畢業(yè)設(shè)計單片機原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(數(shù)字電壓表設(shè)計)畢業(yè)論文-全文預(yù)覽
【正文】 入單片機。圖 輸入電壓為 時，LED 的顯示結(jié)果3. 當(dāng) IN0 口輸入電壓值為 時，顯示結(jié)果如圖 。 從上表可以看出，簡易數(shù)字電壓表測得的值基本上比標(biāo)準(zhǔn)電壓值偏大 0，這可以通過校正 ADC0808 的基準(zhǔn)電壓來解決。但設(shè)計中的不足之處仍然存在?；趩纹瑱C的數(shù)字電壓表使用性強、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、外接元件少。通過本次設(shè)計，我對單片機這門課有了進一步的了解。通過這次設(shè)計，對它的工作原理有了更深的理解。參考文獻[1] 梅麗鳳等編著 單片機原理及接口技術(shù) 清華大學(xué)出版社 [2] 趙晶 主編 Prote199 高級應(yīng)用 人民郵電出版社， 2022 [3] 于海生 編著 微型計算機控制技術(shù) 清華大學(xué)出版社 [4] ：機械工業(yè)出版社，2022 年 10 月[5] ，2022 年 12 月[6] .北京航空航天大學(xué)出版社，2022 年 5 月[7] 于殿泓、王新年 .，2022 年 5。 總之這次電路的設(shè)計和仿真，基本上達到了設(shè)計的功能要求。本次設(shè)計采用了 AT89C51 單片機芯片，與以往的單片機相比增加了許多新的功能，使其功能更為完善，應(yīng)用領(lǐng)域也更為廣泛。系統(tǒng)功能、指標(biāo)達到了課題的預(yù)期要求、系統(tǒng)在硬件設(shè)計上充分考慮了可擴展性，經(jīng)過一定的改造，可以增加功能。在這過程中，我對電路設(shè)計，單片機的使用等都有了新的認(rèn)識。當(dāng)要測量大于 5V 的電壓時，可在輸入口使用分壓電阻，而程序中只要將計算程序的除數(shù)進行調(diào)整就可以了。圖 輸入電壓為 時，LED 的顯示結(jié)果 誤差分析通過以上仿真測量結(jié)果可得到簡易數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表對比測試表，如下表 4 所示：表 簡易數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表對比測試表標(biāo)準(zhǔn)電壓值/V簡易電壓表測量值/V絕對誤差/V 由于單片機 AT89C51 為 8 位處理器，當(dāng)輸入電壓為 時，ADC0808 輸出數(shù)據(jù)值為 255（FFH） ，因此單片機最高的數(shù)值分辨率為 (5/255)。 圖 輸入電壓為 0V 時，LED 的顯示結(jié)果 IN0 輸入電壓值為 時，顯示結(jié)果如圖 所示。Proteus 支持的微處理芯片包括 8051 系列、AVR 系列、PIC 系列、HC11 系列及 Z80 等等。 圖 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖 顯示子程序顯示子程序采用動態(tài)掃描實現(xiàn)四位數(shù)碼管的數(shù)值顯示，在采用動態(tài)掃描顯示方式時，要使得 LED 顯示的比較均勻，又有足夠的亮度，需要設(shè)置適當(dāng)?shù)膾呙桀l率，當(dāng)掃描頻率在 70HZ 左右時，能夠產(chǎn)生比較好的顯示效果，一般可以采用間隔 10ms 對 LED 進行動態(tài)掃描一次，每一位 LED 的顯示時間為 1ms[10]。但要真正實現(xiàn)電路對電壓的測量和顯示的功能，還需要有相應(yīng)的軟件配合，才能達到設(shè)計要求。此電路的工作原理是：+5V 模擬電壓信號通過變阻器 VR1 分壓后由 ADC08008 的 IN0 通道進入（由于使用的 IN0 通道，所以 ADDA,ADDB,ADDC 均接低電平） ，經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字量經(jīng)過其輸出通道 D0D7 傳送給AT89C51 芯片的 P1 口，AT89C51 負(fù)責(zé)把接收到的數(shù)字量經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生正確的7 段數(shù)碼管的顯示段碼傳送給四位 LED，同時它還通過其四位 I/O 口、 產(chǎn)生位選信號控制數(shù)碼管的亮滅。表 共陰極字段碼表顯示字符共陰極字段碼0 3FH1 06H2 5BH3 4FH4 66H5 6DH6 7DH7 07H8 7FH9 6FH LED 顯示器與單片機接口設(shè)計由于單片機的并行口不能直接驅(qū)動 LED 顯示器，所以，在一般情況下，必須采用專用的驅(qū)動電路芯片，使之產(chǎn)生足夠大的電流，顯示器才能正常工作 [7]。硬件譯碼是指利用專門的硬件電路來實現(xiàn)顯示字符碼的轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)中前一位顯示電壓的整數(shù)位，即個位，后兩位顯示電壓的小數(shù)位。LED 顯示器是由若干個發(fā)光二極管組成顯示字段的顯示器件 [6]。它利用內(nèi)部的寄存器從高位到低位一次開始逐位試探比較。雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換器具有抗干擾能力強、轉(zhuǎn)換精度高、價格便宜等優(yōu)點。其中，單片機 AT89C51 通過定時器中斷從 輸出方波，接到ADC0808 的 CLOCK, 發(fā)正脈沖啟動 A/D 轉(zhuǎn)換， 檢測 A/D 轉(zhuǎn)換是否完成，轉(zhuǎn)換完成后， 置高從 P1 口讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果送給 LED 顯示出來 [3]。10pF，在這個系統(tǒng)中選擇了 33pF；石英晶振選擇范圍最高可選 24MHz，它決定了單片機電路產(chǎn)生的時鐘信號震蕩頻率，在本系統(tǒng)中選擇的是 12MHz，因而時鐘信號的震蕩頻率為 12MHz。CPU 執(zhí)行一條指令的各個微操作所對應(yīng)時間順序稱為單片機的時序。當(dāng)震蕩器起振后，只要該引腳上出現(xiàn) 2 個機器周期以上的高電平即可確保時器件復(fù)位 [1]。后者集成度高，成本低，功耗相對較低；缺點是需要增加一個刷新電路，附加另外的成本。但是，當(dāng)單片機用于實時數(shù)據(jù)采集或處理大批量數(shù)據(jù)時，僅靠片內(nèi)提供的 RAM 是遠遠不夠的。RST：復(fù)位線，可以使 89C51 處于復(fù)位(即初始化)工作狀態(tài)。在不訪問片外存儲器時，89C51 自動在 ALE 線上輸出頻率為 1/6 震蕩器頻率的脈沖序列。P1 口：這 8 個引腳和 P0 口的 8 個引腳類似， 為最高位， 為最低位，當(dāng) P1 口作為通用 I/O 口使用時， 的功能和 P0 口的第一功能相同，也用于傳送用戶的輸入和輸出數(shù)據(jù)。AT89C51 采用 PDIP封裝形式，引腳配置如圖 所示 [7]。該器件采用ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容，由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL 的AT89C51 是一種高效微控制器，它為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。第 2 章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計 數(shù)字電壓表設(shè)計總體設(shè)計方案硬件電路設(shè)計由 6 個部分組成。設(shè)計思路⑴根據(jù)設(shè)計要求，選擇 AT89C51 單片機為核心控制器件。 本文研究內(nèi)容設(shè)計要求⑴以 MCS51 系列單片機為核心器件，組成一個簡單的直流數(shù)字電壓表。數(shù)字電壓表從 1952 年問世以來，經(jīng)歷了不斷改進的過程，從最早采用繼電器、電子管和形式發(fā)展到了現(xiàn)在的全固態(tài)化、集成化（IC 化） ，另一方面，精度也從 %%。數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心與基礎(chǔ) [2]。數(shù)字電壓表簡稱 DVM，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。該系統(tǒng)的數(shù)字電壓表電路簡單，所用的元件較少，成本低，且測量精度和可靠性較高。進度計劃第 1 天 查閱收集資料第 2 天 總體設(shè)計方案的確定第 4 天 CPU
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