【正文】 也要感謝各位老師在四年來對我學(xué)習(xí)和生活上的關(guān)心和幫助。 因為平時所需要測量的被測電壓的電壓值不是一個定值，多多少少都有一些微小的變化。則數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的算法正確的。 2） 檢查按鍵模塊程序。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序的錯誤，同時也能發(fā)現(xiàn)硬件的故障。用 C語言來控制單片機(jī)無疑是一個理想的選擇。 圖 按鍵控制電路 鍵盤的功能： 可根據(jù)所測的電壓范圍，通過按鍵來切換通道。被測電壓輸入端、整理過的模擬電壓輸入端，開關(guān)與單片機(jī)的連接如 下 圖所示 。使用的基本元器件是：AT89C51 單片機(jī)， ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片， 1602 液晶顯示器，開關(guān)，按鍵，電容，電阻，晶振，標(biāo)準(zhǔn)電源等等。需要 2片或更多 ADC0809時，第二種連接方式時一種優(yōu)選方案。只要單片機(jī)從外部 RAN 讀取數(shù)據(jù)，就是讀取ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果。除了最高位以外， DPTR 的其余 15 位數(shù)據(jù)對于 ADC 沒有任何意義。就是說，就像往 SBUF 寫入時寫到發(fā)送緩沖寄存器，從 SBUF 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 共 52 頁 圖 ADC0809 與 51 單片機(jī)的第二種連接方式 讀出時實際是讀取接收緩沖寄存器的數(shù)據(jù)一樣，往 ADC0809 寫入時，把數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)寫到地址寄存器，從 ADC0809 讀出時實際是讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。圖 (317)中 。 3. 中斷傳送方式 采用中斷方式可大大節(jié)省單片機(jī)的時間。為此可采用下述三種方式。 ＊地址總線。 第五步： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A∕ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束。 REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓。 A、 B、 C： 3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路 。 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器為逐次逼近式，由 256R 電阻分壓器、樹狀模擬開關(guān)（這兩部分組成一個D/A 變換器）、電壓比較器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時電路組成。 綜合上述幾種 A/D轉(zhuǎn)換芯片的特點，在本設(shè)計中，我們設(shè)計的是簡易數(shù)字電壓表，因此在此，我們選擇精度為 8位的 ADC0809芯片。 AD0809是 8位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，它是由一個 8路的模擬 開關(guān)、一個地址鎖存譯碼器、一個 A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成 。 顯示模式設(shè)置 指令碼 功能 0 0 1 1 1 0 0 0 設(shè)置 16*2 顯示， 5*7 點陣， 8 位數(shù)據(jù)口 表 顯示開 /關(guān) 及光標(biāo)設(shè)置 指令碼 功能 0 0 0 0 1 D C B D=1 開顯示； D=0關(guān)顯示 C=1 顯示光標(biāo)； C=0不顯示關(guān)標(biāo) B=1 光標(biāo)閃爍； B=0光標(biāo)不顯閃爍 0 0 0 0 0 1 N S N=1 當(dāng)讀寫一個字條款后地址指針加一，且光標(biāo)加一。因此，在本設(shè)計實驗我們選擇 1602液晶顯示器件。 12864液晶也是一種工業(yè)字符型液晶，它不僅能夠顯示 1602液晶所可以顯示的字符，數(shù)字等信息，而且還可以顯示 8*4個中文漢字和一些簡單的圖片，顯示信息也非常的清楚。這也是數(shù)碼管的不足之處。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。 P3 口 ： P3口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高 電 平 ，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 下圖 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖： 圖 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 共 52 頁 從內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖框圖上可以看出 AT89C51 單片機(jī)包括一下資源： （ 1） 一個 8 位的 CPU （ 2） 一個片內(nèi)振蕩器及時鐘電路 （ 3） 4KB 的 FLAShROM （ 4） 128 的內(nèi)部 RAM （ 5） 可擴(kuò)展 64KB 外部 ROM 和外部 RAM 的控制電路； （ 6） 2 個 16 位的定時 /計數(shù)器 （ 7） 26 個特殊功能寄存器 （ 8） 4 個 8 位的并行口 （ 9） 一個全雙工的串行口 （ 10） 5 個中斷源， 2 個外部中斷， 3 內(nèi)部中斷 （ 11） 內(nèi)部硬件看門狗電路 （ 12） 一個 SPI 串行接口，用于芯片的在系統(tǒng)編程 AT89C51 單片機(jī)有四十個引腳，其引腳圖同圖 ，引腳可分為四類：電源和地，時鐘，控制和 I/O 口 。 51系列單片機(jī)的特點是：硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產(chǎn)歷史悠久，世界有許多芯片公司都買了 51的芯片核心專利技術(shù)，并在其基礎(chǔ)上擴(kuò)充其性能，使得芯片的運(yùn)行速度變得更快，性價比更高。最后單片機(jī)系統(tǒng)將計算好了的被測電壓值按一定的時序送入顯示電路模塊加以顯示。 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果通過計數(shù)譯碼電路變換成段碼，最后驅(qū)動顯示器顯示出相應(yīng)的數(shù)值。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是經(jīng) 常需要測量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓表就成為一種必不可少的測 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 共 52 頁 量儀器。而數(shù)字電壓表種類繁多，型號新異，目前國際仍未有統(tǒng)一的分類方法。因為傳統(tǒng)的模擬指針式電壓表功能單一，精度低，讀數(shù)的時候也非常不方便，很容易出錯。 涉密論文按學(xué)校規(guī) 定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。在參閱 大量數(shù)字電壓表的基礎(chǔ)上的數(shù)字直流電壓表，所測 量 范圍直流電壓為 0～ 500V，測 量 精度為 。 liquid crystal display。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。這種電子測量的儀表之所以出現(xiàn)，一方面是由于電子計算機(jī)的應(yīng)用逐漸推廣到系統(tǒng)的自動控制信實驗研究的領(lǐng)域，提出了將各種被觀察量或被控制量轉(zhuǎn)換成數(shù)碼的要求，即為了實時控制及數(shù)據(jù)處理的需要；另一方面，也是電子計算機(jī)的發(fā)展，帶動了脈沖數(shù)字電路技術(shù)的進(jìn)步，為數(shù)字化儀表的出現(xiàn)提供了條件。隨后，在斜波式的基礎(chǔ)上雙引伸出階梯波式，它的唯一的進(jìn)步是成本降低了，可是準(zhǔn)確寬，速以及抗干擾能力都未能提高。 但在日常生活中，數(shù)字電壓表一般是按照原理不同進(jìn)行分類的，目前大致分為以下幾類：比較式，電壓 —— 時間變換式，積分式等。 基于分立元件的電壓表 這種設(shè)計方案是由模擬電路與數(shù)字電路兩大部分組成，模擬部分包括輸入放大器、 A/D 轉(zhuǎn)換器和基準(zhǔn)電壓源；數(shù)字部分包括計數(shù)器、譯碼器、邏輯控制器、振蕩器和顯示器。由于單片機(jī)的發(fā)展已經(jīng)成熟，利用單片機(jī)系統(tǒng)的軟硬件結(jié) 合，可以組裝出許多的應(yīng)用電路來。 單片機(jī)是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機(jī)系統(tǒng)，具有一個完整計算機(jī)所需要的大部分部件：CPU，內(nèi)存，總線系統(tǒng)等。 綜合以上各種單片機(jī)的基本性能及本設(shè)計的滿足需要，我們將選擇 51 系列單片機(jī)。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部存儲器時，地址 鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 XTAL2： 來自 反向振蕩器的輸出。小電流下可以驅(qū)動每光，發(fā)光響應(yīng)時間極短，體積小，重量輕，抗沖擊性能好，壽命長。 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器已經(jīng)存儲了 160個不同的點陣字符圖形，這些字 這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼 。也不是理解的顯示器件。輸出： D0D7 為數(shù)據(jù)。所以， A/D芯片的選擇是設(shè)計過程中一個很重要的環(huán)節(jié) 。 TLC2543C是 12位開關(guān)電容逐次逼近 A/D轉(zhuǎn)換，每個器件有三個控制輸入端，片選，輸入 /輸出時鐘以及地址輸入端。 ADC0809 由 3 部分組成： 8 路模擬量選通開關(guān)、 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器。其主要引腳功能如下所示。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 第 二步：使 ALE 端接收一正脈沖信號，使該路模擬信號經(jīng)選擇開關(guān)達(dá)到比較器的輸入端。 ADC0809 與單片機(jī)的接口 ADC0809 與單片機(jī)的連接主要考慮三方面：與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的連接。在 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時， ADC0809 會發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 EOC，通知89C51 可以讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。由于 ADC0809 的輸出 D7~D0 具有三態(tài)輸出鎖存緩沖器，因此ADC0809 可以直接和單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連。但是由于 51單片機(jī)沒有現(xiàn)成的低 8 位地址總線，所以采用這種標(biāo)準(zhǔn)連接方式需要用 74LS373 或類似芯片產(chǎn)生低 8 位地址總線。 編程概要： MOV DPTR， 7FF8H； DPTR 指向 0809 通道 0 MOVX ＠ DPTR， A。 這種連接方式有一個特點，那就是單片機(jī)要把最低 3 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線寫入ADC0809 的地址鎖存器，然后作為通道地址使用。 圖 ADC0809 與 51 單片機(jī)的第三種連接方式 當(dāng) 51單片機(jī)沒有外擴(kuò) RAM和 I/O口時， ADC0809就可以在概念上作為一個特殊的唯一的外擴(kuò) RAM單元。 4. 三種連接方式的綜合比較 第一種和第二種連接方式允許多片 ADC0809與單片機(jī)連接，第三種連接方式只能連接一片。 可以通過調(diào)檔開關(guān)實現(xiàn)各檔位。 輸入電路 由于輸入電路的電壓比基準(zhǔn)電壓（ 5V）高很多，因此在輸入電路必須加電壓衰減器。 圖 1602 液晶與單片機(jī)連接 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 共 52 頁 按鍵控制電路設(shè)計 。但它依賴于計算機(jī)硬件，程序可讀性和可移植性比較差。 1） 檢查所設(shè)計的硬件電路板所有的器件和引腳是否正確，尤其是電源的連接是否正確；檢查各總線是否有短路的故障。 1） 檢查液晶顯示模塊程序。 4） 檢查數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換模塊程序。如果一樣，說明設(shè)計成功完成。他不僅在學(xué)術(shù)上給了我指導(dǎo)，在生活上也給了我無盡的關(guān)懷。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 共 52 頁 參考文獻(xiàn) [1]李建忠編著．單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2020:113126. 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