【正文】 USBVCC10KRW1VCCVCCSCL SDAVCC10KR910KR10VCCS147uF/25VC247uF/16VC31 24 3S6VCC10uF/25VC1Q1 TL43147KR11 47KR12 100R13VCC76 548U6B LM3581KR51KR61KRxGNDGNDVCCS2 S3 S4 S510KR1410KR1510KR1610KR17 GNDVCC蕪湖信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計） 11 PCB 板圖 （如圖 7） 圖 7 PCB 板圖 PCB 板圖說明 此 PCB 板為雙層板，元件布局緊湊合理。 模塊四： A/D 轉(zhuǎn)換模塊，使用 PCF8591，通過 IIC 協(xié)議，直接讀取采樣的電壓值。 蕪湖信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計） 9 電路結(jié)構(gòu)框圖 （ 如圖 5） P0(0..7)P2(4..6)P1(3..6)SCLSDA5VGNDRXDTXD單片機P0(0..7)P2(4..6)液晶顯示RXDTXD串口程序下載P1(3..6)獨立鍵盤5VGND電源SCLSDAA/D 轉(zhuǎn)換 圖 5 電路結(jié)構(gòu)框圖 本電路包括六個模塊 模塊一： 獨立鍵盤模塊 ，通過 檢測鍵盤，鍵盤用來進行人機界面操作。 數(shù)據(jù)傳送類指令 1. 內(nèi) RAM 數(shù)據(jù)傳送指令 2. 16 位數(shù)據(jù)傳送指令 3. 外 RAM 傳送指令（ 4 條） 4. 讀 ROM 指令（ 2 條） 5. 堆棧操作指令（ 2 條） 6. 交換指令（ 5 條） 算數(shù)運算類指令 1. 加法指令（不帶 Cy 加法指令（ 4 條） 帶 Cy 加法指令（ 4 條） ） 2. 減法指令（ 4 條） 3. 加 1 減 1 指令（加 1 指令（ 5 條） 減 1 指令（ 4 條） ） 蕪湖信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計） 7 4. BCD 碼調(diào)整指令 5. 乘除法指令（乘法指令（ 1 條） 除法指令（ 1 條） ） 邏輯運算及移位指令 1. 邏輯“與”運算指令（ 6 條） 2. 邏輯“或”運算指令（ 6 條） 3. 邏輯“異或”運算指令（ 6 條） 4. 清零和 取反指令 5. 循環(huán)移位指令（ 4 條） 位操作類指令 1. 位傳送指令（ 2 條） 2. 位修正指令（ 6 條） 3. 位邏輯運算指令（ 4 條） 控制轉(zhuǎn)移類指令 1. 無條件轉(zhuǎn)移指令（ 3 條） 2. 條件轉(zhuǎn)移指令（ 13 條） 3. 調(diào)用和返回指令 4. 空操作指令 PCF8591 管腳介紹 （ 如圖 4） AIN01AIN12AIN23AIN34A05A16A27VSS8SDA9SCL10OSC11EXT12AGND13VREF14AOUT15VDD16PCF8591P 圖 4 PCF8591 引腳圖 蕪湖信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計） 8 模塊 引腳號 符號 功能 電源 8 VSS 電源地 16 VDD 電源 接 +5V 14 VREF A/D 轉(zhuǎn)換參考電壓 13 AGND 模擬 地 輸入 輸出 14 AIN0AIN3 模擬量輸入端 15 AOUT 模 擬量輸出端 地址 57 A0A2 用于硬件地址編程 IIC 通信 9 SDA I2C 總線數(shù)據(jù)輸入輸出 10 SCL I2C 總線時鐘輸入 時鐘相關(guān) 11 OSC 時鐘輸入 /輸出 12 EXT 外部 /內(nèi)部時鐘切換 注： PCF8591 簡介 PCF8591 是 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換集成塊， 3 個地址引腳 A0, A1 和 A2 可用于硬件地址編程，允許在同個 I178。按指令字節(jié)長度分，以字節(jié)指令 49 條， 2字節(jié)指令 47 條， 3 字節(jié)指令 15 條。單片機系統(tǒng)的硬件由單片機芯片和外部設(shè)備組成。 所以在此 以 A/D 測電阻為例來研究 A/D 轉(zhuǎn)換。 當(dāng)用單片機測電阻時，要先用 A/D 把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。按所用測量儀表，電阻測量可分為伏安表法、三表法、歐姆表法和電橋法。由于單片機只能處理數(shù)字信號，所以要先經(jīng)過 A/D 把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，在此我通過用 A/D 測電阻來研究 A/D 轉(zhuǎn)換。 電橋法： 利用直流電橋、經(jīng)典交流電橋測量電阻。機械式歐姆表及多用表主要用于測量中值電阻 ,準確度一般較低。但通常交流電阻常和其他電參數(shù) (如電感、電容 )混合在一起，有時交流電阻還包括代表鐵心損耗或介質(zhì)損耗的等值電阻。 伏安法： 用于測量直流電阻。 電阻元件的電阻值大小一般與溫度有關(guān)，還與導(dǎo)體長度、粗細、材料有關(guān)。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。工程上常用的電阻范圍為 10 的負七次方～ 10 的負十五次方歐。 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 蕪湖信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計） 畢業(yè)論文（設(shè)計） 寫作 提綱 一、論文題目 ： 基于 51 單片機的電阻測量 二、論題觀點來源： 用 A/D 測電阻時，由于 A/D 采樣的是電壓值，根據(jù)電阻的分壓原理算，用采樣的電壓值 計算出 被測電阻的阻值。 畢業(yè)論文進度安排： 2020 年 2 月 完成題目選擇，論文的基本提綱 。 A/D 轉(zhuǎn)換器用于將模擬電量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量，它是模擬系統(tǒng)到數(shù)字系統(tǒng)的接口電路。 500 字左右 數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器是模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)的接口電路，當(dāng)代人們所從事的許多工作，無論是工業(yè)生產(chǎn)過程控制，還是還是辦公室文書文檔的管理、企業(yè)管理乃至通信、生物工程、醫(yī)療、家用電器等各方面，幾乎都借助于數(shù)字計算機來完成。而計 算機只能接收和處理數(shù)字信號，也只能輸出數(shù)字信號， 因此在用計算機處理這些模擬量之前，必須把這些模擬量，如工業(yè)過程中的溫度、壓力、流量，通信系統(tǒng)中的語言、圖像、文字等物理量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，才能由計算機系統(tǒng)處理；而計算機處理后的數(shù)字量也必須再還原成相應(yīng)的模擬量，才能實現(xiàn)對模擬系統(tǒng)的控制。 A/D 轉(zhuǎn)換器在進行轉(zhuǎn) 換期間，要求輸入的模擬電壓保持不變，因此在對連續(xù)變化的模擬信號進行轉(zhuǎn)換前，需要對模擬信號進行離散處理，即在一系列選定時間上對輸入的模擬信號進行采樣，采樣值的保持期間內(nèi) 完成對樣值的量化和編碼，最后輸出數(shù)字信號。 2020 年 3 月 可行性進行分析， 原理圖繪制 ， Protues 仿真 。 三、基本觀點： A/D 采樣出電壓值，根據(jù)電阻分壓原理， 計算出電阻值 。 在材料研制、基本研究或特殊情況下進行實驗時 ，測量電阻的范圍一般擴大到接近零歐至 10 的負十八次方歐。電阻元件是對電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件。衡量電阻受 溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高 1℃ 時電阻值發(fā)生變化的百分數(shù)。 用電流表和電壓表測出回路中的電壓、電流利用歐姆定律計算出電阻大小。為此，常采用三表法 來測量。數(shù)字歐姆表的測量范圍為 毫歐～ 10 兆歐 ,數(shù)字多用表能測 2 兆歐以下的電阻，誤差不超過 177。 蕪湖信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計） 2 前言 單片機是一塊集成有微處理器、存儲器和輸入輸出接口電路的芯片。 電阻是所有電子電路中使用最多的元件。 隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在普遍使用數(shù)字式 萬用表測量電阻值。 當(dāng)用 基準電壓 8 位 A/D 時，能分辨的最小電壓為 當(dāng)用 基準電壓 8 位 A/D 時，能分辨的最小電壓為 采樣精度提高一倍，另外采用運放放大微弱的電壓信號，再經(jīng)單片機 采樣精度又能提高一倍，所以用 8 位 A/D 也能達到 1%的精度。 STC89C58RC 的功能介紹 STC89C58RC 的管腳分布（如 圖 1） 12345678RST9RXD/10TXD/11INT0/12INT1/13T0/14T1/15RW/16RD/17XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40STC89C58RC 圖 1 單片機引腳圖 蕪湖信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計） 4 模塊 引腳號 符號 功能 共用 電路 9 RST 復(fù)位信號輸入端 18 XTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端 19 XTAL1 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端 20 GND 接地端 29 PSEN 外 ROM 選讀通信號 30 ALE 地址鎖存允許 /片內(nèi) EPROM 編程脈沖 31 EA 內(nèi)外 ROM 選擇 /片內(nèi) EPROM 編程電源 40 VCC 芯片電源，接 +5V I/O 端口 18 8 位并行端 I/O 端口 1017 8 位并行端 I/O 端口 2128 8 位并行端 I/O 端口 3239 8 位并行端 I/O 端口 串口 通信 10 RXD 串行口輸入端 11 TXD 串行口輸出端 IIC 通信 2 SCL 串行時鐘線 3 SDA 串行數(shù)據(jù)線 SPI 總線 6 MOSI 主機輸出 /從機輸入信號 7 MISO 主機輸入 /從機輸出信號 8 SCK 串行時鐘 中斷 12 INT0 外部中斷 0 13 INT1 外部中斷 1 定時器 14 T0 定時器 0 15 T1 定時器 1 蕪湖信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計） 5 STC89C58RC 的外圍 資源 （ 如圖 2） S T C 8 9 C 5 8 微 處 理 器低 功 耗 高 速 （ 0 9 0 M ） ， 高 可 靠掉 電 模 式 ： 0 . 1 u A ， 空 閑 模 式 2 m A集 成 M A X 8 1 0專 用 復(fù) 位 電 路1 2 8 0 字 節(jié)S R A M8 / 1 6 / 3 2 / 6 4 K字 節(jié) 閃 存看 門 狗E2P R O MD a t a F l a s hU A R T （ 串 口 ）3 個 定 時 器雙 數(shù) 據(jù) 指 針A / DI A P內(nèi) 置 系 統(tǒng)I S P 監(jiān) 控 程 序四 個 8 位并 行 端 口I A PP 4 口 地 址 0 E 8 HI N T 2 / P 4 . 3I N T 3 / P 4 . 2P 4 口 均 可 位 尋 址A / D （ 高 速 ） 可 做 ：鍵 盤 掃 描電 池 電 壓 檢 測掉 電 檢 測音 頻 、 頻 譜 檢 測 等P 0P 1P 2P 3 圖 2 單片機的外圍資源 芯片選擇方案： STC89C52 芯片：低功耗、價格低、抗干擾強、寬電壓、 8K 的 flash、 2K 的 E2PROM STC89C58 芯片：低功耗、價格低、抗干擾強、寬電壓、 32K 的 flash、 16K 的 E2PROM 選擇 STC89C58 的原因：由于控制器采用無字庫液晶屏顯示工作狀態(tài)，程序編譯完成后，生成的 hex 文件為 。而單片機芯片則包含微處理器（ CPU）、存儲器（存放程序指令或數(shù)據(jù)的 ROM、 RAM 等） ,輸入 /輸出（ I/O 口）及其他功能部件如定時 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等，他們通過地址總線（ AB）、數(shù)據(jù)總線（ DB）和控制總線（ CB）連接起來， (如圖 3) C P U時 鐘復(fù) 位R O M R A M定 時計 數(shù) 器中 斷系 統(tǒng)I / O接 口外部設(shè)備（ D B ）（ A B ）（ C B ） 圖 3 單片機結(jié)構(gòu)單元 指令系統(tǒng)簡介 計算機 的指令系統(tǒng)是表征計算機性能的重要標(biāo)志。按指令執(zhí)行時間分，又可分為 1 機周指令 64條， 2 機周指令 45 條， 4 機周指令 2 條（乘法和除法）。C 總線上接入 8 個 PCF8591 器件，而無需額外的硬件。 模塊二：程序下載模塊， 使用 MAX232 芯片， 使電路在 TTL/CMOS 之間轉(zhuǎn)換。 模塊五：液晶 LCD12864 模塊，使用 P0 口作為數(shù)字端口。板上有三處測試點 1，