【正文】 91kA C V o l t s+ 0 . 8 5A C V o l t s+ 1 . 4 5D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 LA C V o l t s+ 0 . 9 5A C V o l t s+ 2 . 5 0A C V o l t s+ 3 . 4 0A C V o l t s+ 1 . 9 0A C V o l t s+ 2 . 3 0A C V o l t s+ 2 . 6 5O UT 121A DD B24A DD A25A DD C23V RE F ( + )12V RE F ( )16I N31I N42I N53I N64I N75S T A RT6O UT 58E O C7OE9CLO C K10O UT 220O UT 714O UT 615O UT 817O UT 418O UT 319I N228I N127I N026A L E22U4A DC 0 8 0 8U4( CLO CK )231U 5 : A7 4 L S 0 2231U 3 : A7 4 L S 0 2 圖 13 仿真結(jié)果圖 課程設(shè)計說明書 13 13 7 結(jié)論 本設(shè)計以 AT89C51 單片機為控制核心，通過集成摸數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0808將被測信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)單片機內(nèi)部程序處理后，由液晶顯示器 LCD1602 顯示測量結(jié)果。程序流程圖如圖 12所示。 主程序設(shè)計 圖 11 主程序流程圖 主程序主要負責初始化工作：設(shè)置定時器、寄存器的初值，啟動 A/D 轉(zhuǎn)換，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，處理量程轉(zhuǎn)換響應(yīng)，控制液晶實時顯示等，其流程圖如圖 11所示。 表 4 DDRAM 地址 row 1 2 3 4 5 … 14 15 16 line1 80H 81H 82H 83H 84H … 8dH 8eH 8fH line2 0c0H 0c1H 0c2H 0c3H 0c4H … 0cdH 0ceH 0cfH 2） LCD初始化 從通電開始延時，先經(jīng)過判忙后再進行功能設(shè)置，過一段時間后可以設(shè)制顯示狀態(tài)（如設(shè)制行、位或陣列）再經(jīng)過延時清屏后才可以設(shè)置輸入模式，具體實現(xiàn)過程如圖 9所示。 圖 8 寫命令字流程圖 1）定義光標位置 顯示數(shù)據(jù)的某位，就是把顯示數(shù)據(jù)寫在相應(yīng)的 DDRAM 地址中， DDRAM 地址占 7位。 F=1,5*10點陣字體； F=0,5*7點陣字體。其指令名稱是指要實現(xiàn)的功能；控制代號是采用的十六進制的數(shù)值表示的。根據(jù)管腳功能，當為有效電平時，狀態(tài)命令字可從 LCD模塊傳輸?shù)綌?shù)據(jù)總線。 DB0～ DB7：數(shù)據(jù)線，可以用 8位連接，也可以只用高 4位連接，節(jié)約單片機資源。 LCD1602 的引腳功能 LCD1602模塊的引腳如圖 6所示，其引腳功能如下： RS：數(shù)據(jù)和 指令選擇控制端， RS=0命令狀態(tài)； RS=1數(shù)據(jù)。本設(shè)計采用的是字符型顯示。 圖 4 ADC0808 內(nèi)部結(jié)構(gòu) A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 集成模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0808 實現(xiàn)的 A/D 轉(zhuǎn)換電路如圖 5 所示，被測信號由ADC0808模擬輸入端輸入，完成 A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機，經(jīng)相應(yīng)處理后送出顯示。 START：啟動信號輸入端， START為正脈沖，其上升沿清除 ADC0808 的內(nèi)部的各寄存器，其下降沿啟動 A/D開始轉(zhuǎn)換。 ALE：地址鎖存啟動信號，在 ALE 的上升沿，將 A、 B、 C 上的通道地址鎖存到內(nèi)部的地址鎖存器。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換器能把輸入的模擬電壓直接轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)字代碼，而不需要經(jīng)過中間變量。 圖 1 系統(tǒng)時鐘電路 圖 2 系統(tǒng)復位電路 復位電路 單片機的 RST 管腳為主機提供了一個外部復位信號輸入口。 4 硬件設(shè)計 單片機控制模塊設(shè)計 單片機控制模塊的作用是為控制各單元 電路的運行并完成數(shù)據(jù)的換算或處理，主要由單片機、時鐘電路、復位電路組成。 6 腳為測試控制，當輸入一個 2us 寬高電平脈沖時，就開始 A/D 轉(zhuǎn)換。下邊的為輸出窗口，源文件編譯之后的結(jié)果顯示在輸出窗口中，課程設(shè)計說明書 4 4 會出現(xiàn)通過或錯誤（包括錯誤類型及行號）的提示。調(diào)試工具欄位于最后，主要包括一些仿真調(diào)試源程序的基本操作，如單步、復位、全速運行等。 Keil uVision2 Keil提供了包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。它從原理圖布圖、代 碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。由于 ADC0808 的參考電壓 VREF＝ VCC，所以轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)要經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，在 LCD 上顯示出電壓值。 數(shù)字電壓表的設(shè)計要求 可以測量 0～ 5V 范圍內(nèi)的 8 路直流電壓值。 數(shù)字電壓表的實現(xiàn)原理 ADC0808 是 8 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器。由各種A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域，顯示出強大的生命力。電壓表的數(shù) 字化測量，關(guān)鍵在于如何把隨時連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，完成這種轉(zhuǎn)換的電路叫模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ A/D）。課程設(shè)計說明書 1 1 目 錄 1 引言 ................................................................ 2 2 設(shè)計原理及要求 ...................................................... 2 3 軟件仿真電路設(shè)計 .................................................... 2 設(shè)計思路 ...................................................... 3 仿真軟件簡介 .................................................. 3 Proteus 6 Professional ................................... 3 Keil uVision2 ............................................ 3 ....................................................... 3 4 硬件設(shè)計 ............................................................ 4 ............................................. 4 ................................................. 4 ................................................. 4 A/D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計 ............................................... 5 ADC0808 簡介 ............................................. 5 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 ......................................... 6 顯示模塊設(shè)計 .................................................. 7 LCD 顯示模塊 ............................................. 7 LCD1602 的引腳功能 ....................................... 7 LCD1602 的顯示操作 ....................................... 7 5系統(tǒng)軟件程序的 設(shè)計 ................................................. 11 .................................................... 11 A/D轉(zhuǎn)換程序 .................................................. 11 6 系統(tǒng)仿真 ........................................................... 12 7 結(jié)論 ............................................................... 13 參考文獻 ............................................................. 14 附錄 1 ............................................................... 15 附錄 2 ............................................................... 15 課程設(shè)計說明書 2 2 1 引言 隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，微處理器芯片的集成程度越來越高，單片機已可以在一塊芯片上同時集成 CPU、存儲器、定時器／計數(shù)電路，這就很容易將計算機技術(shù)與測量控制技術(shù)結(jié)合，組成智能化測量控制系 統(tǒng)。本章重點介紹 A/D 轉(zhuǎn)換器以及由它們構(gòu)成的基于單片機的數(shù)字電壓表的工作原理。較之于一般的模擬電壓表，數(shù)字電壓表具有精度高、測量準確、讀數(shù)直觀、使用方便等優(yōu)點。原理圖見附錄2。如每隔一段時間依次輪流改變3 位地址輸入端的地址，就能依次對 8 路輸入電壓進行測量。由于 ADC0808 在進行 A/D 轉(zhuǎn)換時需要有 CLK 信號，本試驗中 ADC0808 的 CLK直接由外部電源提供為 500kHz 的方波。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 ISIS 6 Professiona 軟件具有的功能：原理布圖； PCB自 動或人工布線； SPICE電路仿真。建造工具欄主要包括文件編譯、目標文件編譯連接、所有目標文 件編譯連接、目標選項和一個目標選擇窗口。右邊為源文件編輯窗口，編輯窗口實質(zhì)上就是一個文件編輯器，我們可以在這里對源文件進行編輯、修改、粘貼等。 0808 具有 8 路模擬輸入端口，地址 (2325)腳可決定對哪路模擬輸入作 A/D 轉(zhuǎn)換， 22 腳為地址鎖存控制，當輸入為高電平時，對地址信號進行鎖存。 10 腳為 0808的時鐘輸入端，由外部信號源提供。時鐘電路如圖 1所示。復位電路如圖 2所示。 A、 B、 C： 3 位地址輸入， 2 個地址輸入端的不同組合選擇八路模擬量輸入。當 OE=1時，即為高電平，允許輸出鎖存器輸出數(shù)據(jù)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 4所示。字符顯示是根據(jù)需要顯示基本字符。 LCD1602可以顯示 2行 16個漢字。 E：數(shù)據(jù)讀寫操作控制位， E線向 LCD模塊發(fā)送一個脈沖， LCD模塊與單片機間將進行一次數(shù)據(jù)交換。 表 1 LCD 與單片機之間有四種基本操作 RS R/W 操作 VSS VDD VO RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 A K LCD 模 塊 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 課程設(shè)計說明書 8 8 (1)讀狀態(tài)字：執(zhí)行讀狀態(tài)字操作，如表 31滿足 RS=0， R/W=1。 圖 7 讀入狀態(tài)字流程圖 (2)命令 字 表 2所示為命令字，其主要介紹了指令名稱、控制信號及控制代碼。 N=1，雙