【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5 圖 6 ADC0808 工作時(shí)序 模擬輸入通道的選擇可以相對(duì)于轉(zhuǎn)換開(kāi)始操作獨(dú)立地進(jìn)行，不能在轉(zhuǎn)換過(guò)程中進(jìn)行，因此往往是把通道選擇和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)合起來(lái)使用。這樣可以用一條寫指令把選擇模擬通道又啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。在與微機(jī)接口時(shí)，輸入通道的選擇可有兩種方法 ：一種是通過(guò)地址總線選擇，另一種是通過(guò)數(shù)據(jù)總線選擇。如果用 EOC信號(hào)去產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，要特別注意 EOC的變低相對(duì)于啟動(dòng)信號(hào)有 2μ s+8 個(gè)時(shí)鐘周期的延遲，要設(shè)法使它不要產(chǎn)生虛假的中斷請(qǐng)求。因此，最好利用 EOC 上升沿產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，而不是靠高電平產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。 顯示模塊 本設(shè)計(jì)采用 1602 字符型 LCD 液晶顯示屏來(lái)顯示電壓值，具有體積小、功耗低、界面美觀大方、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，它具有 16個(gè)引腳，如圖 7 所示： 圖 7 LM016L 外部引腳圖 基于單片機(jī)的多路數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) VSS：為地電源。 VDD：接 5V正電源。 VEE： 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。 RS：寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 R/W：為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS 和R/W 共 同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)， 當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 E ：端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 D0～ D7： 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 按鍵模塊 K1 是一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)，如圖 8 所示，與單片機(jī)的 相接，用于進(jìn)行通道選擇，當(dāng)按下一次，通道加 1，顯示下一通道。 圖 8 按鍵處理電路圖 咸陽(yáng)師范 學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 4 軟件設(shè)計(jì) C 語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言 匯編語(yǔ)言和 C 語(yǔ)言各有特點(diǎn)。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是匯編語(yǔ)言的本質(zhì)是機(jī)器碼，是直接和 單片機(jī)對(duì)話的唯一途徑。優(yōu)點(diǎn)是效率高，缺點(diǎn)是難以駕馭。 C語(yǔ)言的邏輯性更強(qiáng)，優(yōu)點(diǎn)是只要掌握了語(yǔ)言本身編程就變得簡(jiǎn)單，而且移植性好。缺點(diǎn)就是即使你寫出了程序，完成了功能，但是你對(duì)單片機(jī)本身的了解還是很少。實(shí)際開(kāi)發(fā)中大多會(huì)使用 C語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言在較為復(fù)雜的工程面前還是顯得很繁瑣，往往讓人望而卻步。但是匯編語(yǔ)言在學(xué)習(xí)單片機(jī)的過(guò)程中卻是一條捷徑，想要真正懂得單片機(jī)的內(nèi)部奧妙，就必須認(rèn)真學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言。因此，我們?cè)趯W(xué)習(xí)單片機(jī)的過(guò)程中應(yīng)先通過(guò)匯編語(yǔ)言將單片機(jī)硬件資源掌握透徹，在對(duì)硬件了解清楚的基礎(chǔ)之上再學(xué)習(xí) C 語(yǔ)言，就能達(dá)到一個(gè) 比較好的效果。 主流程圖設(shè)計(jì) 主程序流程圖如圖 9 所示。首先對(duì)定時(shí) /計(jì)數(shù)器和 LCD 進(jìn)行初始化，在 LCD上顯示信息，然后進(jìn)行循環(huán)，在循環(huán)中以此位：調(diào)用 A/D 轉(zhuǎn)換子程序?qū)?4個(gè)通道轉(zhuǎn)換一次，判斷 K1 鍵是否按下，當(dāng)按下則當(dāng)前通道地址加 1，當(dāng)前通道值轉(zhuǎn)換成電壓值，顯示當(dāng)前通道值。 基于單片機(jī)的多路數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 圖 9 主程序流程圖 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 A/D 轉(zhuǎn)換子程序用于對(duì) ADC0808 的 4 路輸入模擬電壓進(jìn)行一次 A/D 轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的數(shù)值存入 4 個(gè)相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，流程圖如圖 10 所示。 A/D 子轉(zhuǎn)換程序每隔一定時(shí)間調(diào)用一 次。 開(kāi)始 定時(shí) /計(jì)數(shù)器初始化 LCD 初始化 調(diào)用 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 判斷通道鍵是否按下，按下加 1 顯示當(dāng)前通道值 LCD 顯示提示信息 當(dāng)前通道數(shù)字量 轉(zhuǎn)換成電壓 咸陽(yáng)師范 學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 圖 10 A/D 轉(zhuǎn)換子程序流程圖 5 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試的主要任務(wù)是排查錯(cuò)誤，錯(cuò)誤主要包括邏輯和功能錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤有些是顯性的，而有些是隱形的，可以通過(guò)仿真開(kāi)發(fā)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)逐步改正。本系統(tǒng)的調(diào)試主要以軟件為主，其中，系統(tǒng)電路圖的繪制和仿真我采用的是 Proteus 軟件，而程序方面，采用的是 c語(yǔ)言，用 Kiel 軟件將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī) 。 啟動(dòng)一次轉(zhuǎn)換 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束 EOC=1? ） 取數(shù)據(jù)（ OE=0） 0808 地址通道 加 1 地址數(shù)小于 8 返回 否 否 開(kāi)始 基于單片機(jī)的多路數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 仿真電路圖 仿真電路圖如圖 11 所示 圖 11 仿真電路圖 顯示結(jié)果及誤差分析 顯示結(jié)果 1. 當(dāng)輸入電壓值為 0V時(shí)，顯示結(jié)果如圖 12所示，測(cè)量誤差為 0V。 咸陽(yáng)師范 學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 圖 12 輸入電壓為 0V 時(shí)， LCD 顯示結(jié)果 時(shí)，顯示結(jié)果如圖 13 所示，測(cè)量誤差為 +。 圖 13 輸入電壓為 時(shí)， LCD顯示結(jié)果 入電壓值為 時(shí)，顯示結(jié)果如圖 14 所示，測(cè)量誤差為 +。 圖 14 輸入電壓為 時(shí)， LCD 顯示結(jié)果 5V時(shí)，顯示結(jié)果如圖 15所示，測(cè)量誤差為 0V。 基于單片機(jī)的多路數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 圖 15 輸入電壓為 5V 時(shí)， LCD顯示結(jié)果 誤差分析 通過(guò)以上仿真測(cè)量結(jié)果可得到簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表對(duì)比測(cè)試表，如下表 1 所示： 標(biāo)準(zhǔn)電壓值 /V 電壓表測(cè)量值 /V 絕對(duì)誤差 /V 表 1 數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表對(duì)比測(cè)試表 由于單片機(jī) AT89C51 為 8位處理器，當(dāng)輸入電壓為 時(shí)， ADC0808 輸咸陽(yáng)師范 學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 出數(shù)據(jù)值為 255（ FFH），因此單片機(jī)最高的數(shù)值分辨率為 (5/255)。這就決定了電壓表的最高分辨率只能到 ，從上表可看到，測(cè)試電壓一般以 的幅度變化。從上表可以看出，數(shù)字電壓表測(cè)得的值基本上比標(biāo)準(zhǔn)電壓值偏大 ，這可以通過(guò)校正 ADC0808 的基準(zhǔn)電壓來(lái)解決。因 為該電壓表設(shè)計(jì)時(shí)直接用 5V 的。 6. 結(jié)論 經(jīng)過(guò)本次為期數(shù)月的畢業(yè)課題設(shè)計(jì)，使我真正有 機(jī)會(huì)對(duì)大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析總結(jié)，從課題的分析設(shè)計(jì)到最后的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，都是在老師的指導(dǎo)下，逐漸完成的。 本課題設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)字多用表，這種數(shù)字多用表 以單片機(jī) 80C51 作為數(shù)據(jù)處理主控芯片，并以模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC080液晶顯示模塊作為外圍電路，構(gòu)成了整個(gè)的硬件電路。待測(cè)的模擬量首先經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換成為單片機(jī)能夠識(shí)別和處理的數(shù)字信號(hào)；然后，單片機(jī)對(duì)此數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；最后 ，測(cè)量結(jié)果通過(guò)顯示模塊顯示出來(lái)。 可以用來(lái)測(cè)量電壓、電流、電阻，而且還可以進(jìn)行功能的擴(kuò)展。 由于能力和時(shí)間有限，系統(tǒng)還有一些地方不盡如人意。比如，本系統(tǒng)能直接測(cè)量的電壓范圍為比較小，要想測(cè)量大電壓必須先進(jìn)行分壓處理。因?yàn)?A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0808 有 8個(gè)輸入端口，所以，理論上講本系統(tǒng)能夠分時(shí)地對(duì) 8路信號(hào)進(jìn)行測(cè)量；如果接上濕度傳感器本系統(tǒng)還能象測(cè)量溫度那樣來(lái)測(cè)量濕度，而這些工作還有待今后一一地去解決。 元件清單 序號(hào) 產(chǎn)品名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量 備 注 1 單片機(jī) AT89C51 1 2 晶振 12MHz 1 基于單片機(jī)的多路數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 3 AD轉(zhuǎn)換器 ADC0808 1 4 電容 1nF 3 5 按鈕 2 6 RJ電阻 10 KΩ 1 7 排阻 510Ω X 7 1 8 RJ電阻 200Ω 1 9 LM016L 1 11 滑動(dòng)電阻器 1kΩ 2 12 總線 1 注： 電源可用 5V開(kāi)關(guān)電源，也可用 USB 電源，也可用手機(jī)充電器電源等。 參考文獻(xiàn) .單片機(jī)基礎(chǔ)（第三版）【 M】 .北京航空航天大學(xué)出版社 ， 2021 ，戴佳，常江 .51 單片機(jī) C語(yǔ)言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講【 M】 .電子工業(yè)出版社 .陳忠平，李成群等 .基于 Proteus 的 51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真【 M】 .北京：電子工業(yè)出版社， 2021 ,戴衛(wèi)恒 .51 單片機(jī) C 語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)【 M】 .北京：電子工業(yè)出版社，2021 ，郎建軍等 . 基于 Proteus 的單片機(jī)可視化硬件仿真【 M】 . 北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 .單片機(jī) C51應(yīng)用技術(shù)【 M】 .電子工業(yè)出版社， 2021 謝 辭 本文從擬定題目到定稿，歷 時(shí)數(shù)月。在本論文完成之際，首先要向我的 指導(dǎo)咸陽(yáng)師范 學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 老師郝海燕 老師致以誠(chéng)摯的謝意。在論文的寫作過(guò)程中， 她 給了我許許多多的幫助和關(guān)懷。在 郝 老師的悉心指導(dǎo)中，我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，也在怎樣處人處事等方面收益很多；同時(shí) 她 對(duì)工作的積極熱情、認(rèn)真負(fù)責(zé)、有條不紊、實(shí)事求是的態(tài)度，給我留下了深刻的印象，使我受益非淺。在此我謹(jǐn) 向郝海燕 老師表示衷心的感謝和深深的敬意。 同時(shí)，我要感謝 物理與電子工程學(xué)院 給我們授課的各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學(xué)到了專業(yè)知識(shí)，并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。我也要感 謝我的母校 咸陽(yáng)師范學(xué)院 ，是她提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的大學(xué)生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。 另外， 我要 衷心感謝我的同學(xué) 們 對(duì)我的幫助和指點(diǎn)。沒(méi)有他 們 的幫助 ， 對(duì)于我來(lái)說(shuō)要想在短短的幾個(gè)月的時(shí)間里完成畢業(yè)論文幾乎是不可能的事情。在畢業(yè)論文 的 寫作 過(guò)程 中，與他們的探討交流使我受益頗多 。 同時(shí)，他們