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機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)(專業(yè)版)

  

【正文】 單片機(jī)為 8 位處理器,當(dāng)輸入電壓為 時(shí),輸出數(shù)據(jù)值為 255( FFH),決定了該電壓表的最大分辨率(精度)只能達(dá) 到 。送段碼給 P0 口 MOV A,R3 MOV P2,A。變換十分位調(diào)整值 5 送 B DIV AB 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 22 MOV LED2,A。存放三個(gè)數(shù)碼管的段碼 ADC EQU 35H。 ⑶ LED 譯碼方式 第六章 硬件電路設(shè)計(jì) 17 譯碼方式是指由顯 示字符轉(zhuǎn)換得到對(duì)應(yīng)的字段碼的方式,對(duì)于 LED 數(shù)碼管顯示器,通常的譯碼方式有硬件譯碼和軟件譯碼方式兩種。 OE: 數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào),輸入,高電平有效。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。 PSEN: 程序儲(chǔ)存允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào),當(dāng) AT89C51由外部程序存儲(chǔ)器讀取指令時(shí),每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效,即輸出兩個(gè)脈沖。對(duì)端口寫 “1”,通過(guò)內(nèi)部的電阻把端口拉到高電平,此時(shí),可作為輸入口。1288 位內(nèi)部 RAM 圖 611 電壓范圍粗測(cè)電路 為了粗略地得到被測(cè)量的電壓范圍我們采用多組比較器的方式,通過(guò)階梯式比較的方法確定輸入電壓的范圍。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 第四章 總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主要分為兩部分:硬件電路及軟件程序。如音樂(lè)集成單片機(jī),看似簡(jiǎn)單的功能,微縮在純電子 芯片 中(有別于 磁帶機(jī) 的原理),就需要復(fù)雜的類似于計(jì)算機(jī)的原理。 現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)??梢?jiàn)將來(lái)數(shù)字電壓表必將取代模擬電壓表。該設(shè)計(jì)主要由三個(gè)模塊組成: A/D 轉(zhuǎn)換模塊,數(shù)據(jù)處理模塊及顯示模塊。但數(shù)字電壓表由于存在采 樣誤差,精度不是很高。盡管2021 年以后 ARM 已經(jīng)發(fā)展出了 32 位的 主頻 超過(guò) 300M 的高端單片機(jī),直到目前基于 8031 的單片機(jī)還在廣泛的使用。 網(wǎng)絡(luò)和通信 現(xiàn)代的 單片機(jī) 普遍具備 通信接口 ,可以很方便地與 計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件,現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制,從手機(jī),電話機(jī)、小型 程控交換機(jī) 、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話,集群移動(dòng)通信, 無(wú)線電 對(duì)講機(jī)等 。 ⑵采 用 1 路模擬量輸入,能夠測(cè)量 05V 之間的直流電壓值。在此簡(jiǎn)化采用 4 位八段共陰極數(shù)碼管對(duì) A/D 轉(zhuǎn)換變換后的結(jié)果加以顯示。數(shù)據(jù)保留時(shí)間: 10 年 第六章 硬件電路設(shè)計(jì) 11 因?yàn)閮?nèi)部有電阻,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)輸出一個(gè)電流。 如果必要,可對(duì)特殊寄存器區(qū)中的 8EH單元的 D0 位置禁止 ALE 操作。如果使用石英晶體,我們推薦電容使用 30PF177。 ADDA、 ADDB、 ADDC: 3 位地址輸入線,用于選通 8 路模擬輸入中的一路 ALE: 地址鎖存允許信號(hào),輸入,高電平有效。本系統(tǒng)中前一位顯示電壓的整數(shù)位,即個(gè)位,后兩位顯示電壓的小數(shù)位。但要真正實(shí)現(xiàn)電路對(duì)電壓的測(cè)量和顯示的功能,還需要有相應(yīng)的軟件配合,才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。變換個(gè)位調(diào)整值 50 送 B DIV AB MOV LED1,A。查表取段碼 CJNE R2,3,GO1。例如 A/D 轉(zhuǎn)換來(lái)的數(shù)據(jù)為 235,變換對(duì)應(yīng)的 BCD 碼為:235/50=4(是個(gè)位)余 35/5=6(十分位)余 5,余數(shù) 5 直接作百分位(此位不精確),即為 , BCD 碼為 0100 0110 ,緩存,調(diào)顯示程序顯示。 本次設(shè)計(jì)成功的完成了基于 AT89C51 單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)任務(wù),輸入 020V 直流電壓 ,單片機(jī)轉(zhuǎn)化為模擬量進(jìn)行初始判斷后,利用模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)了 200MV、 2V、 20V 自動(dòng)換擋, 能夠在 LCD 液晶屏上 顯示相應(yīng)的數(shù)字量電壓值, 20V 檔 精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位 ; 2V 檔時(shí)作為 2021MV 的量程顯示 4 位有效數(shù)字; 200MV 檔時(shí)精確到小數(shù)點(diǎn)后一位 。改變位碼 MOV R3,A INC R1。調(diào)用顯示程序 AJMP WAIT 。跳轉(zhuǎn)到主程序執(zhí)行 ORG 0030H 。 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中為了簡(jiǎn)化硬件線路設(shè)計(jì), LED 譯碼采用軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè) 2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的,所以對(duì)外部時(shí)鐘信 號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求,但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。欲使中央處理器僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器, EA端必須保持低電平。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí), P2 口線上的 內(nèi)容在整個(gè)運(yùn)行期間不變。5 個(gè)中斷源 單片機(jī)模塊 芯片的介紹和選 擇 單片機(jī) AT89C51 介紹 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器( FPEROM — Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器,俗稱單片機(jī)。 設(shè)計(jì)方案 數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)方案很多,但采用集成電路來(lái)設(shè)計(jì)較流行。 汽車電子 單片機(jī) 在汽車電子中的應(yīng)用非常廣泛,例如汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制 器,基于 CAN 總線的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能 電子控制器 、 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)、 abs 防抱死系統(tǒng) 、制動(dòng)系統(tǒng)、胎壓檢測(cè)等。 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 第二章 設(shè)計(jì)背景 3 目前 單片機(jī) 滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域,幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī),和計(jì)算機(jī)相比,單片機(jī)只缺少了 I/O 設(shè)備。 該系統(tǒng)的數(shù)字電壓表電路簡(jiǎn)單,所用的元件較少,成本低,且測(cè)量精度和可靠性較高。的確模擬電壓表在顯示測(cè)量值方面精度校準(zhǔn),然而卻也存在問(wèn)題。 INTEL 的 Z80 是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器,當(dāng)時(shí)的單片機(jī)都是8 位或 4 位的。 工業(yè)控制 單片機(jī)具有體積小 、控制功能強(qiáng)、功耗低、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、擴(kuò)展靈活和使用方便等優(yōu)點(diǎn),用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 、通信系統(tǒng)、信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、無(wú)線感知系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、機(jī)器人等應(yīng)用控制系統(tǒng)。 (6)使用方便用途廣 :開(kāi)機(jī)預(yù)熱預(yù)調(diào)后即可使用,可配接打印機(jī)自動(dòng)記數(shù) .還可配接相應(yīng)的轉(zhuǎn)換器,用來(lái)測(cè)量交流電壓、直流電流、電阻和溫度等參量。這樣 電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,電路板布線不復(fù)雜,便于焊接、調(diào)試。與 MCS51 兼容 P0口在閃爍編程時(shí), P0 口接收指令,在程序校驗(yàn)時(shí),輸出指令,需要接電阻。 ALE/ PROG : 當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí), ALE 輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自然震蕩器。 6)工作溫度范圍為 40~+ 85 攝氏度 7)低功耗,約 15mW。在單片機(jī)中使用最多的是七段數(shù)碼顯示器。此外 , AT89C51還控制 ADC0809 的工作。暫存 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果 CLR OE。關(guān)閉顯示 ,目的防止亂碼 MOV A,R1。要將 A/D 轉(zhuǎn)換來(lái)的數(shù)據(jù)變換成對(duì)應(yīng)的 BCD 碼,這是因?yàn)?ADC0809 是 8 位 A/D轉(zhuǎn)換,對(duì) 0~ 5V的模擬量轉(zhuǎn)換成 00H~ FFH 的數(shù)字量,即 0~ 255。 3) 可以利用單片機(jī)串口通信將電壓值傳送至電腦進(jìn)行同步顯示和后期處理。延時(shí) 5S 程序: DELAY : MOV R6,10 D1: MOV R7,250 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 RET 第八章 軟件設(shè)計(jì) 23 。是 5V,即最高值,將小數(shù)的十分位清零 MOV LED3,0H。選擇 ADC0809 的通道 2 WAIT: CLR ST SETB ST CLR ST。 如果驅(qū)動(dòng)電路能力差,即負(fù)載能力不夠時(shí),顯示器亮度就低,而且驅(qū)動(dòng)電路長(zhǎng)期在超負(fù)荷下運(yùn)行容易損壞,因此, LED 顯示器的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。 GND: 接 地。是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8 位通用 A/D 芯片 。第六章 硬件電路設(shè)計(jì) 13 閃爍存儲(chǔ)器編程時(shí),該引腳加上 +12V 的編程允許電壓 VPP,當(dāng)然這必須是該
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