很好的基于51單片機(jī)的電壓采集與顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-10 09:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圖 1 ADC0809 引腳圖 12345678910111213142827262524232221201918171615IN 3IN 4IN 5IN 6IN 7S T A R TE O CD3OEC L O C KV c cV1G N DD1IN 2IN 1IN 0A D D AA D D BA D D CA L ED7D6D5D4D0V2D2A D C 0 8 0 9 8 AT89C52 單片機(jī) AT89C51 是 51 系列的一個(gè)型號(hào)，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash存儲(chǔ)單元， AT89C51 有 40 個(gè)引腳， 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫口線，AT89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線編程。 AT89C51的主要功能特性有：兼容 MCS51指令系統(tǒng) ， 8k可反復(fù)擦寫 (1000次） Flash ROM ,32個(gè)雙向 I/O口 ， 256x8bit內(nèi)部 RAM， 3 個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 ， 時(shí)鐘頻率 024MHz,2 個(gè)串行中斷 ,可編程 UART 串行通道 , 2 個(gè)外部中斷源 ,共 8 個(gè)中斷源 ,2 個(gè)讀寫中斷口線 ,3 級(jí)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 。而在本次設(shè)計(jì)中只需要用到最基本的 4 個(gè)輸入輸出 I/O 口功能。通過匯編或是 C 語言編程，可以用指令對(duì)單片機(jī)的各輸入輸出進(jìn)行控制，還可以進(jìn)行各種基本運(yùn)算。 八段數(shù)碼管和 74LS47 八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多路一位小數(shù)點(diǎn)，實(shí)際是 8 個(gè) LED 擺放排列而成。當(dāng)特定的某幾個(gè)數(shù)碼管點(diǎn)亮?xí)r，就顯示了特定的數(shù)字形狀。有共陽極和共陰極之分，共陽極是指 8 個(gè)輸入端 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 要輸入低電平才會(huì)是相應(yīng) LED 點(diǎn)亮，共陰極則須輸入高電平。本次 設(shè)計(jì)用的是共陽極的數(shù)碼管。圖 2 是其結(jié)構(gòu)原理圖。 圖 2 八段數(shù)碼管結(jié)構(gòu) 9 74LS47 譯碼芯片 74LS47 是常用的 BCD 對(duì)七段顯示器譯碼器 /驅(qū)動(dòng)器，可對(duì)共陽極七段數(shù)碼管進(jìn)行譯碼功能。引腳圖如圖 3 所示例。如當(dāng)輸入 DCBA=0010 則輸出 abcdefg=0010010。故使顯示器顯示 2。其四位 BCD 碼與對(duì)應(yīng)的譯碼及數(shù)碼管顯示關(guān)系為： DCBA=0000,abcdefg=1000000，數(shù)碼管顯示 0； DCBA=0001,abcdefg=1111001，數(shù)碼管顯示 1； DCBA=0010,abcdefg=0100100，數(shù)碼管顯示 2； DCBA=0011,abcdefg=0110000，數(shù)碼管顯示 3； DCBA=0100,abcdefg=0011001，數(shù)碼管顯示 4； DCBA=0101,abcdefg=0010010，數(shù)碼管顯示 5； DCBA=0110,abcdefg=0000011，數(shù)碼管顯示 6； DCBA=0111,abcdefg=1111000，數(shù)碼管顯示 7； DCBA=1000,abcdefg=0000000，數(shù)碼管顯示 8； DCBA=1001,abcdefg=0011000，數(shù)碼管顯示 9； B I / R B O4R B I5LT3A7B1D6C2a13b12c11d10e9f15g14 圖 3 74LS47 芯片 系統(tǒng)整體工作原理 現(xiàn)對(duì)整體系統(tǒng)的硬件和軟件工作原理進(jìn)行分析。 ． 1 硬件原理 將各單元電路整合后可以得到完整的系統(tǒng)硬件電路 ， 原理：由單片機(jī)的 P3 口的幾根口線控制 ADC0809 的幾個(gè)控制端，當(dāng) P3 口的幾根口線依次輸出地址選擇、地址所存信號(hào)、開始（ START）信號(hào)等的有效電平后， A/D 被啟動(dòng)，從相應(yīng)的模擬輸入通道采入模擬量，并經(jīng)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后， AD 的標(biāo)志端口 EOC 有低電平變?yōu)楦唠娖剑瑔纹瑱C(jī)查詢到這一狀態(tài)后， 10 由 對(duì) AD 的 OE 置有效，使轉(zhuǎn)換后的八位二進(jìn)制數(shù)從鎖存器中輸出到 單片機(jī)的 P0 口。單片機(jī)內(nèi)部對(duì)這一二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行計(jì)算等必要處理后從 P1 口輸出到數(shù)碼管顯示部分顯示出來。然后單片機(jī)啟動(dòng) A/D 進(jìn)行下一路通道的轉(zhuǎn)換，這就是通過改變 P0P3 輸出到 A/D 的地址辦到的。地址不同，選擇通道不同。其它的控制方法不變。本次設(shè)計(jì)只用到兩路，故轉(zhuǎn)換會(huì)在兩路之間循環(huán)進(jìn)行。其中待測信號(hào)源由兩個(gè)滑阻分壓形成，改變滑線端位置，則分壓改變，輸入到 A/D 的模擬電壓值變化。滑阻的分壓在 010V 變化，對(duì)此，可改變 A/D 的基準(zhǔn)電壓 Vref（ +）， Vref（ ）接地不變。 Vref（ +）接 5V 時(shí)，則可對(duì) 05V 的電 壓進(jìn)行準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換。若超出，則轉(zhuǎn)換后的值一直是 8 位 1，即 11111111。不能正確量化。此時(shí)，將 Vref（ +）接 10V，則可對(duì) 010V 的模擬電壓進(jìn)行正確的量化轉(zhuǎn)換。由以上可知圖中的雙刀雙擲開關(guān)實(shí)際上起到了電壓表量程選擇的作用。一路開關(guān)選擇 5V 或 10V 電壓，另一路選擇高低電平將與量程對(duì)應(yīng)的信號(hào)傳到單片機(jī)的 口， 達(dá)到對(duì)電壓值的顯示。 ． 2 軟件原理分析 對(duì)上面的硬件部分，按照軟件流程框圖進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。用 C 語言進(jìn)行程序的編寫。程序如下： include define uc unsigned char define ui unsigned int sbit L_OE=P3^4。 //對(duì)各控制引腳進(jìn)行定義； sbit L_EOC=P3^5。 sbit L_ALE=P3^6。 sbit L_START=P3^7。 sbit L2=P2^0。 void delay(ui x) //延時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間由實(shí)參傳值確定； {uc i。 while(x) {for(i=0。i10。i++) {。} } } //主程序； void main() { void display5in0(uc zhi)。 //各個(gè)子程序的聲明，延時(shí)程序在前則不必； void warning(uc zhi)。 void display10in0(uc zhi)。 void display5in1(uc zhi)。 void display10in1(uc zhi)。 void AD_IN0()。 11 void AD_IN1()。 uc aa,bb。 while(1) //設(shè)置大循環(huán)，模數(shù)轉(zhuǎn)換不停進(jìn)行； { AD_IN0()。 //調(diào)用通道 0 轉(zhuǎn)換子程序； aa=P0。 //將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量給變量 aa； if(aa==0xff) //判斷是否超出量程； {warning(aa)。} //超出則調(diào)用警告子程序； else if(L2==0)display5in0(aa)。/*判斷量程，若是 5V,則調(diào)用通道 0 的5V 顯示子程序； */ else if(L2==1)display10in0(aa)。 //否則調(diào)用通道 0的 10V顯示子程序； AD_IN1()。//通道 1 轉(zhuǎn)換子程序；
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