簡易數(shù)字電壓表-單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-10 10:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6 個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口， 也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。P1 口： P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 P2 口： P2 是一個帶有內(nèi)部上 拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) STC89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。 EA/VPP：外部訪問允許。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 顯示子程序采用動態(tài)掃描法實現(xiàn) 4 位數(shù)碼管的數(shù)值顯示。測量所得的 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)放 70H～ 77H 內(nèi)存單元中，測量數(shù)據(jù)在顯示時須經(jīng)過轉(zhuǎn)換成為十進(jìn)制 BCD 碼放在 78H～ 7BH 單元中，其中 7B 存放通道標(biāo)志數(shù)。寄存器 R3 用作 8 路循環(huán)控制，R0 用作顯示數(shù)據(jù)地址指針。 本系統(tǒng)顯示部分采用 6 位數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示。 動態(tài)掃描顯示接口是單片機(jī) 中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一。其接口電路是把所有顯示器的 8 個筆劃段 ah 同名端連在一起，而每一個顯示器的公共極 COM 是各自獨立地受 I/O 線控制。 CPU 向字段輸出口送出字形碼時，所有顯示器接收到相同的字形碼，但究竟是那個顯示器亮，則取決于 COM 端，而這一端是由 I/O 控制的，所以我們就可以自行決定何時顯示哪一位了。而所謂動態(tài)掃描就是指我們采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的 COM 端，使各個數(shù)碼管輪流點亮。本系統(tǒng)采用 6 位共陽極數(shù)碼管， COM 端接接 P20～ P23 端， 8 個筆劃段 ah 分別按順序接 P07～ P00，輪流給 P20～ P23 口高電平，使各個數(shù)碼管輪流點亮。 在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮?xí)r間是極為短暫的（約 1ms），但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。 電路如圖 4 示： 圖 4 顯示控制電路 8255 芯片與 I/O 口相連，用于擴(kuò)展鍵盤按鍵，由按鍵來控制通道的選通。 8255芯片的 PC0~PC3 用于控制， PC4~PC7 用于控制具體哪個通道選通。 8255 芯片的結(jié)構(gòu)圖如 圖 5 下： 圖 5 8255 芯片圖 8255 引腳功能說明： RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端外于高電平時，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有 I/O 口均被置成輸入方式。 PA0～ PA7:端口 A 輸入輸出線，一個 8 位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器 /緩沖器， 一個 8 位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。 PB0～ PB7:端口 B 輸入輸出線，一個 8 位的 I/O 鎖存器， 一個 8 位的輸入輸出緩沖器。 PC0～ PC7:端口 C 輸入輸出線，一個 8 位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器 /緩沖器， 一個 8 位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口 C 可以通過工作方式設(shè)定 而分成 2 個 4 位的端口， 每個 4位的端口包含一個 4 位的鎖存器，分別與端口 A 和端口 B 配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。 CS:片選信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時，表示芯片被選中，允許 8255 與CPU 進(jìn)行通訊。 RD:讀信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時，允許 8255 通過數(shù)據(jù)總線向 CPU 發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即 CPU 從 8255 讀取信息或數(shù)據(jù)。 WR:寫入信號，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時，允許 CPU 將數(shù)據(jù)或控制字寫 8255。 。3 系統(tǒng)程序的設(shè)計 系統(tǒng)初始化時，初始化程序主要用來執(zhí)行 70H~77H 內(nèi)存單元清 0 和 P2 口置 0等準(zhǔn)備工作。 在剛上電時，系統(tǒng)默認(rèn)為循環(huán)顯示 8 個通道的電壓值狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行一次測量后，將顯示每一通道的 A/D 轉(zhuǎn)換值，每個通道的數(shù)據(jù)顯示時間在 1S 左右。主程序在調(diào)用顯示子程序與測量子程序之間循環(huán)。 主程序流程圖如圖 6 所示。 開 始初 始 化調(diào) 用 A / D 轉(zhuǎn) 換 測 量 子 程 序調(diào) 用 顯 示 子 程 序 圖 6 主程序流程圖 顯示子程序采用動態(tài)掃描法實現(xiàn)四位數(shù)碼管的數(shù)值顯示。測量所得的 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)放在 70H~77H 內(nèi)存單元中，測量數(shù)據(jù)在顯示時須經(jīng)過轉(zhuǎn)換 成為十進(jìn)制 BCD 碼放在 78H~77H 單元中，其中 7BH 存放通道標(biāo)志數(shù)。寄存器 R3 用作 2 路循環(huán)控制， R0用作顯示數(shù)據(jù)地址指針。 A/D 轉(zhuǎn)換測量子程序用來控制對 ADC0809 的 2 路模擬輸入電壓的 A/D 轉(zhuǎn)換，并將對應(yīng)的數(shù)值移入 70H~77H 內(nèi)存單元。 A/D 轉(zhuǎn)換測量子程序程序流程圖如圖 7 所示。 圖 7 A/D 轉(zhuǎn)換測量子程序流程圖 4調(diào)試及性能分析 調(diào)試與測試 采用 KeilC51 編譯器進(jìn)行源程序編譯及仿真調(diào)試，同時進(jìn)行硬件電路板的設(shè)計制作，燒錄好程序后進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)，最后進(jìn)行端口電壓 的對比測試。測試對比表如表 1 所列。表中標(biāo)準(zhǔn)電壓值采用 UT56 數(shù)字萬用表測得。 表 1 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
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