【正文】 廣州大學(xué)松田學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)摘要：隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子測(cè)量成為廣大電子工作者必須掌握的手段，對(duì)測(cè)量的精度和功能的要求也越來(lái)越高，而電壓的測(cè)量甚為突出，因?yàn)殡妷旱臏y(cè)量最為普遍。本設(shè)計(jì)在參閱了大量前人設(shè)計(jì)的數(shù)字電壓表的基礎(chǔ)上，利用單片機(jī)技術(shù)結(jié)合A/D轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建了一個(gè)八路電壓巡檢系統(tǒng)。然后詳細(xì)的介紹了八路電壓巡檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程，以及硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并給出了硬件電路的原理圖。本設(shè)計(jì)可以循環(huán)的在LCD1602上面顯示八個(gè)電路的電壓。可以測(cè)量0~5V范圍。關(guān)鍵詞：LCD1602，獨(dú)立鍵盤(pán)，LCD顯示管，多路電壓采集。A voltage acquisition system based on MCUAbstract: with the development of electronic technology, electronic measuring a large number of electronic workers must master the means of measurement, the accuracy and functional requirements are increasingly high, while the voltage measurement is very prominent, because the voltage measurement is most mon. In the design of consulting a large number of previous design digital voltage meter based on A/D conversion chip, bined with the construction of a eight voltage inspection system using single chip puter technology. And then introduces the design process of eight voltage inspection system, and the hardware and software design of the system, and the hardware circuit is given. This product can be recycled display eight circuit voltage at LCD1602. Can measure range of 0~5V.Keywords: LCD1602, keyboard, LCD display tube, a voltage acquisition.目 錄1 緒 論 5 目的和意義 5 本系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容 52. 總體方案論證與設(shè)計(jì) 6 6 STC89C52單片機(jī)主要特性 7 STC89C52單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 7 STC89C52單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器 8 LCD液晶顯示器簡(jiǎn)介 8 液晶原理介紹 8 8 9 10 AD采集模塊設(shè)計(jì) 10 ADC0809 芯片簡(jiǎn)介 10 引腳功能說(shuō)明 11 13 13 13 16 20 20 20 22參考文獻(xiàn) 23附錄 24系統(tǒng)整體原理圖 24系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)圖 24系統(tǒng)源程序 251 緒 論 目的和意義在電量的測(cè)量中電壓、電流和頻率是最基本的三個(gè)被測(cè)量，其中電壓量的測(cè)量最為經(jīng)常，而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是需要測(cè)量高精度的電壓，所以基于單片機(jī)電壓表測(cè)量?jī)x器具有讀數(shù)準(zhǔn)確方便、精度高、誤差小、靈敏度高和分辨率高，測(cè)量速度快等特點(diǎn)而倍受青睞?；趩纹瑱C(jī)電壓表式采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)的電壓表。具有讀數(shù)直觀、準(zhǔn)確、顯示范圍寬、分辨率高、輸入阻抗大、集成度高、功耗小、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展能力強(qiáng)等特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)從各個(gè)角度分析了由單片機(jī)組成的數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)過(guò)程及各部分電路的組成及其原理，并且分析了程序如何驅(qū)動(dòng)單片機(jī)進(jìn)而使系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)的原理及方法。 本系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容數(shù)字電壓表采用的是數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量，也就是連續(xù)的電壓值轉(zhuǎn)變?yōu)椴贿B續(xù)的數(shù)字量，加以處理后通過(guò)顯示器顯示出來(lái)。這次設(shè)計(jì)的硬件方面采用AT89C51單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0809對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后在LED屏顯示出來(lái)。而這個(gè)設(shè)計(jì)主要擬解決的是在使用過(guò)程中避免由于傳統(tǒng)電壓表指針讀書(shū)的方法而產(chǎn)生的讀書(shū)視覺(jué)差和視覺(jué)疲勞，同時(shí)因?yàn)閱纹瑱C(jī)體積小、重量輕、價(jià)格便宜，電路外圍器件少，從根本上大大降低了研發(fā)成本。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作一個(gè)基于單片機(jī)的多路電壓采集系統(tǒng)。能實(shí)現(xiàn)以下幾種功能：鍵盤(pán)掃描，通過(guò)單片機(jī)檢測(cè)用戶按下的是哪個(gè)按鍵并執(zhí)行相應(yīng)的功能。單片機(jī)通過(guò)ADC0809采集8路的電壓值并可以顯示在液晶上。332. 總體方案論證與設(shè)計(jì)本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為控制核心，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，主要完成對(duì)鍵盤(pán)的響應(yīng)、LCD顯示、AD采集等功能的控制，起到總控和協(xié)調(diào)各模塊之間工作的作用。圖21系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖21所示，本設(shè)計(jì)可分為以下模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)主控模塊、鍵盤(pán)模塊、液晶模塊、AD采集模塊。下面對(duì)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方案逐一進(jìn)行論證分析。STC89C52單片機(jī)最初是由Intel 公司開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，但后來(lái)Intel 公司把51 核的設(shè)計(jì)方案賣(mài)給了幾家大的電子設(shè)計(jì)生產(chǎn)商，譬如 SST、Philip、Atmel 等大公司。如是市面上出現(xiàn)了各式各樣的但均以51 為內(nèi)核的單片機(jī)，倒是Intel 公司自己的單片機(jī)卻顯得遜色了。這些各大電子生產(chǎn)商推出的單片機(jī)都兼容51 指令、并在51 的基礎(chǔ)上擴(kuò)展一些功能而內(nèi)部結(jié)構(gòu)是與51 一致的。STC89C52有40個(gè)引腳，4個(gè)8位并行I/O口，1個(gè)全雙工異步串行口，同時(shí)內(nèi)含5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。STC89C52的存儲(chǔ)器系統(tǒng)由4K的程序存儲(chǔ)器(掩膜ROM)，和128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)組成。STC89C52單片機(jī)的基本組成框圖見(jiàn)圖22。圖22 STC89C52單片機(jī)結(jié) STC89C52單片機(jī)主要特性1. 一個(gè)8 位的微處理器(CPU)。2. 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM(128B)，用以存放可以讀／寫(xiě)的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等。3. 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器ROM(4KB)，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。4. 四個(gè)8 位并行I／O 接口P0~P3，每個(gè)口既可以用作輸入，也可以用作輸出。5. 兩個(gè)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，用以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置成定時(shí)方式，并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。6. 五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)。7. 一個(gè)全雙工UART(通用異步接收發(fā)送器)的串行I／O 口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單機(jī)與微機(jī)之間的串行通信。8. 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高允許振蕩頻率為12MHz。 STC89C52單片機(jī)的中斷系統(tǒng)STC89C52系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷服務(wù)嵌套。 STC89C52單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器89C52單片機(jī)內(nèi)集成有兩個(gè)可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器：T0和T1，它們既可以工作于定時(shí)模式，也可以工作于外部事件計(jì)數(shù)模式，此外，T1還可以作為串行口的波特率發(fā)生器。選擇我所使用的單片機(jī)型號(hào)，就是STC89C52RC打開(kāi)文件，要燒錄用戶程序，調(diào)入用戶的程序代碼（*.bin,*hex）選擇串口，我選擇的是1COM1。設(shè)置是否雙倍速，我選擇的是雙倍速，也就是Double Speed。選擇“Download/下載”按鈕，下載我所使用的程序進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部，我是選擇“Download/下載”按鈕，然后再給單片機(jī)上電復(fù)位。 LCD液晶顯示器簡(jiǎn)介 液晶原理介紹液晶顯示器(LCD)英文全稱為L(zhǎng)iquid Crystal Display，它一種是采用了液晶控制透光度技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器。和CRT顯示器相比，LCD的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。由于通過(guò)控制是否透光來(lái)控制亮和暗，當(dāng)色彩不變時(shí)，液晶也保持不變，這樣就無(wú)須考慮刷新率的問(wèn)題。本系統(tǒng)顯示部分用的是LCD液晶模塊，采用一個(gè)161的字符型液晶顯示模塊。 LCD1602液晶模塊采用HD44780控制器，hd44780具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指令集，可以實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)，閃爍等功能，LM016L與單片機(jī)MCU通訊可采用8位或4位并行傳輸兩種方式，hd44780控制器由兩個(gè)8位寄存器，指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）忙標(biāo)志（BF），顯示數(shù)RAM（DDRAM），字符發(fā)生器ROMA（CGOROM）字符發(fā)生器RAM（CGRAM），地址計(jì)數(shù)器RAM(AC)。IR用于寄存指令碼，只能寫(xiě)入不能讀出，DR用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動(dòng)寫(xiě)入DDRAM和CGRAM,或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數(shù)據(jù)，BF為1時(shí)，液晶模塊處于內(nèi)部模式，不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)，DDTAM用來(lái)存儲(chǔ)顯示的字符，能存儲(chǔ)80個(gè)字符碼。 LCD1602液晶模塊的引腳圖如圖25所示。圖25LCD1602引腳圖寄存器選擇控制如表21。表21寄存器選擇控制RSR/W操作說(shuō)明00寫(xiě)入指令寄存器（清除屏等）01讀busy flag（DB7）