機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2024-12-01 20:41本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】本文介紹了一種基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)處理則由芯片AT89C51來(lái)完成，其負(fù)責(zé)把ADC0809傳送來(lái)的。外,它還控制著ADC0809芯片工作。此數(shù)字電壓表可以測(cè)量0-5V的1路模擬直流輸入電壓值，并。通過(guò)一個(gè)四位一體的7段數(shù)碼管顯示出來(lái)。
【正文】 輸出通道 D0D7傳送給 AT89C51 芯片的 P1 口， AT89C51 負(fù)責(zé)把接收到的數(shù)字量經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生正確的 7 段數(shù)碼管的顯示段碼傳送給四位 LED，同時(shí)它還通過(guò)其四位 I/O口 、 、 、 。此外 ， AT89C51還控制 ADC0809 的工作。 其中，單片機(jī) AT89C51 通過(guò)定時(shí)器中斷從 輸出方波，接到 ADC0809 的 CLOCK, 發(fā)正脈沖啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換， 檢測(cè)A/D 轉(zhuǎn)換是否完成，轉(zhuǎn)換完成后， 置高從 P1 口讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果送給 LED顯示出來(lái) [3]。 簡(jiǎn)易數(shù)字直流電壓表的硬件電路已經(jīng)設(shè)計(jì)完成，就可以選取相應(yīng)的芯片和元器件，利用 Proteus 軟件繪制出硬件的原理，并仔細(xì)地檢查修改，直至形成完善的硬件原理圖。但要真正實(shí)現(xiàn)電路對(duì)電壓的測(cè)量和顯示的功能，還需要有相應(yīng)的軟件配合，才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 20 第八章 軟件設(shè)計(jì) 匯編流程圖 開始 系統(tǒng)初始化 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 采集 A/D 轉(zhuǎn)換值 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 Y 調(diào)用顯示 三位是否顯示完？完？ 讀電壓值 Y N END 程序流程圖 轉(zhuǎn)換結(jié)束？ Y N 第八章 軟件設(shè)計(jì) 21 匯編程序 。初始化定義 LED1 EQU 30H LED2 EQU 31H LED3 EQU 32H。存放三個(gè)數(shù)碼管的段碼 ADC EQU 35H。存放轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù) ST BIT OE BIT EOC BIT 。定義 ADC0809 的功能控制引腳 ORG 0000H LJMP MAIN。跳轉(zhuǎn)到主程序執(zhí)行 ORG 0030H 。主程序，各寄存器初始化， ADC0809 采集數(shù)據(jù)和調(diào)用顯示主程序； MAIN: MOV LED1,00H MOV LED2,00H MOV LED3,00H。寄存器初始化 CLR SETB CLR 。選擇 ADC0809 的通道 2 WAIT: CLR ST SETB ST CLR ST。在脈沖下降沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 JNB EOC,$。等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 SETB OE。允許輸出信號(hào) MOV ADC,P1。暫存 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果 CLR OE。關(guān)閉輸出 MOV A,ADC。將轉(zhuǎn)換結(jié)果放入 A 中，準(zhǔn)備個(gè)位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 MOV B,50。變換個(gè)位調(diào)整值 50 送 B DIV AB MOV LED1,A。將變換后的個(gè)位值送顯示緩沖區(qū) LED1 MOV A,B。將變換結(jié)果的余數(shù)放入 A 中，準(zhǔn)備十分位變換 MOV B,5。變換十分位調(diào)整值 5 送 B DIV AB 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 22 MOV LED2,A。將變換后的十分位值送 LED2 MOV LED3,B。最后的余數(shù)作百分位值送 LED3 LCALL DISP。調(diào)用顯示程序 AJMP WAIT 。顯示子程序： DISP: MOV R1,LED1 CJNE @R1,5,GO。@R1=5V?是往下執(zhí)行，否，則到 GO MOV LED2,0H。是 5V，即最高值，將小數(shù)的十分位清零 MOV LED3,0H。將小數(shù)的百分位清零 GO : MOV R2,3。顯示位數(shù)賦初值，用到 3 位數(shù)碼管 MOV R3,0FDH。掃描初值送 R3 DISP1: MOV P2,0FFH。關(guān)閉顯示 ,目的防止亂碼 MOV A,@R1。顯示值送 A MOV DPTR,TAB。送表首地址給 DPTR MOVC A,@A+DPTR。查表取段碼 CJNE R2,3,GO1。判斷是否個(gè)位數(shù)碼管？否則跳到 GO1 ORL A,80H。將整數(shù)的數(shù)碼管顯示小數(shù)點(diǎn) GO1: MOV P0,A。送段碼給 P0 口 MOV A,R3 MOV P2,A。送位碼給 P2 口 LCALL DELAY。調(diào)用延時(shí) MOV R3,A RL A。改變位碼 MOV R3,A INC R1。改變段碼 DJNZ R2,DISP1。三位是否顯示完？否則調(diào)到 DISP1 RET 。延時(shí) 5S 程序： DELAY : MOV R6,10 D1: MOV R7,250 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 RET 第八章 軟件設(shè)計(jì) 23 。顯示數(shù)據(jù)表： TAB: DB 3FH, 06H,5BH,4FH,66H。共陰極 數(shù)碼管顯示 04 DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH。顯示 59 END 程序說(shuō)明 程序先定義了 ADC0809 的控制線，對(duì)其控制端口要注意的是操作時(shí)序 。要將 A/D 轉(zhuǎn)換來(lái)的數(shù)據(jù)變換成對(duì)應(yīng)的 BCD 碼，這是因?yàn)?ADC0809 是 8 位 A/D轉(zhuǎn)換，對(duì) 0～ 5V的模擬量轉(zhuǎn)換成 00H～ FFH 的數(shù)字量，即 0～ 255。這要變換成對(duì)應(yīng)十進(jìn)制的 BCD 碼才能顯示。最高 255/50=（≈ 5V）， BCD 碼取 0101B，只精確到十分位。例如 A/D 轉(zhuǎn)換來(lái)的數(shù)據(jù)為 235，變換對(duì)應(yīng)的 BCD 碼為：235/50=4（是個(gè)位）余 35/5=6（十分位）余 5，余數(shù) 5 直接作百分位（此位不精確），即為 ， BCD 碼為 0100 0110 ，緩存，調(diào)顯示程序顯示。 總結(jié) 24 總 結(jié) 在 A/D 轉(zhuǎn)換部分軟件的設(shè)計(jì)中，首先要考慮到 A、 B、 C 分別接地址鎖存器提供的低三位地址，只要把三位地址寫入 ADC0809 中的地址鎖存器，就實(shí)現(xiàn)了模擬通道選擇 IN0。 在本次設(shè)計(jì)中只用到了一路輸入。 單片機(jī)為 8 位處理器，當(dāng)輸入電壓為 時(shí)，輸出數(shù)據(jù)值為 255（ FFH），決定了該電壓表的最大分辨率（精度）只能達(dá) 到 。測(cè)試時(shí)電壓數(shù)值的變化一般以 。在 200MV檔中，電壓值的變化是由 0200MV變化，而模擬開關(guān)的變化為 05V 變化，所以在此檔位中電壓表的絕對(duì)精度是（ 200/255）；在 2V 檔中，電壓值的變化是由 2002021MV 變化，模擬開關(guān)的變化為 05V 變化，所以在此檔位中電壓表的絕對(duì)精度是 （ 1800/255）；在 20V 檔中，電壓值的變化是由 22MV 變化，模擬開關(guān)的變化也為 05V 變化，所以在此檔位中電壓表的絕對(duì)精度是 （ 18/255）。 本次設(shè)計(jì)成功的完成了基于 AT89C51 單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)任務(wù)，輸入 020V 直流電壓 ，單片機(jī)轉(zhuǎn)化為模擬量進(jìn)行初始判斷后，利用模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)了 200MV、 2V、 20V 自動(dòng)換擋， 能夠在 LCD 液晶屏上 顯示相應(yīng)的數(shù)字量電壓值， 20V 檔 精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位 ； 2V 檔時(shí)作為 2021MV 的量程顯示 4 位有效數(shù)字； 200MV 檔時(shí)精確到小數(shù)點(diǎn)后一位 。 基于本設(shè)計(jì)中的電路，還可以擴(kuò)展很多其它方面的功能如： 1）本次設(shè)計(jì)在采集模擬電壓量時(shí)只用到了 ADC0809 的 IN0 通道，完全可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)多通道輸入，并在 LCD 液晶顯示屏 上顯示 相對(duì)應(yīng)的通道值。 2）可采用高精度的 A/D 轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)更大的量程和更高的精度。 3) 可以利用單片機(jī)串口通信將電壓值傳送至電腦進(jìn)行同步顯示和后期處理。 參考文獻(xiàn) 25 參考文獻(xiàn) [1] 鮑小南 .《單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用》浙江大學(xué)出版社 [2] 樓然苗、李光飛 .《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 電子工業(yè)出版社 , [3] 吳經(jīng)國(guó)等 .《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) .》 .中國(guó)電力出版社 ， [4] 吳金戌 、 沈慶陽(yáng) 、 郭庭青 .《 8051 單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用》 清華大學(xué)出版社 , [5] 余修武 .《單片機(jī) 原理及 應(yīng)用》 電子科技大學(xué)出版社 ,
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