【正文】 學城市學院第 16 頁4 程序設計 程序設計總方案根據(jù)模塊的劃分原則，將該程序劃分初始化模塊，A/D 轉(zhuǎn)換子程序和顯示子程序，這三個程序模塊構成了整個系統(tǒng)軟件的主程序，如圖 所示。開始調(diào)用 A / D 轉(zhuǎn)換子程序調(diào)用顯示子程序結(jié)束初始化圖 數(shù)字式直流電壓表主程序框圖 系統(tǒng)子程序設計 初始化程序所謂初始化，是對將要用到的 MCS51 系列單片機內(nèi)部部件或擴展芯片進行初始工作狀態(tài)設定，初始化子程序的主要工作是設置定時器的工作模式，初值預置，開中斷和打開定時器等。 A/D轉(zhuǎn)換子程序A/D 轉(zhuǎn)換子程序用來控制對輸入的模塊電壓信號的采集測量，并將對應的數(shù)值存入相應的內(nèi)存單元，其轉(zhuǎn)換流程圖如圖 所示。單片機數(shù)字電壓表西南科技大學城市學院第 17 頁 啟動轉(zhuǎn)換A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束？輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)值轉(zhuǎn)換顯示結(jié)束 圖 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖 顯示子程序顯示子程序采用動態(tài)掃描實現(xiàn)四位數(shù)碼管的數(shù)值顯示，在采用動態(tài)掃描顯示方式時，要使得 LED 顯示的比較均勻，又有足夠的亮度，需要設置適當?shù)膾呙桀l率，當掃描頻率在 70HZ 左右時，能夠產(chǎn)生比較好的顯示效果，一般可以采用間隔 10ms 對 LED進行動態(tài)掃描一次，每一位 LED 的顯示時間為 1ms。在本設計中，為了簡化硬件設計，主要采用軟件定時的方式，即用定時器 0 溢出中斷功能實現(xiàn) 11μs 定時，通過軟件延時程序來實現(xiàn) 5ms 的延時。 仿真 軟件調(diào)試軟件調(diào)試的主要任務是排查錯誤，錯誤主要包括邏輯和功能錯誤，這些錯誤有些是顯性的，而有些是隱形的，可以通過仿真開發(fā)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)逐步改正。Proteus 軟件可以對基于微控制器的設計連同所有的周圍電子器件一起仿真，用戶甚至可以實時采用諸開始單片機數(shù)字電壓表西南科技大學城市學院第 18 頁如 LED/LCD、鍵盤、RS232 終端等動態(tài)外設模型來對設計進行交互仿真。Proteus 支持的微處理芯片包括 8051 系列、AVR 系列、PIC 系列、HC11 系列及 Z80 等等。Proteus可以完成單片機系統(tǒng)原理圖電路繪制、PCB 設計，更為顯著點的特點是可以與 u Visions3 IDE 工具軟件結(jié)合進行編程仿真調(diào)試 [8]。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，采用的是匯編語言，用 Keil 軟件將程序?qū)懭雴纹瑱C。 顯示結(jié)果及誤差分析顯示結(jié)果 IN0 輸入電壓值為 時，顯示結(jié)果如圖 所示。測量誤差為 。圖 單片機數(shù)字電壓表西南科技大學城市學院第 19 頁 圖 2. 當 IN0 口輸入電壓值為 時，顯示結(jié)果如圖 。測量誤差為 。輸入電壓為 時，LED 的顯示結(jié)果為 ，輸入電壓為 時，LED 的顯示結(jié)果為，在多次試驗中，電路中儀表的值總與 LED 屏顯示的值有一定的差值，因為在數(shù)模轉(zhuǎn)換及 LED 屏限流電阻上的電壓損耗，使到達最終 LED 的電壓有略微降低是正常的，在誤差范圍之內(nèi)。實物運行圖：系統(tǒng)通電后，兩個電壓數(shù)據(jù)交替循環(huán)顯示，時間間隔為 1s。 單片機數(shù)字電壓表西南科技大學城市學院第 20 頁結(jié)束語經(jīng)過這一段時間的努力，課程設計基于單片機的數(shù)字電壓表基本完成。但設計中的一些細微之處不是很完善。在電路中用 Proteus 軟件實現(xiàn)了仿真，在這過程中，使我對電路設計和單片機的使用等都有了新的認識。通過這次設計學會了 Proteus 和Keil 軟件的使用方法，掌握了從系統(tǒng)的需要、方案的設計、功能模塊的劃分、原理圖的設計和電路圖的仿真的設計流程，積累了不少經(jīng)驗?；趩纹瑱C的數(shù)字電壓表使用性強、結(jié)構簡單、成本低、外接元件少。在實際應用工作應能好，測量電壓準確，精度高。系統(tǒng)功能、指標達到了課題的預期要求、系統(tǒng)在硬件設計上充分考慮了可擴展性，經(jīng)過一定的改造，可以增加功能。本文設計主要實現(xiàn)了數(shù)字電壓表測量一路電壓的功能，詳細說明了從原理圖的設計、電路圖的仿真再到軟件的調(diào)試。通過本次設計，我對單片機這門課有了進一步的了解。無論是在硬件連接方面還是在軟件編程方面。本次設計采用了 AT89C51 單片機芯片，與以往的單片機相比增加了許多新的功能，使其功能更為完善，應用領域也更為廣泛。設計中還用到了模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0808，以前在學單片機課程時只是對其理論知識有了初步的理解。通過這次設計，對它的工作原理有了更深的理解。在調(diào)試過程中遇到很多問題，最后和老師同學一步一個腳印解決了一個又一個問題。這次電路的設計和仿真，基本上達到了課程設計的功能要求。在以后的實踐中，我將繼續(xù)努力學習電路設計方面的理論知識，并理論聯(lián)系實際，爭取在電路設計方面能有所提升。 單片機數(shù)字電壓表西南科技大學城市學院第 21 頁參考文獻[1] ：機械工業(yè)出版社，2022 年 10 月[2] ，2022 年 5 月[3] 謝維成、 C51 ，2022 年 3 月[4] 姜志海,[M] .北京: 年 7 月 [5] ，2022 年 8 月附錄C 語言程序： include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit OE =P2^6。 sbit EOC =P2^5。 sbit START=P2^4。 sbit ADDC=P2^0。 sbit ADDB=P2^1。 sbit ADDA=P2^2。 sbit bell=P2^3。 sbit light=P2^7。 sbit clk=P1^4。 ucharcodetable[10]= {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 //數(shù)碼管共陰極 ucharcodetable_d[16]= {0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,0xf7,0xfc,0xb9,0xde,0xf9,0xf1}。 uint shuju[4] 。 uint getdata。單片機數(shù)字電壓表西南科技大學城市學院第 22 頁 uchar Count = 0。 //延時 1ms*i void Delay(uint i){uchar x,j。for(j=0。ji。j++)for(x=0。x=148。x++)。}void Time0_Init(){TMOD = 0x11。TH0 = 0x4c。TL0 = 0x00。TH1 = 0xff。TL1 = 0x9c。IE = 0x8a。TR0 = 1。TR1 = 1。}void Time0_Int() interrupt 1{TH0 = 0x4c。TL0 = 0x00。Count++。 //長度加 1}void Time1_Int() interrupt 3{TH1 = 0xff。TL1 = 0x9c。 clk=~clk。單片機數(shù)字電壓表西南科技大學城市學院第 23 頁}void Display(){ P1=0xfe。 P3= table[shuju[0]]。 Delay(1)。 P1=0xfd。 P3=table[shuju[1]]。 Delay(1)。 P1=0xfb。 P3=table[shuju[2]]。 Delay(1)。 P1=0xf7。 P3= table_d[shuju[3]]。 Delay(1)。}void main(void){ bell=0。 light=0。 ADDB=0。 ADDC=0。 Time0_Init()。 while(1) { if(Count=20 ) { ADDA=1。 } else單片機數(shù)字電壓表西南科技大學城市學院第 24 頁 { ADDA=0。 if(Count==40 ) Count=0。 } OE=0。 START=0。 START=1。 START=0。 while(EOC==0)。 P0=0xff。 OE=1。 getdata=P0。 OE=0。 getdata=getdata*49/25。 shuju[0]=getdata/1000。 shuju[1]=(getdata%100)%10。 shuju[2]=getdata/10%10。 shuju[3]=getdata/100。 if(shuju[3]5) { bell=0。 light=0。 } else { bell=1。 light=1。 } Display()。} }