【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(jì)） 11 PCB 板圖 （如圖 7） 圖 7 PCB 板圖 PCB 板圖說(shuō)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(guò) 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(jì)） 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(jī)P0(0..7)P2(4..6)液晶顯示RXDTXD串口程序下載P1(3..6)獨(dú)立鍵盤(pán)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(gè)模塊 模塊一： 獨(dú)立鍵盤(pán)模塊 ，通過(guò) 檢測(cè)鍵盤(pán)，鍵盤(pán)用來(lái)進(jìn)行人機(jī)界面操作。 數(shù)據(jù)傳送類(lèi)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(yùn)算類(lèi)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(jì)） 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(yùn)算及移位指令 1. 邏輯“與”運(yùn)算指令（ 6 條） 2. 邏輯“或”運(yùn)算指令（ 6 條） 3. 邏輯“異或”運(yùn)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(lèi)指令 1. 位傳送指令（ 2 條） 2. 位修正指令（ 6 條） 3. 位邏輯運(yùn)算指令（ 4 條） 控制轉(zhuǎn)移類(lèi)指令 1. 無(wú)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(jì)） 8 模塊 引腳號(hào) 符號(hào) 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(shí)鐘輸入 時(shí)鐘相關(guān) 11 OSC 時(shí)鐘輸入 /輸出 12 EXT 外部 /內(nèi)部時(shí)鐘切換 注： PCF8591 簡(jiǎn)介 PCF8591 是 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換集成塊， 3 個(gè)地址引腳 A0, A1 和 A2 可用于硬件地址編程，允許在同個(gè) I178。按指令字節(jié)長(zhǎng)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(jī)系統(tǒng)的硬件由單片機(jī)芯片和外部設(shè)備組成。 所以在此 以 A/D 測(cè)電阻為例來(lái)研究 A/D 轉(zhuǎn)換。 當(dāng)用單片機(jī)測(cè)電阻時(shí)，要先用 A/D 把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。按所用測(cè)量?jī)x表，電阻測(cè)量可分為伏安表法、三表法、歐姆表法和電橋法。由于單片機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，所以要先經(jīng)過(guò) A/D 把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，在此我通過(guò)用 A/D 測(cè)電阻來(lái)研究 A/D 轉(zhuǎn)換。 電橋法： 利用直流電橋、經(jīng)典交流電橋測(cè)量電阻。機(jī)械式歐姆表及多用表主要用于測(cè)量中值電阻 ,準(zhǔn)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(shí)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(cè)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(zhǎng)度、粗細(xì)、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(fù)七次方～ 10 的負(fù)十五次方歐。 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 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(jì)） 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 寫(xiě)作 提綱 一、論文題目 ： 基于 51 單片機(jī)的電阻測(cè)量 二、論題觀點(diǎn)來(lái)源： 用 A/D 測(cè)電阻時(shí)，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(jì)算出 被測(cè)電阻的阻值。 畢業(yè)論文進(jìn)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(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制，還是還是辦公室文書(shū)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(jì)算機(jī)來(lái)完成。而計(jì) 算機(jī)只能接收和處理數(shù)字信號(hào)，也只能輸出數(shù)字信號(hào)， 因此在用計(jì)算機(jī)處理這些模擬量之前，必須把這些模擬量，如工業(yè)過(guò)程中的溫度、壓力、流量，通信系統(tǒng)中的語(yǔ)言、圖像、文字等物理量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，才能由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理；而計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)對(duì)模擬系統(tǒng)的控制。 A/D 轉(zhuǎn)換器在進(jìn)行轉(zhuǎn) 換期間，要求輸入的模擬電壓保持不變，因此在對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換前，需要對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行離散處理，即在一系列選定時(shí)間上對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣值的保持期間內(nèi) 完成對(duì)樣值的量化和編碼，最后輸出數(shù)字信號(hào)。 2020 年 3 月 可行性進(jìn)行分析， 原理圖繪制 ， Protues 仿真 。 三、基本觀點(diǎn)： A/D 采樣出電壓值，根據(jù)電阻分壓原理， 計(jì)算出電阻值 。 在材料研制、基本研究或特殊情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí) ，測(cè)量電阻的范圍一般擴(kuò)大到接近零歐至 10 的負(fù)十八次方歐。電阻元件是對(duì)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(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。 用電流表和電壓表測(cè)出回路中的電壓、電流利用歐姆定律計(jì)算出電阻大小。為此，常采用三表法 來(lái)測(cè)量。數(shù)字歐姆表的測(cè)量范圍為 毫歐～ 10 兆歐 ,數(shù)字多用表能測(cè) 2 兆歐以下的電阻，誤差不超過(guò) 177。 蕪湖信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 2 前言 單片機(jī)是一塊集成有微處理器、存儲(chǔ)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(wàn)用表測(cè)量電阻值。 當(dāng)用 基準(zhǔn)電壓 8 位 A/D 時(shí)，能分辨的最小電壓為 當(dāng)用 基準(zhǔn)電壓 8 位 A/D 時(shí)，能分辨的最小電壓為 采樣精度提高一倍，另外采用運(yùn)放放大微弱的電壓信號(hào)，再經(jīng)單片機(jī) 采樣精度又能提高一倍，所以用 8 位 A/D 也能達(dá)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(jī)引腳圖 蕪湖信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 4 模塊 引腳號(hào) 符號(hào) 功能 共用 電路 9 RST 復(fù)位信號(hào)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(hào) 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(shí)鐘線 3 SDA 串行數(shù)據(jù)線 SPI 總線 6 MOSI 主機(jī)輸出 /從機(jī)輸入信號(hào) 7 MISO 主機(jī)輸入 /從機(jī)輸出信號(hào) 8 SCK 串行時(shí)鐘 中斷 12 INT0 外部中斷 0 13 INT1 外部中斷 1 定時(shí)器 14 T0 定時(shí)器 0 15 T1 定時(shí)器 1 蕪湖信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 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(zhuān) 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(mén) 狗E2P R O MD a t a F l a s hU A R T （ 串 口 ）3 個(gè) 定 時(shí) 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(gè) 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(pán) 掃 描電 池 電 壓 檢 測(cè)掉 電 檢 測(cè)音 頻 、 頻 譜 檢 測(cè) 等P 0P 1P 2P 3 圖 2 單片機(jī)的外圍資源 芯片選擇方案： STC89C52 芯片：低功耗、價(jià)格低、抗干擾強(qiáng)、寬電壓、 8K 的 flash、 2K 的 E2PROM STC89C58 芯片：低功耗、價(jià)格低、抗干擾強(qiáng)、寬電壓、 32K 的 flash、 16K 的 E2PROM 選擇 STC89C58 的原因：由于控制器采用無(wú)字庫(kù)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(jī)芯片則包含微處理器（ CPU）、存儲(chǔ)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(shí) /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等，他們通過(guò)地址總線（ AB）、數(shù)據(jù)總線（ DB）和控制總線（ CB）連接起來(lái)， (如圖 3) C P U時(shí) 鐘復(fù) 位R O M R A M定 時(shí)計(jì) 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(jī)結(jié)構(gòu)單元 指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介 計(jì)算機(jī) 的指令系統(tǒng)是表征計(jì)算機(jī)性能的重要標(biāo)志。按指令執(zhí)行時(shí)間分，又可分為 1 機(jī)周指令 64條， 2 機(jī)周指令 45 條， 4 機(jī)周指令 2 條（乘法和除法）。C 總線上接入 8 個(gè) PCF8591 器件，而無(wú)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(cè)試點(diǎn) 1，