【正文】 位被選通，此時(shí)該位數(shù)據(jù)在 0Q ～ 3Q 端輸出。 譯碼器：將二 十進(jìn)制（ BCD）碼轉(zhuǎn)換成七段信號(hào)。 數(shù)字電壓表的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 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(pán)進(jìn)行讀數(shù)的方法 , 避免了讀數(shù)的視差和視覺(jué)疲勞。本課程的任務(wù)是使學(xué)生通過(guò)“簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)”的設(shè)計(jì)過(guò)程，綜合所學(xué)課程，掌握目前自動(dòng)化儀表的一般設(shè)計(jì)要求，工程設(shè)計(jì)方法，開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)工具的使用方法，通過(guò)這一設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和分析，解決問(wèn)題的能力；積累經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)按部就班，一絲不茍的工作個(gè)對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。 1 基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 目錄 內(nèi)容摘要 .................................................................... 2 第 1 章 數(shù)字電壓表簡(jiǎn)介 ..................................................... 4 數(shù)字電壓表的介紹 ................................................... 4 數(shù)字電壓表的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 ................................... 4 數(shù)字電壓表的發(fā)展趨勢(shì) .............................................. 3 第 2 章 單片機(jī)的概述 ......................................................... 4 單片機(jī)簡(jiǎn)介 .......................................................... 4 單片機(jī)的特點(diǎn) ....................................................... 6 單片機(jī)的應(yīng)用 ....................................................... 5 第 3 章 MCS51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) ................................................. 6 MCS51 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ............................................ 6 內(nèi)部結(jié)構(gòu)概述 .................................................. 6 CPU 結(jié)構(gòu) ...................................................... 6 存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器 .................................... 7 P0P3 口結(jié)構(gòu) ....................................................... 7 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 ????? . ..................................... 9 時(shí)鐘電路 ..................................................... 10 單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài) ?????? . ............................... 8 第 4 章 硬件電路的設(shè)計(jì)及原理圖 ............................................. 9 LED 數(shù)碼管顯示器 .................................................. 13 數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu) ........................................... 13 LED 數(shù)碼管的原理與接口 ................................... 13 AT89S52 芯片的簡(jiǎn)介 ............................................... 14 硬件系統(tǒng)的整體框圖 ??? .. ....................................... 15 總原理圖 .......................................................... 16 第 5 章 軟件編程 .......................................................... 18 后記 ???????????????????????????????????? 20 參考文獻(xiàn) ................................................................... 20 附錄 ????? .............................................................. 21 2 內(nèi)容摘要 本報(bào)告介紹了基于 AT89S52 單片機(jī)為核心的、以 AD0809 數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采樣、以 1602 液晶屏顯示的具有電壓測(cè)量功能的具有一定精度的數(shù)字電壓表。 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 設(shè)計(jì)電壓表并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單測(cè)量。目前數(shù)字電壓表的內(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。 驅(qū)動(dòng)器：驅(qū)動(dòng)顯示器的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 七個(gè)發(fā)光段，驅(qū)動(dòng)發(fā)光數(shù)碼管（ LED）進(jìn)行顯示。每個(gè) DS 選通脈沖高電平寬度為 18 個(gè)時(shí)鐘脈沖周期，兩個(gè)相鄰選通脈 沖之間間隔 2 個(gè)時(shí)鐘脈沖周期。在對(duì)應(yīng) 2DS 、 3DS 和 4DS 選通期間， 0Q ～ 3Q 輸出 BCD 全位數(shù)據(jù)，即以 8421 碼方式輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)字 0～ 9。與此同時(shí)，由 DVM 擴(kuò)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(cè)量技術(shù)提高到嶄新水平。數(shù)字式電壓表頭的等效輸入電阻通常在 200M 歐以上，滿量程時(shí)所流經(jīng)的電流通常在 1 皮安左右。傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表各有特點(diǎn) ,它們適合在現(xiàn)場(chǎng)做手工測(cè)量 ,要完成遠(yuǎn)程測(cè)量并要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理 ,傳統(tǒng)數(shù)字電壓表 是無(wú)法完成的。在自動(dòng)控制領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)是監(jiān)測(cè)。 有以上分析可以看出，單片機(jī)除了具備微處理器的功能外，還可以單獨(dú)地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這也是單片機(jī)最大的特點(diǎn)。 （ 4） 8 位處理器的引腳功能一般都是固定的。 單片機(jī)的應(yīng)用 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇： 1. 在智能儀器儀表上的應(yīng)用 單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu) 點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素 、壓力等物理量的測(cè)量。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途 8 第 3 章 MCS51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) MCS51 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)概述 典型的 MCS51 單片機(jī)芯片集成了以下幾個(gè)基本組成部分。 7 一個(gè)全雙工串行 I/O 口 UART（通用異步接收、發(fā)送器） 8 一個(gè)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路。它可以對(duì)半字節(jié)（ 4）、單字節(jié)等數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。 PC PC 是一個(gè) 16 位的計(jì)數(shù)器，用于存放一條要執(zhí)行的指令地址，尋址范圍為 64kB，PC 有自動(dòng)加 1 功能，即完成了一條指令的執(zhí)行后，其內(nèi)容自動(dòng)加 1。計(jì)算機(jī)中的全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲(chǔ)器中。其中 5 個(gè)是雙字節(jié) 寄存器，它們共占用了 26 個(gè)字節(jié)。用于 CPU PSW 便是典型一例。其余用于芯片控制的寄存器中，累加器 A、標(biāo)志寄存器 PSW、數(shù)據(jù)指針 DPTR 等的功能前已提及 。 P2 口 的 功能 ： P2 口 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。 10 時(shí)鐘電路 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩和外部振蕩方式。 單片機(jī)的時(shí)序單位 振蕩周期： 晶振的振蕩周期，又稱時(shí)鐘周期，為最小的時(shí)序單位。 指令周期：執(zhí)行一條指令所需的時(shí)間。上電后，由于電容 C3 的充電和反相門(mén)的作用，使 RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平。 51 單片機(jī)的復(fù)位是由 RESET 引腳來(lái)控制的，此引腳與高電平相接超過(guò) 24 個(gè)振蕩周期后， 51 單片機(jī)即進(jìn)入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到RESET 引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查 EA 引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會(huì)執(zhí)行外部程序。 1 .ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) ADC0809 由一個(gè) 8 路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖 存與譯碼器、一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。 GND：地。 ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。 A、 B、 C：地址輸入線。 （ 3） 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到 A， B， C 端口上。 LED 數(shù)碼管顯示器 數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu) 基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個(gè)條 狀發(fā)光二極管芯片排列而成的。 反射罩式數(shù)碼管的封裝方式有空封和實(shí)封兩種。 （ 2）條形七段式數(shù)碼管屬于混合封裝形式。 （ 4）符號(hào)管、米字管的制作方式與數(shù)碼管類似。共陰極LED 與共陽(yáng)極 LED 的段選碼互為補(bǔ)碼。 14 AT89S52 芯片的簡(jiǎn)介 AT89S52，它 是一個(gè)低功耗 ,高性能 CMOS 8 位單片機(jī) ,片內(nèi)含 8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě) 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器 ,器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造 ,兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu) ,芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元 ,功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89S52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案 。同時(shí)該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 RST：復(fù)位輸入。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。 EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。 硬件系統(tǒng)的整體框圖 16 ～ 電源部分提供整個(gè)系統(tǒng)的電能，單片機(jī)部分控制系統(tǒng)，顯示部分顯示測(cè)量結(jié)果以及模式狀態(tài)，模數(shù)轉(zhuǎn)換采集電壓以及電阻值發(fā)送到單片機(jī)，如果電壓過(guò)高超過(guò)量程或者測(cè)量短路，單片機(jī)控制蜂鳴器報(bào)警。 通過(guò)“簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)”的設(shè)計(jì)過(guò)程，我們結(jié)合所學(xué)過(guò)的課程，了解了簡(jiǎn)易儀表的發(fā)展?fàn)顩r，掌握了目前自動(dòng)化儀表的一般設(shè)計(jì)要求，工程設(shè)計(jì)方法，開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)工具使用方法，最重要的是通過(guò)這一設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程，我們不在是約束在理論上而是鍛煉了 我們的動(dòng)手能力和分析，解決問(wèn)題的能力，積累經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)按部就班，一絲不茍的工作和對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，了解了很多課本上學(xué)不到的知識(shí)，我想這樣的實(shí)踐環(huán)節(jié)在我的學(xué)生生涯是很難得的，也為我們以后步入社會(huì)開(kāi)始工作打下了一定的基礎(chǔ)，最后我也要感謝組里的同學(xué)們，只有在他們團(tuán)結(jié)協(xié)作下，本次課程設(shè)計(jì)才可以順利進(jìn)行并實(shí)現(xiàn)所有功能，同時(shí)我也明白了團(tuán)結(jié) 協(xié)作的重要性。 一、論文的基本結(jié)構(gòu) 畢業(yè)論文通常由論文標(biāo)題、作者署名、原創(chuàng)性聲明、摘要、關(guān)鍵詞、正文（包括引言、本論、結(jié)論）、鳴謝、參考文獻(xiàn)、 注釋、附錄等部分構(gòu)成。 （二）作者單位和署名 24 作者是論文的創(chuàng)作者，是著作權(quán)和文責(zé)自負(fù)的標(biāo)志。 （三）論文內(nèi)容目錄 目錄是為了讓讀者在閱讀論文前，對(duì)整個(gè)文章的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)有一個(gè)大概的了解和初步的印象。本科論文摘要一般在 200300 字，碩士論文摘要字?jǐn)?shù)為 8001000 字。 （六）引言 寫(xiě)引言，目的在于引出論題。 （七）研究對(duì)象與方法 介紹納入本研究對(duì)象或數(shù)據(jù)的來(lái)源、選擇標(biāo)準(zhǔn)、原因、數(shù)量、分布；介紹研究的方法有哪些？自己作了何種改進(jìn)？常見(jiàn)的方法有問(wèn)卷調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)訪談、文獻(xiàn)研究、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)學(xué)模型等。 25 （九）分析與討論 討論主要是針對(duì)研究結(jié)果所進(jìn)行的充分的、全面的分析和有說(shuō)服力的論述，提出自己有創(chuàng)見(jiàn)性的見(jiàn)解。 （十一）建議 作者可就研究現(xiàn)象的某些問(wèn)題和需要改進(jìn)的方面，提出如何改進(jìn)的措施和思路。 （十三）參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)應(yīng)是正式出版或公開(kāi)發(fā)表過(guò)的著作或文章。