【正文】 設(shè)計(jì)方案 ............................................. 16 3．硬件電路系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì) .................................. 17 單片機(jī)系統(tǒng) ........................................... 17 輸入電路 .............................................. 18 A/D 轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)的連接 ............................ 18 1602 液晶與單片機(jī)連接 ................................ 19 按鍵控制電路設(shè)計(jì)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) III 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn) 行的研究工作及取得的成果。 [關(guān)鍵詞 ]:單片機(jī) ； 模數(shù)轉(zhuǎn)換；按鍵開關(guān)；液晶顯示； 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II Design and manufacture of digital voltmeter Lu Yong Liang (Shaanxi University of Technology, Dept. of Communication Engineering, profession of electronic information engineering, grade 2020 class1, shaanxi hanzhong 723003) Teacher: ChenZhengTao [Abstract]： With the development of electronic science and technology, electronic measurement bee the eworker must have the means, the measurement accuracy and functional requirements of increasingly high, while the voltage measurement is very strong, because the voltage measurement of the most mon. In a large number of digital voltage meter read based on the digital DC voltage meter, the measuring range DC voltage 0 ~ 500V, measurement precision is . It is based on 8951 MCU core, mainly by the conversion circuit to convert analog input to digital volume A / D converter ADC0809, LCD display 1602 form. [Key words]: SCM。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)與制作 [摘要 ] 隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 電子測量成為廣大電子工作者必須掌握的手段，對(duì)測量的精度和功能的 要求也 越來越高，而電壓的測量甚為突出，因?yàn)殡妷旱臏y量最為普遍。 analogdigital conversion。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng) 發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 .................................... 20 4．系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) .......................................... 22 匯編語言和 C 語言的特點(diǎn)及選擇 ......................... 22 主程序的設(shè)計(jì) ......................................... 23 5．系統(tǒng)的調(diào)試 .............................................. 24 硬件調(diào)試 .............................................. 24 軟件調(diào)試 .............................................. 24 總結(jié) ......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 如今，數(shù)字電壓表已絕大 部分已取代了傳統(tǒng)的模擬指針式電壓表。 數(shù)字電壓表最初是伺服步進(jìn)電子管比較式，其優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度比較高，但是采樣速度慢，重量達(dá)幾十公斤，體積大。 目前 實(shí)現(xiàn)電壓數(shù)字化測量的方法仍然模 數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換的方法。 按測量速度來分：有低準(zhǔn)確度，中準(zhǔn)確度，高準(zhǔn)確度等。其中，電壓量的測量最為經(jīng)常。又由于在現(xiàn)實(shí)的工作生活中，電壓表的測量測程范圍是比較大的，所以必須要對(duì)輸入電壓作分壓處理，而各個(gè)數(shù)據(jù)處理芯片的處理電壓范圍不同，則各種方案的分段也不同。模擬電路和數(shù)字電路是相互聯(lián)系的，由邏輯控制電路產(chǎn)生控制信號(hào)，按規(guī)定的時(shí)序?qū)?A/D轉(zhuǎn)換器中個(gè)組模擬開關(guān)接通或斷開，保證 A/D轉(zhuǎn)換正常進(jìn)行。很難將其在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。模數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換芯片將被測量電壓輸入端所采集到的模擬電壓信號(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)行軟件編程，使單片機(jī)系統(tǒng)能按規(guī)定的時(shí)序來采集這些數(shù)字信號(hào)，通過一定的算法計(jì)算出被測量電壓的值。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 52 頁 在這一設(shè)計(jì)中，我們涉及到了一個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)模塊 —— 單片機(jī)系統(tǒng)模塊，而目前單片機(jī)的種類是很繁多的，主要有主流的 8位單片機(jī)和高性能的 32位單片機(jī)，結(jié)合本設(shè)計(jì)各方面因素， 8位單片機(jī)對(duì)于本設(shè)計(jì)已經(jīng)是綽綽有余了，但將用哪一種類 8的單片 機(jī)呢。 應(yīng)用最廣的 8位單片機(jī)還是 intel的 51系列單片機(jī)。雖然有轉(zhuǎn)強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)電壓，但 I/O口使用不比 51單片機(jī)方便。在設(shè)計(jì)中，單片機(jī)起著連接硬件電路與程序運(yùn)行及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任務(wù)，一方面，它將 A/D轉(zhuǎn)換器、顯示器等通過 I/O口地址線和數(shù)據(jù)線連接起來；另一方面，它將用戶下載的程序通過控制總線控制數(shù)據(jù)的輸入輸出，從而實(shí)現(xiàn)冊(cè)電壓的功能。 P0 口 ： P0 口為一個(gè) 8 位雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P1 口 ： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 RST： 復(fù)位輸入。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在由 外部程序存儲(chǔ)器取 址 期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN有效。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 各種顯示器件的介紹和選擇 常用顯示器件簡介 本次設(shè)計(jì)中有顯示模塊，而常用的顯示器件比較多，有數(shù)碼管， LED 點(diǎn)陣， 1602 液晶， 12864液晶等。不能夠顯示字符。但用 LED 點(diǎn)陣顯示的軟件程序設(shè)計(jì)比較麻煩。它的特點(diǎn)是顯示字跡清楚，價(jià)格相對(duì)便宜。 在本設(shè)計(jì)中，我們只需要顯示最后電壓的數(shù)字值和電壓的單位，綜合上面各種顯示器件的特點(diǎn)：數(shù)碼管只能顯示數(shù)字，不能顯示單位字符，不符合本設(shè)計(jì)的要求。而 1602液晶也足夠滿足本設(shè)計(jì)的需要。輸出： D0D7 為狀態(tài)字 寫狀態(tài)：輸入： RS=0， RW=0， D0D7 為指令碼， E 為高脈沖。輸出：無 表 1. 2 狀態(tài)字說明 STA7 STA6 STA5 STA4 STA3 STA2 STA1 STA0 STA06 當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值 STA7 讀寫操作使能 1：禁止 0：允許 表 指令的說明。 S=0 當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示不移動(dòng)。 下面簡單介紹一下這三種芯片。 AD0832也是 8位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，可支持致命傷個(gè)單端輸入通道和一個(gè)差分輸入通道。它有高速的轉(zhuǎn)換，通用的控制能力，具有簡化比率轉(zhuǎn)換，刻度以及模擬電路與邏輯電路和電源噪聲隔離，耐高溫等特點(diǎn)。 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖所示。當(dāng)?shù)刂锋i存信號(hào) ALE有效時(shí)， 3 位地址 C、 B、 A 進(jìn)入地 8通 道多路模擬開關(guān)5432128272625242322地址鎖存器和譯碼器W 1W 2逐次逼近型寄存器SA R控制邏輯開關(guān)樹組25 6R電阻分壓器6 10V xV c7輸出緩沖鎖存器三態(tài)21201918815141791611 13 12模擬量輸入ABCA LE地址選擇地址鎖存允許V cc GN D V R E F ( + ) V R E F ( )E N A B LE數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束（中斷）E OCS T A R T C LO C KD7D6D5D4D3D2D1D0IN 7IN 6IN 5IN 4IN 3IN 2IN 1IN 0 圖 ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 ADC0809 的 引腳 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 52 頁 地址鎖存器，經(jīng)譯碼后使 8 路模擬開關(guān)選通某一路 信號(hào)。 表 ADC0809 通道地址選擇表 ② 引腳功能 由引腳圖 (315) b 所示， ADC0809 共有 28 個(gè)引腳， 采用雙列直插式封裝。 D7～ D0： 8位數(shù)字量輸出端。 EOC： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一 個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間 一直為低電平）。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ。 ADC0809 工作過程 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 52 頁 圖 ADC0809 的時(shí)序圖 ADC0809 的工作過程分為如下幾步。 第四步： EOC 輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。 如上所述， EOC 信號(hào)變?yōu)楦唠娖奖硎?A/D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 可作為中斷申請(qǐng)信號(hào)，通 知 89C51取走數(shù)據(jù)。由于 ADC0809 的輸出 D7~D0 具有三態(tài)輸出鎖存