【正文】 課 程設計說明書 1 1 目 錄 1 引言 ................................................................ 2 2 設計原理及要求 ...................................................... 2 3 軟件仿真電路設計 .................................................... 2 設計思路 ...................................................... 3 仿真軟件簡介 .................................................. 3 Proteus 6 Professional ................................... 3 Keil uVision2 ............................................ 3 設計過程 ....................................................... 3 4 硬件設計 ............................................................ 4 單片機控制模塊設計 ............................................. 4 時鐘電路 ................................................. 4 復位電路 ................................................. 4 A/D 轉換模塊設計 ............................................... 5 ADC0808 簡介 ............................................. 5 A/D 轉換電路設計 ......................................... 6 顯示模塊設計 .................................................. 7 LCD 顯示模塊 ............................................. 7 LCD1602 的引腳功能 ....................................... 7 LCD1602 的顯示操作 ....................................... 7 5系統(tǒng)軟件程 序的設計 ................................................. 11 主程序設計 .................................................... 11 A/D 轉換程序 .................................................. 11 6 系統(tǒng)仿真 ........................................................... 12 7 結論 ............................................................... 13 參考文獻 ............................................................. 14 附錄 1 ............................................................... 15 附錄 2 ............................................................... 15 課 程設計說明書 2 2 1 引言 隨著微電子技術的不斷發(fā)展，微處理器芯片的集成程度越來越高，單片機已可以在一塊芯片上同時集成 CPU、存儲器、定時器／計數(shù)電路，這就很容易將計算機技術與測量控制技術結合，組成智能化測量控 制系統(tǒng)。 數(shù)字電壓表（ DigitalVoltmeter）簡稱 DVM，它是采用數(shù)字化測量技術，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。與此同時，由 DVM 擴展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術提高到嶄新水平。本章重點介紹 A/D 轉換器以及由它們構成的基于單片機的數(shù)字電壓表的工作原 理。 電壓表 的數(shù)字化測量，關鍵在于如何把隨時連續(xù)變化的模擬量轉化成數(shù)字量，完成這種轉換的電路叫模數(shù)轉換器（ A/D）。數(shù)字電壓表的核心部件就是 A/D 轉換器。 它 是利用 A/D 轉換電路將待測的模擬信號轉換成數(shù)字信號，通過相應換算后將測試結果以數(shù)字形式顯示出來的一種電壓表。較之于一般的模擬電壓表，數(shù)字電壓表具有精度高、測量準確、讀數(shù)直觀、使用方便等優(yōu)點。由各種A/D 轉換器構成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領域， 顯 示出強大的生命力。 本設計以 AT89C51 單片機為核心，以 A/D 轉換器 ADC080液晶顯示器 LCD1602為主體，構造了一款簡易的數(shù)字電壓表，能夠測量 8路 0～ 5V直流電壓，最小分辨率 。 2 設計原理及要求 本設計是利用單片機 AT89C51 與 ADC0808 設計一個數(shù)字電壓表，測量 0－ 5V之間的直流電壓值， LCD 液晶 顯示，但要求使用的元器件數(shù)目最少。 原理圖見附錄2。 數(shù)字電壓表的實現(xiàn)原理 ADC0808 是 8 位的 A/D 轉換器。當輸入電壓為 ，輸出的數(shù)據值為 255（ 0FFH），因此最大分辨率為 （ 5/255）。 ADC0808 具有 8 路模擬 量輸入端口，通過 3 位地址輸入端能從 8 路中選擇一路進行轉換。如每隔一段時間依次輪流改變3 位地址輸入端的地址，就能依次對 8 路輸入電壓進行測量。 數(shù)字電壓表的設計要求 可以測量 0～ 5V 范圍內的 8 路直流電壓值。在 LCD 液晶屏 上輪流顯示各路電壓值或單路選擇顯示，顯示范圍為 ～ ，要求測量的最小分辨率為 。 課 程設計說明書 3 3 3 軟件仿真電路設計 設計思路 多路數(shù)字電壓表應用系統(tǒng)硬件電路由單片機、 A/D 轉換器 和 LCD 顯示電路組成 。 由于 ADC0808 在進行 A/D轉換時需要有 CLK信號，本試驗中 ADC0808 的 CLK直接由外部電源提供為 500kHz 的方波。由于 ADC0808 的參考電壓 VREF＝ VCC，所以轉換之后的數(shù)據要經過數(shù)據處理，在 LCD 上顯示出電壓值。 仿真軟件簡介 Proteus 6 Professional ISIS 6 Professiona 軟件它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。它從原理圖布圖 、代碼調試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設計，真正實現(xiàn)了從概念到產品的完整設計。是目前將電路仿真軟件、 PCB 設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2021年即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 ISIS 6 Professiona 軟件具有的功能：原理布圖； PCB自動或人工布線； SPICE電路仿真。 Keil uVision2 Keil 提供了包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。 Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境主要由菜單欄、工具欄、源文件編輯窗口、工程窗口和輸出窗口五部分組成。工具欄為一組快捷工具圖標，主要包括基本文件工具欄、建造工具欄和調試工具欄，基本文件工具欄包括新建、打開、拷貝、粘貼等基本操作。建造工具欄主要包括文件編譯、目標文件編譯連接、所有目 標文件編譯連接、目標選項和一個目標選擇窗口。調試工具欄位于最后，主要包括一些仿真調試源程序的基本操作，如單步、復位、全速運行等。在工具欄下面，默認有三個窗口。左邊的工程窗口包含一個工程的目標（ target）、組（ group）和項目文