【正文】 .................................................................................. 23 課程設(shè)計評語 ....................................................................... 37 1 第一章 緒 論 系統(tǒng)設(shè)計任務分析 本設(shè)計由 A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及顯示控制等組成，測量 0～ 5V范圍內(nèi)的輸入電壓值，由 LCD1602 掃描顯示，最大分辨率 ，誤差177。 。數(shù)字電壓表的核心為 ST89C52 單片機和 ADC0832 A/D 轉(zhuǎn)換集成芯片。 本系統(tǒng)的核心控制芯片 選用的是 STC89C52RC。 單片機在各個技術(shù)領(lǐng)域中的迅猛發(fā)展，與單片機所構(gòu)成的計算機應用系統(tǒng)的特點有關(guān)： 1 單片機構(gòu)成的應用系統(tǒng)有較大的可靠性。 2 系統(tǒng)構(gòu)建簡潔、易行，能方便的實現(xiàn)系統(tǒng)功能。 3 由于構(gòu)成的系統(tǒng)是一個計算機系統(tǒng)，相當多的功能由軟件實現(xiàn)，故具有柔性特點 和 優(yōu)異的性能價格比。 第二章 總體方案設(shè)計與選擇的論證 單片機的說明 單片機的原名叫 Microcontroller，即微型控制器。顧名思義，單片機有別于 通用微型計算機，它是專門為控制和智能儀器設(shè)計的一種集成度很高的微型計算機。其控制功能強，有優(yōu)異的性能 /價格比，有很高的可靠性。因而，單片機的應用范圍在不斷的擴大，它已經(jīng)成了人類生活中不可缺少的工具。下面介紹單片機在幾個方面的典型應用。 單片機的應用 (1)單片機在智能儀器中的應用 2 單片機廣泛的用于各種儀器儀表中，使儀器儀表數(shù)字化、微型化和智能化，提高它們的測量速度、測量精度和自動化程度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，便于使用、維修和改進，提高其性能 /價格比。 (2)單片機在機電一體化產(chǎn)品中的應用 機電 一體化是機械工業(yè)發(fā)展的方向。機電一體化產(chǎn)品是指，集機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和控制技術(shù)于一體，具有智能化特征的機電產(chǎn)品。例如，微機控制的數(shù)控機床、機器人等。單片機作為機電產(chǎn)品中的控制器，能充分的發(fā)揮它的體積小、可靠性高、功能強等優(yōu)點，大大提高了機器的自動化、智能化程度。 (3)單片機在過程控制中的應用 過程控制是微型機應用最多、最有效的方面之一，單片機廣泛的 應用 于過程控制。它既可以作為主機控制，也可以作為分布式控制系統(tǒng)的前端機，對現(xiàn)場的信息進行實時的測量和控制。單片機可用于開關(guān)量控制、順序控制及邏輯控 制等。如鍋爐控制、電機控制、機器人控制、交通信號燈控制、造紙紙漿濃度控制、紙張定量水分及厚薄控制 、 雷達與導彈控制以及航天導航系統(tǒng)魚雷制導系統(tǒng)控制等。 (4)單片機在計算機網(wǎng)絡及通信中的應用 由于高性能單片機中集成有 SDLC 通信接口，因而使其在計算機網(wǎng)絡及通信設(shè)備中得到了廣泛的應用。 例如： Intel 公司的 8044，由 8051 單片機及 SDLC 通信接口組合而成，用高性能的串行接口單元 SIU 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 UART，采用雙絞線、半雙工通信形式，特別適合遠距離通信。以 8044 位基礎(chǔ)組成的位總線是一種高性能、低價格的分布式 控制系統(tǒng)，傳送距離可達 1200m，傳送速度為 ，網(wǎng)絡節(jié)點為28 個。此外，單片機在自動撥號無線電話網(wǎng)、串行自動呼叫應答設(shè)備、程控電話、無線電遙控等方面都有廣泛的應用。 (5)單片機在家用電器方面的應用 單片機廣泛的應用于家用電器產(chǎn)品中，例如：洗衣機、電冰箱、微波爐、電飯煲、高級智能玩具、收錄機等配上單片機后 ,大大提高了產(chǎn)品的性能，倍受人們的喜愛?？梢哉f ,單片機在人們?nèi)粘Ｉ钪袘盟艿降南拗浦饕皇?3 技術(shù)問題，而是創(chuàng)造力和技巧上的問題。 單片機的結(jié)構(gòu)特點 控制電路設(shè)計是系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù) 處理的核心，而作為控制核心的單片機種類很多，如 PIC 等等。根據(jù)任務書的要求以及系統(tǒng)實際的需要， 本次畢業(yè)設(shè)計 采用STC89C52RC 作為系統(tǒng)的微控制器芯片。 特點是 ， STC89C52RC 的內(nèi)核和 AT51 系列單片機一樣，故引腳也相同 。但是 STC89C52RC可以通過 STC_ISP軟件下載進行燒錄 。 單片機引腳配置 圖 引腳配置圖 鑒于 STC89C52RC 與 MCS51 單片機 類似， 現(xiàn)介紹 MCS51 單片機 如下文。 MCS51 單片機 采用 40 引腳雙列直插封裝（ DIP）形式。對于 CHMOS 單片機除采用 DIP 形式外，還采用方形封裝工藝。由于受到引腳數(shù)目的限制，所以有部分引腳具有第二功能。 在單片機的 40條引腳中，有 2 條用于主電源的引腳， 2 條外接晶體的引腳，控制或其他電源復用引腳 RST/ Vpd、 ALE、和 VPP， 32 條輸入 /輸出引腳。下面就本系統(tǒng)用到的引腳分別說明這些引腳的名稱和功能。 (1)主電源引腳 V CC 和 GND 4 VCC：接 +5V 電源 GND：接電源地 (2)鐘電路引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1：接外部晶體的一端。在單片機內(nèi)部，它是反相放大器的輸入端，該放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。在采用外部時鐘電 路時，對于 HMOS 單片機，此引腳必須接地；對 CHMOS 單片機，此引腳作為驅(qū)動端。 XTAL2：接外部晶體的另一端。在單片機內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端，振蕩器的頻率是晶體振蕩頻率。若采用外部時鐘電路時，對于HMOS 單片機，該引腳輸入外部時鐘脈沖；對于 CHMOS 單片機，此引腳應懸空。 (3)信號引腳 RST/Vpd RST/Vpd:復位 /備用電源輸入端。單片機上電后，只要在該引腳上輸入 24個振蕩周期（ 2 個機器周期）寬度以上的高電平就會使單片機復位；若在 RST與 VCC 之間接一個 10μ F 的電容，而在 RST 與 GND 之間接一個 的下拉電阻，則可實現(xiàn)單片機上電自動復位。 RST/Vpd 具有復用功能，在主電源 VCC 掉電期間，該引腳可接上 +5V 備用電源。當 VCC 下掉到低于規(guī)定的電平，而 Vpd 在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)時， Vpd就向片內(nèi) RAM 提供備用電源，以保持片內(nèi) RAM 中的信息不丟失，復電后能繼續(xù)正常運行。 (4)輸入 /輸出（ I/O）引腳 P0、 P P2 和 P3 MCS51 單片機有 4 個雙向并行的 8 位 I/O 口 P0～ P3， P0 口為三態(tài)雙向口，可驅(qū)動 8 個 TTL 電路， P P P3 口為準雙向口（作為輸入時，口線被拉成高電平，故稱為準雙向口），其負載能力為 4 個 TTL 電路。 :P0 口是一個 8 位雙向 I/O 端口。在訪問片外存儲器時，它分時提供低 8 位地址和作 8 位雙向數(shù)據(jù)總線。在 EPROM 編程時，從 P0 口輸入指令字節(jié)；在驗證程序時，則輸出指令字節(jié)（驗證時，要外接上拉電阻）。 P0 口能以吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 LSTTL 負載。 5 圖 P0 口 1 位結(jié)構(gòu)圖 :P1 口是 8 位準雙向 I/O 端口。在 EPROM 編程和程序驗證時，它輸入低 8 位地址。 P1 口能驅(qū)動 4 個 LSTTL 負載。 圖 P1 口 1 位結(jié) 構(gòu)圖 :P2 口是一個 8 位準雙向 I/O端口。在 CPU 訪問外部存儲器時，它輸出高 8 位地址。在對 EPROM 編程和程序驗證時，它輸入高 8 位地址。 P2口可驅(qū)動 4 個 LSTTL 負載。 6 圖 P2 口 1 位結(jié)構(gòu)圖 :P3 口是 8 位準雙向 I/O 端口。它是一個復用功能口。作為第一功能使用時，為普通 I/O 口，其功能和操作方法與 P1 口相同。作為第二功能使用時，各引腳的定義如表 31 所示。 P3 口的每一條引腳均可獨立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。 P3 口能驅(qū)動 4 個 LSTTL 負載。 圖 P3 口 1 位結(jié)構(gòu)圖 表 : 口線 第二功能 7 RXD (串行口輸入 ) TXD (串行口輸出） INT0 (外部中斷 0 輸入 ) INT1(外部中斷 1 輸入 ) T0 (定時器 0 的外部輸入） T1 (定時器 1 的外部輸入） WR (外部數(shù)據(jù)存儲器“寫”信號輸出） RD (外部數(shù)據(jù)存儲器“讀”信號輸出） 模塊介紹 概述 ADC0832 是美國國家半導體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。學習并使用 ADC0832 可是使我們了解 A/D轉(zhuǎn)換器的原理，有助于我們單片機技術(shù)水平的提高。 ADC0832 主要特性如下： 8 位分辨率； 逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 ； 雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換； 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容； 5V 電源供電時輸入電壓在 0~5V 之間； 工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為 32μ S； 一般功耗僅為 15mW； 8P、 14P— DIP（雙列直插）、 PICC 多種封裝； 商用級芯片溫寬為 0176。C to +70176。C ，工業(yè)級芯片溫寬為 ?40176。C to +85176。C； 引腳功能及描述 ADC0832 的 引腳 如圖所示。各引腳功能如下： 8 圖 ADC0832 的 引腳 圖 CS:片選使能，低電平芯片使能。 CH0: 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。 CH1: 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。 GND: 芯片參考 0 電