【正文】 P0=。 delay(1)。 for(i=0。 write_(add)。 cs=0。 long float dat_v。 display_zifu(1,1,tab2)。 display_zifu(1,1,tab2)。 clk=0。) { write_dat(*str1)。 } void display_zifu(uchar x,uchar y,uchar *str)//顯示字符函數(shù) ,x行 y列開始顯示 { uint add。 switch(x) { case 1:add=0x80+0x40。 rw=0。x) for(y=10。//1602 液晶寫入 /讀出標志 ,0 時寫入數(shù)據(jù) sbit ep=P1^0。 確定課設(shè)內(nèi)容后，我查找大量相關(guān)材料，然后知識匯總，把有關(guān)課題的內(nèi)容經(jīng)過對比與分析，最后來完成課程設(shè)計。由于是 同一電源會同時向多個不同的電路供電， 電源內(nèi)阻是不可避免的，內(nèi)阻會導(dǎo)致各電路之間存在相互影響（干擾），在電源的正負極之間接一個電容器，它的作用就是為干擾信號提供回路，避免在電源內(nèi)阻上形成壓降，也就消除 了由于電源內(nèi)阻導(dǎo)致的各電路的相互干擾 。下面重點介紹一下輸入電路的仿真。開始時， CS 片選為高， I/O CLOCK， Data Input 被禁止， Data Output 呈高阻狀態(tài)， EOC為高。 TLC2543 收到第 4 個時鐘信號后，通道號也已收到，此時 TLC2543 開始對選定通道的模擬量進行采樣，并保持到第 12 個時鐘的下降沿 。 反相端為虛地端，即 Vn=0，由虛斷的概念（ ip=in=0）可知， i1=i2，故有 21 RVVR VV oini ??? 或 21 RVRV oi ?? 由此 可 得 12RRVVAiov ??? （ 41） 上式 （ 41） 表明 ， 該電路的電壓增益是電阻 R2 與 R1 的比值。s。 （ 3） 最高精度為 ，誤差控制在 。 （ 2） 寫狀態(tài)：輸入： RS=0, RW=0, D0D7 為指令碼， E 位高脈沖。 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，這些字符有：阿拉伯數(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。第三，它將前一次 轉(zhuǎn)換的 數(shù)據(jù)的其余 11 位移出 Data Output 端。 TLC2543 封裝引腳圖及引腳說明 TLC2543 芯片的封裝引腳如下圖所示， 為 20 引腳雙列直插式。 故本課題采用此方案進行設(shè)計 。具有傳統(tǒng)數(shù)字式 電壓表無法比擬的特點，這使得它的開發(fā)和應(yīng)用具有良好的前景 。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 式 電壓表就成為一種必不可少的測量儀器。 傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一 ， 精度低 ， 不能滿足數(shù)字化時代的需求 。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊主要由芯片 TLC2543 來完成，它負責把采集到的模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量再傳送到AT89C51 單片機進行數(shù)據(jù)處理。在功能上講，則從測單一參數(shù)發(fā)展到能測多種參數(shù)；從制作的元件來看，發(fā)展到了集成電路，準確度已經(jīng)了有了很大的提高，準確度高達 1NV；讀數(shù)每秒幾萬次，而相對以前，它的價格也降低了很多。 通過這次設(shè)計不僅可以掌握單片機 的工作原理 , A/D 轉(zhuǎn)換器的性能，單片機與 LCD顯示的接口技術(shù)，而且 在運用編程語言對數(shù)字 式 電壓表設(shè)計的基礎(chǔ)上，融會貫通大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知 識。 此方案的原理是 A/D 轉(zhuǎn)換芯片將被測量電壓輸入端所采集到的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號 ， 然后通過對單片機系統(tǒng)進行軟件編程 ， 使單片機系統(tǒng)能按規(guī)定的時序來采集這些數(shù)字信號 ， 通過一定的算法計算出被測量電壓的值 。 下面就具體介紹一下這個芯片的各方面資料 。 （ 7） I/O CLOCK 端串行輸入并完成以下四個功能：第一，在 I/O CLOCK 的前 8個 上升沿，它將 8 個輸入數(shù)據(jù)信號輸入數(shù)據(jù)寄存器。 LED 點陣顯示器件可以顯示數(shù)字，英文字符，中文字符等。下面是 1602 液晶顯示的各方面參數(shù)。 基于單片機的數(shù)字式電壓表 10 4 硬件系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計要求 （ 1） 最高量程為： 300V。 單片機在工作時，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外部直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期。 電路如圖 44 所示，輸入電壓 Vi通過 R1 作用于運放的反相端， R2 跨接在運放的輸出端和反相端之間，同相端接地。 上電后，片選 CS 必須從高到低，才能開始一次工作周期，此時 EOC 為高，輸入數(shù)據(jù)寄 存器被置為 0，輸出數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容是隨機的。在數(shù)據(jù)處 理 子程序中，編寫算法將十進制數(shù)字量轉(zhuǎn)換成原始的數(shù)據(jù)，輸出到顯示子程序進行顯示。首先是 AT89C51 的晶振電路和復(fù)位電路，這兩個電路需注意的就是電容和電阻的大小的選擇及單片機與這兩個電路的搭建。在這一系列調(diào)試過程中指導(dǎo)老師給我提出了幾點寶貴的建議。因而， 在電路圖中，精確了反饋電阻的阻值，從而提高了電壓表的精確度。在這里向 您 說聲謝謝 。 void delay(int z)//延時函數(shù) { int x,y。 delay(5)。//打開中斷 TR0=0。)。 write_(add)。 delay(2)。 delay(10)。 } } } void timer0() interrupt 1//定時器中斷函數(shù) { TH0=(6553650000)/256。//三檔 ,量程為 300V else if(!flag_2) dat_v=(50*dq)/4096*100。 for(i=0。) { write_dat(*str)。 dat=dat/10。 write_(0x01)。 delay(5)。 sbit flag_3=P2^3。 總體來說，這次實習使我受益匪淺。 實驗結(jié)果分析 由調(diào)試的結(jié)果可以看出， 在 0~5V檔位上，該數(shù)字電壓表基本沒有誤差。由于軟件本身的缺陷，在繪圖過程中不能夠復(fù)制電路元器件，否則會造成仿真的失敗。然后編寫 （ 0x0c） 指令可以打開液晶顯示，并且沒有光標。顯示模塊初 始化：首先清屏，再設(shè)置接口數(shù)據(jù)位為 8 位，顯示行數(shù)為 1 行，字型為 5*7 點陣，然后設(shè)置為整體顯示，不顯示光標和字體閃爍，然后設(shè)置為正向增量方式且不移動。在設(shè)計中， R1 為定值 100K，基于單片機的數(shù)字式電壓表 13 要想衰減率為 1/ 1/ 1/100，由上述表達式（ 41）可以得到反饋電阻分別為 50K、10K、 1K。電阻 R4， R5 和 R6 的阻值分別為： 50K， 10K 和 1K。在單片機內(nèi)部有一個時鐘振蕩電路，只需要外接一個振蕩源就能產(chǎn)生一定的時鐘信號送到單片機內(nèi)部的各個單元，決定單片機的工作速度。 C=1 顯示光標； C=0 不顯示光標。而點陣顯示器件驅(qū)動顯示軟件程序編寫麻煩， 占用的引腳相對也較多。小電流下可以驅(qū)動發(fā)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。串行數(shù)據(jù)以 MSB 為前導(dǎo)并在 I/O CLOCK 的前 4 個上升沿被移入。 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。 模擬電路和數(shù)字電路是相互聯(lián)系的 ， 由邏輯控制電路產(chǎn)生控制信號 ， 按規(guī)定的時序?qū)?A/D 轉(zhuǎn)換器中 各組模擬開關(guān)接通或斷開 ， 保證 A/D 轉(zhuǎn)換正常進行 。最高量程為 300V，分三個檔位量程，即 6V、 30V、 300V，可以通過調(diào)檔開關(guān)來實現(xiàn)各個檔位， 最高精度為 ，誤差控制在 。 數(shù)字式電壓表最初是伺服步進電子管比較式，其優(yōu)點是準確度比較高，但是采用速度慢，重量達幾十公斤，體積大?；趩纹瑱C的數(shù)字式電壓表 I 摘 要 傳統(tǒng)的模擬式（即指針式）電壓表 已有 100 多年的歷史，雖然不斷的改進與完善，仍無法滿足現(xiàn)代電子測量的需求。如今，它又成為向智能化儀表發(fā)展的必要橋梁。 預(yù)期成果及其意義 預(yù)期成果 使用 51 系列單片機配以 TLC2543 實現(xiàn)對電壓的測量。 其中 A/D 轉(zhuǎn)換器是它的核心器件 ， 它將輸入的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 。 模數(shù)（ A/D）芯片 TLC2543 簡介 TLC2543 是 TI公司的 12 位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成 A/D轉(zhuǎn)換過程。 （ 3） 串行數(shù)據(jù)輸入端 Data Input 是一個 4 位的串行地址選擇下一個即將被轉(zhuǎn)換的所需的模擬輸入或測試電壓。 數(shù)碼管是最常用的一種顯示器件，它是由幾個發(fā)光二極管組成的 8 字段顯示器件，其特點是價格便宜，使用也非常的方便，顯示的效果很清楚。 本設(shè)計 只需要顯示 最后 電壓的數(shù)字值和電壓的單位，綜合上面各種顯示器件的特點：數(shù)碼管只能顯示數(shù)字，不能顯示單位字 符，不符合本設(shè)計的要求。 接口信號說明 表 32 接口信號說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 2 VDD 電源正極 3 V0 液晶顯示偏壓信號 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇短 5 R/W 讀 /寫選擇端 6 E 使能信號 基于單片機的數(shù)字式電壓表 8 續(xù)表 32 編號 符號 引腳說明 714 D0D7 Data I/O 15 BLA 背光源正極 16 BLK 背光源負極 狀態(tài)字說明 表 33 狀態(tài)字說明 STA7 STA6 STA5 STA4 STA3 STA2 STA1 STA0 STA06 當前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值 STA7 讀寫操作使能 1： 禁止 0： 允許 指令的說明 表 34 數(shù)據(jù)控制 指令碼 功能 80H+地址碼（ 027H,40H67H） 設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針 01H 顯示清屏： 0 0 02H 顯示回車：數(shù)據(jù)指針清 0 表 35 顯示模式控制 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 36 顯示開 /關(guān)及光標設(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。 單片機必須在時鐘的驅(qū)動下才能工作。 通 過計算可知 ， 設(shè)計衰減器用的是運算放大器，利用了運放的負反饋來實現(xiàn)對電壓的衰減。 所以 需要對輸入電壓進行衰減，衰減率分別為 1/ 1/ 1/100。其中 E 是下降沿觸發(fā)器的片選信號， RW 是讀寫信號， RS 是寄存器選擇。具體的就是 在程序中先編 寫（ 0*38） 指令可以使在液晶顯示顯示器為 16* 8 位數(shù)據(jù)、 5*7 點陣顯示。本設(shè)計分為 3 個檔，分別為 6V、 30V、 300V，通過運放的負反饋分別將電壓衰減了 2 倍、 10 倍、 100 倍。衰減所用的電阻擬定為 100K、 50K、 10K，1K。這也激發(fā)了我今后努力學(xué)習的興趣，我想這將對我以后的學(xué)習產(chǎn)生積極的影響。//定義電壓表檔位相關(guān)標志 sbit flag_2=P2^2。 ep=1。 delay(1)。i++) { a[i]=dat%10。\039。 con_way=4。//把讀取得的 AD 轉(zhuǎn)換值給變量 dq if(!flag_3) dat_v=(500*dq)/4096*100。 display_zifu(1,13,tab1)。 while(1) { dat=read_value()。 clk=1。 while(*str1!=39。 write_dat(a[1]+0x30)。//定時器首先不可工作 } void display(uchar x,uchar y,uint dat)//顯示電壓值的函數(shù) ,x行 y列開始顯示 { uint add。 ep=0。 for(x=z?；趩纹瑱C的數(shù)字式電壓表 22 參考文獻 [1] 宋 彩 利 ， 孫友倉 ， 吳宏岐 .單片 機原理與 C51 編程 [M].西安交通大學(xué)出版社 ， [2] 沈任元 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) . 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