāng)?shù)目垢蓴_措施。</p><p><b>　　3、課程設(shè)計過程</b></p><p>　　獨(dú)立完成系統(tǒng)設(shè)計，經(jīng)指導(dǎo)老師同意進(jìn)行具體方案實(shí)施。</p><p>　　用ＤＸＰ畫出PCB圖。</p><p><b>　　做出PCB板。</b></p>

20、<p>　　獨(dú)立完成軟硬件系統(tǒng)調(diào)試。</p><p><b>　　軟硬件仿真。</b></p><p><b>　　焊接電路。</b></p><p><b>　　數(shù)字電壓表簡介</b></p><p>　　2.1數(shù)字電壓表的介紹</p><p&g

21、t;　　數(shù)字電壓表簡稱DVM，是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的，離散的的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。與傳統(tǒng)的模擬儀表比較，具有顯示直觀，讀數(shù)準(zhǔn)確，測量范圍寬，擴(kuò)展功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。適合于數(shù)學(xué)實(shí)驗演示及測控設(shè)備儀表等多種場合。數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心與基礎(chǔ)，電壓表的數(shù)字化是將連續(xù)的模擬量如直流電壓轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的離散數(shù)字形式并加以顯示這有別于傳統(tǒng)的以指針加刻度盤進(jìn)行讀數(shù)的方法，避免了讀數(shù)的視差和視覺疲勞。目前數(shù)字萬用表的

22、內(nèi)部核心部件是A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器的精度很大程度上影響著數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度。</p><p>　　2.2 數(shù)字電壓表的基本結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心與基礎(chǔ),電壓表的數(shù)字化是將連續(xù)的模擬量如直流電壓轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的離散的數(shù)字形式并加以顯示,這有別于傳統(tǒng)的以指針加刻度盤進(jìn)行讀數(shù)的方法, 避免了讀數(shù)的視差和視覺疲勞。目前數(shù)字電壓表的內(nèi)部核心部件是A/D轉(zhuǎn)換

23、器, 轉(zhuǎn)換器的精度很大程度上影響著數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度,數(shù)字式電壓表是由高阻抗電壓表頭與分壓電路組成的。 </p><p><b>　　1.各部分的功能</b></p><p>　　位A/D轉(zhuǎn)換器：將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。</p><p>　　基準(zhǔn)電源：提供精密電壓，供A/D轉(zhuǎn)換器作參考電壓。</p><p>　　

24、譯碼器：將二-十進(jìn)制（BCD）碼轉(zhuǎn)換成七段信號。</p><p>　　驅(qū)動器：驅(qū)動顯示器的a、b、c、d、e、f、g七個發(fā)光段，驅(qū)動發(fā)光數(shù)碼管（LED）進(jìn)行顯示。</p><p>　　顯示器：將譯碼輸出的七段信號進(jìn)行數(shù)字顯示，讀出A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。</p><p>　　第三章 總體方案設(shè)計</p><p>　　按系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)采

25、用AT89S52單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809，顯示采用LED七段共陽極數(shù)碼管。系統(tǒng)除能確保實(shí)現(xiàn)單/多路選擇，通道號選擇，復(fù)位控制的功能外，還可以方便地進(jìn)行其它8路模擬量的測量。簡易數(shù)字電壓表設(shè)計方案框圖如圖1</p><p>　　圖1簡易數(shù)字電壓表設(shè)計方案</p><p>　　第四章 硬件部分的設(shè)計</p><p>　　簡易數(shù)字電壓測量電路由A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)

26、據(jù)處理及顯示控制等組成，電路原理圖如圖所示（見附錄圖一）。A/D轉(zhuǎn)換由集成電路0809完成。0809具有8路模擬輸入端口，地址線（23~- 25腳）可決定對哪一路模擬輸入作A/D轉(zhuǎn)換。22腳為地址鎖存控制，當(dāng)輸入為高電平時，對地址信號進(jìn)行鎖存。6腳為測試控制，當(dāng)輸入一個2uS寬高電平脈沖時，就開始A/D轉(zhuǎn)換。7腳為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，7腳輸出高電平。9腳為A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許控制，當(dāng)OE腳為高電平時，A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)

27、從該端口輸出。10腳為0809的時鐘輸入端，利用單片機(jī)30腳的六分頻晶振頻率再通過14024二分頻得到1MHz時鐘。單片機(jī)的P1、P3.0~P3.3端口作為四位LED數(shù)碼管顯示控制。P3.5端口用作單路顯示/循環(huán)顯示轉(zhuǎn)換按鈕，P3.6端口用作單路顯示時選擇通道。P0端口作A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入用，P2端口用作0809的A/D轉(zhuǎn)換控制。</p><p>　　4．1 AT8９Ｓ５２內(nèi)部結(jié)構(gòu)概述</p>&

28、lt;p><b>　　概述：</b></p><p>　　AT89S52是低電壓高性能的8位CMOS微控制器，8K字節(jié)可在線編程（ISP）的flash存儲區(qū)。AT89S52采用Atmel高密度非易失性存儲技術(shù)，兼容80C51指令集和管腳。片上flash支持ISP和傳統(tǒng)的flash編程器進(jìn)行重新編程。通用的8位CPU外加在線編程，Atemel借此提供了一個靈活、高效的嵌入式應(yīng)用解決方案。

29、 　　AT89S52有以下優(yōu)點(diǎn)：8K flash，256B RAM，32個I/O接口，看門狗，三個十六位定時器/計數(shù)器，六個中斷矢量、兩級優(yōu)先權(quán)，一個全雙工的串行口，片上的振蕩器和時鐘電路（不懂，好像沒有這些東西）。另外，AT89S52設(shè)計了靜態(tài)邏輯（不懂），可以將時鐘頻率降低到0Hz.用軟件可以設(shè)置兩種省電模式：1.低電壓空閑模式（The idle model），cpu不在工作，但是RAM、定時器/計數(shù)器、串行口、中斷系統(tǒng)一直工作；2

30、.電源睡眠模式（The power-down model）只保存RAM中的內(nèi)容，但是停止振蕩器，其他片上功能失效直到中斷喚醒或硬件重啟。 </p><p><b>　　基本參數(shù)：</b></p><p>　　類別：集成電路 (IC) </p><p>　　家庭：嵌入式 - 微控制器 </p><p><b>　

31、　系列：89S </b></p><p>　　核心處理器：8051</p><p><b>　　芯體尺寸：8-位 </b></p><p><b>　　速度：24MHz </b></p><p>　　連通性：UART/USART </p><p>　　外圍設(shè)備：W

32、DT 　</p><p>　　輸入/輸出數(shù)：32 　</p><p>　　程序存儲器容量：8KB (8K x 8</p><p>　　程序存儲器類型：FLASH 　</p><p>　　RAM 容量：256 x 8 　</p><p>　　電壓 - 電源 (Vcc/Vdd)：4 V ~ 5.5 V 　</p>

33、;<p><b>　　振蕩器型：內(nèi)部 　</b></p><p>　　工作溫度：-40°C ~ 85°C </p><p>　　封裝/外殼：40-DIP 　</p><p><b>　　包裝：管件 </b></p><p><b>　　主要特征：</

34、b></p><p>　　1.兼容MCS-51指令 　</p><p>　　2.8K字節(jié)支持在線編程的flash存儲區(qū)，可以進(jìn)行1000次擦寫 　　</p><p>　　工作電壓4.0v-5.5v(有待驗證，呵呵) 　　</p><p>　　4.256x8bit片內(nèi)RAM 　　</p><p>　　5.三個16B

35、it定時器/計數(shù)器 　</p><p>　　6.8個中斷源 　　</p><p>　　7.全雙工UART串行通道 　</p><p>　　8.低電壓空閑模式和電源睡眠模式 　</p><p>　　9.電源睡眠模式下，中斷觸發(fā)返回原狀態(tài) </p><p>　　10.兩個數(shù)據(jù)指針DP 　</p><p&

36、gt;　　11.電源關(guān)閉標(biāo)志 　</p><p>　　12.fast Programming Time快速編程 　</p><p>　　13.綠色包裝（無鉛及鹵化物） </p><p><b>　　P0-P3口結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　P0口功能 ：P0口具有兩種功能：第一，P0口可以作為通用I/O接口使用，P0

37、.7—P0.0用于傳送CPU的輸入/輸出數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)時可以得到鎖存，不需外接專用鎖存器，輸入數(shù)據(jù)可以得到緩沖。第二，P0.7—P0.0在CPU訪問片外存儲器時用于傳送片外存儲器de低8位地址，然后傳送CPU對片外存儲器的讀寫</p><p>　　P1口 功能  ：P1口的功能和P0口de第一功能相同，僅用于傳遞I/O輸入/輸出數(shù)據(jù)。 </p><p>　　P2口的功能 ：P2口

38、的第一功能和上述兩組引腳的第一功能相同，即它可以作為通用I/O使用。它的第二功能和P0口引腳的第二功能相配合，作為地址總線用于輸出片外存儲器的高8位地址。 </p><p>　　P3口功能 ：P3口有兩個功能：第一功能與其余三個端口的第一功能相同；第二功能作控制用，每個引腳都不同。</p><p>　　表2.1 P3口第二功能</p><p><b>　　

39、如圖所示</b></p><p>　　4．2時鐘電路和復(fù)位電路</p><p>　　單片機(jī)的時鐘信號用來提供單片機(jī)內(nèi)各種微操作的時間基準(zhǔn)；復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的狀態(tài)開始運(yùn)行。</p><p><b>　　1. 時鐘電路</b></p><p>　　單片機(jī)的時鐘信號通常用兩種電

40、路形式得到：內(nèi)部振蕩和外部振蕩方式。</p><p><b>　　圖2 內(nèi)部振蕩電路</b></p><p>　　圖2.1 外部振蕩電路</p><p><b>　　2 復(fù)位電路</b></p><p>　　當(dāng)MCS-5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機(jī)器周期以上的高電平時，根

41、據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。</p><p>　　上電復(fù)位要求接通電源后，自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。</p><p><b>　　圖2.2 上電復(fù)位</b></p><p><b>　　圖2.3 開關(guān)復(fù)位</b></p><p>　　上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片

42、機(jī)自動復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。上電后，由于電容C3的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵K后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。</p><p><b>　　4．3顯示電路</b></p><p>　　led數(shù)碼管（LED Segment Displays）

43、是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，led數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖2是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部

44、電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。led數(shù)碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。選用時要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。下面將介紹常用LED數(shù)碼管內(nèi)部引腳圖片 　　圖1 這是一個7段兩位帶小數(shù)點(diǎn) 10引腳的LED數(shù)碼管 圖2 引腳定義 　　每一筆劃都是對應(yīng)一個字母表示 DP是小數(shù)點(diǎn)</p><p>　　每一筆劃都是對應(yīng)一個字母表示 DP是小數(shù)點(diǎn). &l

45、t;/p><p>　　LED數(shù)碼管引腳定義</p><p>　　10引腳的LED數(shù)碼管</p><p><b>　　驅(qū)動方式</b></p><p><b>　　概述</b></p><p>　　數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此

46、根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。 </p><p><b>　　靜態(tài)顯示驅(qū)動</b></p><p>　　靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O端口多，如驅(qū)動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5

47、15;8=40根I/O端口來驅(qū)動，要知道一個89S51單片機(jī)可用的I/O端口才32個呢：），實(shí)際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。</p><p><b>　　動態(tài)顯示驅(qū)動</b></p><p>　　數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp&q

48、uot;的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)

49、亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。 </p><p><b>　　主要參數(shù)</b></p><p><b>　　8字高度</b></

50、p><p>　　8字上沿與下沿的距離。比外型高度小。通常用英寸來表示。范圍一般為0.25-20英寸。 </p><p><b>　　長*寬*高</b></p><p>　　長——數(shù)碼管正放時，水平方向的長度；寬——數(shù)碼管正放時，垂直方向上的長度；高——數(shù)碼管的厚度。 </p><p><b>　　時鐘點(diǎn)</b

51、></p><p>　　四位數(shù)碼管中，第二位8與第三位8字中間的二個點(diǎn)。一般用于顯示時鐘中的秒。 </p><p>　　數(shù)碼管使用的電流與電壓</p><p><b>　　電流</b></p><p>　　靜態(tài)時，推薦使用10-15mA；動態(tài)時，16/1動態(tài)掃描時，平均電流為4-5mA，峰值電流50-60mA。 &

52、lt;/p><p><b>　　電壓</b></p><p>　　數(shù)量是多少？當(dāng)紅色與黃綠色時，使用1.9V乘以每段的芯片串聯(lián)的個數(shù)；當(dāng)綠色/藍(lán)色時，使用3.1V乘以每段的芯片串聯(lián)的個數(shù)。 </p><p><b>　　74ls244</b></p><p>　　74LS244為3態(tài)8位緩沖器，一般用作

53、總線驅(qū)動器。74LS244沒有鎖存的功能。地址鎖存器就是一個暫存器，它根據(jù)控制信號的狀態(tài)，將總線上地址代碼暫存起來。8086/8088數(shù)據(jù)和地址總線采用分時復(fù)用操作方法，即用同一總線既傳輸數(shù)據(jù)又傳輸?shù)刂贰?lt;/p><p>　　簡介 當(dāng)微處理器與存儲器交換信號時，首先由CPU發(fā)出存儲器地址，同時發(fā)出允許鎖存信號ALE給鎖存器，當(dāng)鎖存器接到該信號后將地址/數(shù)據(jù)總線上的地址鎖存在總線上，隨后才能傳輸數(shù)據(jù)。 </p

54、><p><b>　　74ls244圖例</b></p><p>　　鎖存器是一個很普通的時序電路。一般的，它在時鐘上升沿或者下降沿來的時候鎖存輸入，然后產(chǎn)生輸出，在其他的時候輸出都不跟隨輸入變化，這就是所謂邊緣觸發(fā)的D觸發(fā)器。 　　通常用作單片機(jī)的地址鎖存器的芯片有74LS373、8282、74LS273、74HC373等。 　　 </p><p&g

55、t;<b>　　74ls244</b></p><p>　　74LS244、74LS273、74LS373、74LS377等芯片都能組成輸入、輸出接口。</p><p><b>　　用途</b></p><p>　　它主要用于三態(tài)輸出，作為地址驅(qū)動器、時鐘驅(qū)動器、總線驅(qū)動器和定向發(fā)送器等。其真值表如下：74Ls244真值表

56、 　　 </p><p>　　74LS244真值表</p><p><b>　　[1]</b></p><p>　　L表示低電平 　　H表示高電平 　　X表示不定狀態(tài) 　　Z表示高阻態(tài) </p><p><b>　　技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　74Ls244技術(shù)參數(shù)

57、 　　 </p><p>　　本次設(shè)計采用數(shù)碼管，數(shù)碼管是最常用的一種顯示器件，它是由幾個發(fā)光二極管組成的8字段顯示器件，其特點(diǎn)是價格非常的便宜，使用也非常的方便，顯示效果非常的清楚。小電流下可以驅(qū)動每光，發(fā)光響應(yīng)時間極短，體積小，重量輕，抗沖擊性能好，壽命長。但數(shù)碼管只能是顯示0——9的數(shù)據(jù)。不能夠顯示字符。這也是數(shù)碼管的不足之處。（見圖3）</p><p><b>　　圖3

58、共陽數(shù)碼管</b></p><p>　　這次設(shè)計中，采用的是74LS244中的1Y1到2Y4的輸出信號驅(qū)動數(shù)碼管的a .b.c.d.e.f.g七段顯示。（如圖4）</p><p><b>　　圖4 顯示電路</b></p><p>　　4．4模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換電路</p><p><b>　　AD

59、C0809概述</b></p><p>　　ADC0809是美國國家半導(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路模擬輸入信號中的一個進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片 </p><p><b>　　1．主要特性</b></p>

60、<p>　　1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。 　　</p><p>　　具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。</p><p>　　3）轉(zhuǎn)換時間為100μs(時鐘為640kHz時)，130μs（時鐘為500kHz時）</p><p>　　4）單個+5V電源供電 </p><p>　　5）模擬輸入電壓范圍0～+5V，不需零點(diǎn)和滿刻

61、度校準(zhǔn)。</p><p>　　6）工作溫度范圍為-40～+85攝氏度</p><p>　　7）低功耗，約15mW。 </p><p><b>　　2．內(nèi)部結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D

62、轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時電路組成。</p><p>　　3．外部特性（引腳功能）</p><p>　　ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖所示。</p><p>　　下面說明各引腳功能。 　　</p><p>　　IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。 </p><p>　　2-1～2-8

63、：8位數(shù)字量輸出端。 　</p><p>　　ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路 　　 </p><p>　　ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。</p><p>　　START： A/D轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換）。 </p&g

64、t;<p>　　EOC： A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 　</p><p>　　OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 </p><p>　　CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。 　</p><p&g

65、t;　　REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。 　</p><p>　　Vcc：電源，單一+5V。 　　</p><p><b>　　GND：地。 </b></p><p>　　ADC0809的工作過程</p><p>　　首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器

66、。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當(dāng)OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 　　轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換的完成，因為只有確認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。為此可

67、采用下述三種方式。 　　</p><p>　　定時傳送方式 　　對于一種A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時間作為一項技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。例如ADC0809轉(zhuǎn)換時間為128μs，相當(dāng)于6MHz的MCS-51單片機(jī)共64個機(jī)器周期?？蓳?jù)此設(shè)計一個延時子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用此子程序，延遲時間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 　　</p><p>　　( 2 )查詢方式 　　A

68、/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢方式，測試EOC的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 　</p><p>　　中斷方式 　　把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號（EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 　　不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號有效時，OE信號即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片

69、機(jī)接受。</p><p>　　因為AD0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，它是由一個8路的模擬開關(guān)、一個地址鎖存譯碼器、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(jìn)行轉(zhuǎn)換。些A/D轉(zhuǎn)換器是的特點(diǎn)是8位精度，屬于并行口，如果輸入的模擬量變化大快，必須在輸入之前增加采樣電路。（如圖5）</p><p>　　圖5 A/

70、D轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　第五章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計</p><p><b>　　5．1主程序</b></p><p>　　在剛上電時，系統(tǒng)默認(rèn)為循環(huán)顯示8個通道的電壓值狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行一次測量后，將顯示每一通道的A/D轉(zhuǎn)換值，每個通道的數(shù)據(jù)顯示時間為1S左右。主程序在調(diào)用顯示子程序和測試之程序之間循環(huán)，主程序流程圖見圖。（整體電路圖見附錄1）&

71、lt;/p><p><b>　　主程序流程圖</b></p><p>　　;* </p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　A/D轉(zhuǎn)換流程圖</b></p><p>　　數(shù)字電壓表程序清單（見附錄2）<

72、/p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#include<intrins.h></p><p>　　#define uchar unsigned char </p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit ST=

73、P2^3;</p><p>　　sbit OE =P2^5;</p><p>　　sbit EOC =P3^2;</p><p>　　sbit clk=P3^3;</p><p>　　sbit key1=P3^6;</p><p>　　sbit AT=P2^0;</p><p>　　sbit B

74、T=P2^1;</p><p>　　sbit CT=P2^2;</p><p>　　sbit seg1=P3^0;</p><p>　　sbit seg2=P3^1;</p><p>　　sbit seg3=P3^7;</p><p>　　sbit seg4=P2^4;</p><p><

75、;b>　　uint dat;</b></p><p>　　uint dianya;</p><p>　　uint a1,a2,a3,a4;</p><p>　　code unsigned char tab[]={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09};//小數(shù)部分 </p>

76、<p>　　//code unsigned char tab1[]={0x02,0x9e,0x24,0x0c,0x98,0x48,0x40,0x1e,0x00,0x08};//整數(shù)部分</p><p>　　void delay(uint z ) //延時微妙級函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　wh

77、ile(z--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delayms(uint n)//延時nms程序</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i,j;</b></p><p>

78、　　for(i=n;i>0;i--)</p><p>　　for(j=110;j>0;j--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void clock() //時鐘函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　T

79、MOD=0X20;</p><p><b>　　TH1=0xce;</b></p><p><b>　　TL1=0xce;</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　ET1=1;</b></p>&l

80、t;p><b>　　TR1=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void zhuanhuan()//adc0809轉(zhuǎn)換函數(shù)</p><p><b>　　{AT=0;</b></p><p><b>　　BT=0;<

81、;/b></p><p><b>　　CT=0;</b></p><p><b>　　OE=0;</b></p><p><b>　　ST=1;</b></p><p>　　delay(800);</p><p><b>　　ST=0;&

82、lt;/b></p><p>　　delayms(5);</p><p>　　while(EOC==0);</p><p><b>　　OE=1;</b></p><p><b>　　dat=P0;</b></p><p>　　dianya=dat*2;</p&g

83、t;<p>　　a1=dianya%1000/100;</p><p>　　a2=dianya%100/10;</p><p>　　a3=dianya%10;</p><p>　　a4=dianya/1000;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void d

84、isp(a1,a2,a3,a4)//數(shù)碼管顯示函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1=tab[a4];</p><p><b>　　seg1=0;</b></p><p>　　delay(200);</p><p><b>　　se

85、g1=1;</b></p><p>　　P1=tab[a1]; </p><p><b>　　seg2=0;</b></p><p>　　delay(200);</p><p><b>　　seg2=1;</b></p><p>　　P1=tab[a2];<

86、/p><p><b>　　seg3=0;</b></p><p>　　delay(200);</p><p><b>　　seg3=1;</b></p><p>　　P1=tab[a3];</p><p><b>　　seg4=0;</b></p>

87、;<p>　　delay(200);</p><p><b>　　seg4=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><

88、b>　　clock();</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　zhuanhuan();</p><p>　　disp(a1,a2,a3,a4);</p><p><b

89、>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void timer1(void) interrupt 3 //定時器1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　TH1=0xce;</b></

90、p><p><b>　　TL1=0xce;</b></p><p><b>　　clk=~clk;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　第六章 系統(tǒng)的調(diào)試</b></p><p>　　完成了系統(tǒng)的

91、硬件設(shè)計，制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按設(shè)計意圖正常運(yùn)行，必須進(jìn)行系件和軟件調(diào)統(tǒng)調(diào)試。調(diào)試分了硬試</p><p><b>　　6．1 硬件的調(diào)試</b></p><p>　　硬件調(diào)試的主要任務(wù)是排除硬件故障，其中包括設(shè)計的錯誤和工藝性故障等。</p><p>　　1.檢查所設(shè)計的硬件電路板所有的器件和引腳是否正確，尤其是電源的連接是否正確

92、；檢查各總線是否有短路的故障。檢查開關(guān)/按鍵是否正常，是否連接正確，為了保護(hù)芯片，應(yīng)先對各IC座電位進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤后再插入芯片。</p><p>　　a.第一步，我們用數(shù)字萬用表進(jìn)行了逐一對點(diǎn)的檢查，檢查各導(dǎo)線間是否有短路與開路的故障。（檢測導(dǎo)線導(dǎo)通-連接無誤）</p><p>　　b.第二步測輸入5V電源（0V地）線是否與電路中的對應(yīng)點(diǎn)的電源（地）線相連接是否正確；及檢查開關(guān)/按鍵是

93、否正常，是否連接正確。（檢測導(dǎo)線導(dǎo)通-連接無誤-按鍵正常）</p><p>　　c．測芯片管座與芯片管座之間用導(dǎo)線連接起來的對應(yīng)腳是否導(dǎo)通與截止。（檢測對應(yīng)腳的導(dǎo)線連接導(dǎo)通-連接正常）</p><p>　　2.將40芯片的仿真插頭插入單片機(jī)插座進(jìn)行調(diào)試，檢查各接口是否滿足設(shè)計的要求，有正常的程序測試硬件電路的好壞。。</p><p>　　3.將顯示子程序經(jīng)過keil

94、l軟件仿真生成（.hex）文件，用編程器將生成的(.hex)文件寫入AT89S52芯片。</p><p>　　4.將寫入顯示程序的芯片AT89C51插入硬件電路單片機(jī)管座，觀看顯示電路的4路數(shù)碼管是否正常發(fā)光?！緮?shù)碼管發(fā)光正常-電路能運(yùn)行】</p><p>　　5.將整機(jī)程序生成的（.hex）文件寫入AT89ｓ５２芯片，插入單片機(jī)插座進(jìn)行調(diào)試，檢查各接口是否滿足設(shè)計的要求，有正常的程序測試

95、硬件電路的好壞。當(dāng)我們把前幾步準(zhǔn)備工作都做完以后通電進(jìn)行總調(diào)。</p><p>　　a.通道號為0時，測ADC0809的26腳（IN0）顯示電路顯示通道號與電壓值為02.95，對可變電位器進(jìn)行調(diào)試，顯示電壓變動，用萬用表檢測ADC0809的28腳對地電壓，與設(shè)計的顯示器上的值相差無幾。</p><p>　　b.通道號為1時，測ADC0809的27腳（IN1）顯示電路顯示通道號與電壓值為12

96、.45，對可變電位器進(jìn)行調(diào)試，顯示電壓變動，萬用表測試正常。</p><p>　　c. 通道號為2時，測ADC0809的28腳（IN2）顯示電路顯示通道號與電壓值為24.45，對可變電位器進(jìn)行調(diào)試，顯示電壓變動，萬用表測試正常。</p><p>　　d.當(dāng)按下【單路/多路巡檢】時，通道號與電壓值同步改變正常，再按一下【單路/多路巡檢】時通道號與電壓固定不再變動。因為我們做的是3路巡檢，所以

97、當(dāng)顯示電路的通道號為2時，下一步顯示電路的通道號將變?yōu)?。</p><p>　　e.按下【通道選擇】時，每當(dāng)按一下時變一通道，在按一下時又變一個通道，即完成通道號的選擇。</p><p>　　f.按下【復(fù)位】按鍵時，通道號將變成0通道，電壓也為初始值。</p><p>　　g.硬件電路調(diào)試與測試均正常。</p><p>　　（硬件調(diào)試結(jié)果見附

98、錄4）</p><p><b>　　6．2 軟件的調(diào)試</b></p><p>　　軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序的錯誤，同時也能發(fā)現(xiàn)硬件的故障。軟件調(diào)試是一個模塊一個模塊進(jìn)行的。首先單獨(dú)調(diào)試各子程序是否能夠按照預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常。最后調(diào)試整個程序。尤其注意的是各模塊間能否正確的傳遞參數(shù)。</p><p

99、>　　1. 檢查LED顯示模塊程序。觀察在LED上是否能夠顯示相應(yīng)的字符。</p><p>　　2. 檢查按鍵模塊程序。</p><p>　　3. 檢查A/D轉(zhuǎn)換模塊程序?？梢栽谟布娐返妮斎攵溯斎胍阎膸讉€電壓，分別觀察LED上是否顯示相應(yīng)的電壓值。（軟件調(diào)試結(jié)果見附錄4）</p><p>　　4．所有程序運(yùn)行正常后，在這個程序中加入中斷延時50ms。（軟件

100、調(diào)試后加入中斷程序清單見附錄3）</p><p><b>　　七、 心得體會</b></p><p>　　經(jīng)過將近兩周的單片機(jī)設(shè)計實(shí)訓(xùn)，終于完成了數(shù)字電壓表的設(shè)計，這次設(shè)計基本達(dá)到設(shè)計要求，這是我們團(tuán)隊合作的結(jié)果，在這次實(shí)訓(xùn)中我們分工合作，發(fā)揮團(tuán)隊精神最后完成了設(shè)計?？粗O(shè)計出來的產(chǎn)品內(nèi)心無比高興，同時通過這次的實(shí)訓(xùn)我也明白了很多。</p><p&

101、gt;　　在本次設(shè)計的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，雖然以前還做過這樣的設(shè)計但這次設(shè)計讓我增長很多知識。對于這次的單片機(jī)設(shè)計，是把硬件和軟件結(jié)合起來的設(shè)計，這也是我們第一次做這樣的硬軟件結(jié)合的設(shè)計。在這次設(shè)計中，其硬件電路是比較簡單的，但也需要足夠的耐心加細(xì)心，同時也需要一定的硬件知識基礎(chǔ)。只有這樣才能保證電路的成功。而且在這次設(shè)計中硬件是基礎(chǔ)，只有把基礎(chǔ)打好才會有更高的設(shè)計。硬件工作完成了就是解決程序設(shè)計的問題，程序設(shè)計是一個很靈活的東西

102、，它反映了我們解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力，它是一個設(shè)計的靈魂所在。因此在整個設(shè)計過程中大部分時間是用在程序上面的。很多子程序是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個子程序才是關(guān)鍵的問題所在，這需要對單片機(jī)的結(jié)構(gòu)很熟悉。通過我們努力和老師的指導(dǎo)最終完成了程序設(shè)計。</p><p>　　要設(shè)計一個成功的電路，必須要有耐心，要有堅持的毅力。在整個電路的設(shè)計過程中，花費(fèi)時間最多的是各個單元電路的連接及電路的細(xì)節(jié)設(shè)計上，如在多

103、種方案的選擇中，我們仔細(xì)比較分析其原理以及可行的原因。這就要求我們對硬件系統(tǒng)中各組件部分有充分透徹的理解和研究，并能對之靈活應(yīng)用。通過這次實(shí)訓(xùn)，我在書本理論知識的基礎(chǔ)上又有了更深層次的理解。</p><p>　　在兩周的實(shí)訓(xùn)中，收獲知識的同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟與合作。我們通過查找大量資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考的能力還培養(yǎng)了動手操作能力。更重要的是我們學(xué)會了學(xué)習(xí)的方法，這是日后最實(shí)用

104、的。面對社會的挑戰(zhàn)，只有通過不斷的學(xué)習(xí)和實(shí)踐才能完成知識的積累，才能更好的提高自己取得更好的成績。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文《基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表的設(shè)計》終于完成了， 這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺，這 除了自身的努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵

105、是分不開的。 </p><p>　　在本論文的寫作過程中， 我的導(dǎo)師xx 老師傾注了大量的心血， 從選題到開 題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循循 善誘，在此我表示衷心感謝。同時我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持 的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。 寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新 的學(xué)習(xí)生活的開始。我將銘記我曾是一名 西華師范大學(xué) 學(xué)子，

106、在今后的工作中把xx大學(xué) 的優(yōu) 良傳統(tǒng)發(fā)揚(yáng)光大。 </p><p>　　感謝各位專家的批評指導(dǎo)！</p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、 余錫存 曹國華 《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》 （第二版）[M] 西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　2、蔡明文 馮先成 《單片機(jī)課程設(shè)

107、計 》 [M] 北京： 華中科技大學(xué)出版社 2007年12月</p><p>　　3、零點(diǎn)工作室 劉剛 彭榮群《 Protel DXP 2004 SP2 》 [M] 北京：　電子工業(yè)出版社</p><p>　　4譚浩強(qiáng) 《Ｃ程序設(shè)計》（第三版） [M] 北京： 清華大學(xué)出版社</p><p>　?。掂嵗颉《瓬Y 《Ｃ＋＋語言程序設(shè)計》（第３版）

108、 [M] 北京： 清華大學(xué)出版社</p><p><b>　　附錄一</b></p><p><b>　　附錄2</b></p><p><b>　　失敗的PCB板</b></p><p><b>　　成功的PCB板</b></p>&