【導(dǎo)讀】法設(shè)計一個直流數(shù)字電壓表。它的具體功能是：最高量程為200V，分三個檔位。量程，即2V，20V，200V，可以通過調(diào)檔開關(guān)來實(shí)現(xiàn)各個檔位。值小于1V時，系統(tǒng)會自動的將電壓數(shù)值轉(zhuǎn)換為以mV為電壓單位的電壓值。通過按鍵的方法能夠測得后五秒的平均電壓值。1．由數(shù)字電路及芯片構(gòu)建。數(shù)字電壓表出現(xiàn)在50年代初，60年代末發(fā)起來的電壓測量儀表，簡稱DVM，續(xù)的數(shù)字量，加以數(shù)字處理然后再通過顯示器件顯示。術(shù)的進(jìn)步，為數(shù)字化儀表的出現(xiàn)提供了條件。

　　

【正文】 long float dq。 long float dat_v。 dq=read_AD(0)。//把讀取得的 AD 轉(zhuǎn)換值給變量 dq if(!flag_3) dat_v=(200*dq)/4096*100。//二檔 ,量程為 200V else if(!flag_2) dat_v=(20*dq)/4096*100。//二檔，量程為 20V 26 else if(!flag_1) dat_v=(2*dq)/4096*100。//一檔 ,量程 2V return dat_v。 } void read_key()//鍵盤掃描函數(shù) { static uchar key_state=0。 switch(key_state) { case key_state0: if(key==0) key_state=key_state1。 break。 case key_state1: if(key==0) { TR0=1。 display_zifu(1,0,tab3)。 key_state=key_state2。 } else key_state=key_state0。 break。 case key_state2: 27 if(key) key_state=key_state0。 break。 } } void main() { long float dat。 long float dat_aver,dat1,dat2,dat3,dat4,dat5。//定義 5 個隨機(jī)電壓值變量 uchar flag。//后五秒取隨 機(jī)電壓的標(biāo)志 init_timer0()。 init_1602()。 delay(10)。 while(1) { dat=read_value()。 if(dat=100)//當(dāng)電壓值大于 1V 時 ,用 V顯示 ,否則用 mV 顯示 { display_zifu(0,1,tab2)。 display(0,7,dat)。 display_zifu(0,13,tab0)。 } 28 else { display_zifu(0,1,tab2)。 display(0,7,dat*1000)。 display_zifu(0,13,tab1)。 } read_key()。 //當(dāng)鍵盤按下時，計算后五秒的平均電壓值 if(t==20) { t=0。 flag++。 } if(flag==1) dat1=dat。 if(flag==2) dat2=dat。 if(flag==3) dat3=dat。 if(flag==4) dat4=dat。 if(flag==5) { dat5=dat。 dat_aver=(dat1+dat2+dat3+dat4+dat5)/5。 display(1,7,dat_aver)。 display_zifu(1,13,tab0)。 29 dat_aver=0。 } if(flag==8) { flag=0。 write_(0x01)。 TR0=0。 } } } void timer0() interrupt 1//定時器中斷函 數(shù) { TH0=(6553650000)/256。//重新放入初始值 TL0=(6553650000)%256。 t++。 } 九 ． 系統(tǒng)的調(diào)試 完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計，制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按設(shè)計意圖正常運(yùn)行，必須進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。調(diào)試分了硬件和軟件調(diào)試。 1． 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試的主要任務(wù)是排除硬件故障，其中包括設(shè)計的錯誤和工藝性故障等。 1） 檢查所設(shè)計的硬件電路板所有的器件和引腳是否正確，尤其是電源的連接是否正確；檢查各總線是否有短路的故障。檢查開關(guān) /按鍵是否正常，是 30 否連接正確，為了保護(hù)芯 片，應(yīng)先對各 IC 座電位進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤后再插入芯片。 2） 將 40 芯片的仿真插頭插入單片機(jī)插座進(jìn)行調(diào)試， 檢查各接口是否滿足設(shè)計的要求， 有正常的程序測試硬件電路的好壞。 2． 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序的錯誤，同時也能發(fā)現(xiàn)硬件的故障。軟件調(diào)試是一個模塊一個模塊進(jìn)行的。首先單獨(dú)調(diào)試各子程序是否能夠按照 預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常。最后調(diào)試整個程序。尤其注意的是各模塊間能否正確的傳遞參數(shù)。 1） 檢查液晶顯示模塊程序。在主程序中調(diào)用 display()和 dislay_zifu()函 數(shù)，觀察 在 1602 液晶上是否能夠顯示相應(yīng)的字符。如果不能，則在相關(guān)的子程序中設(shè)計斷點(diǎn)，反復(fù)調(diào)試直到能夠顯示。 2） 檢查按鍵模塊程序。本設(shè)計的按鍵模塊程序是用狀態(tài)機(jī)的方法，可以在 key_state1 狀態(tài)下加一個任務(wù)，如顯示一個字符在液晶上。觀察是否正確顯示。 3） 檢查 A/D 轉(zhuǎn)換模塊程序?？梢栽谟布娐返?輸入端輸入已知的幾個電壓，分別觀察液晶上是否顯示相應(yīng)的電壓值。 4） 檢查數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換模塊程序?？梢該軇佑布娐返臋n位開關(guān)，輸入相應(yīng)的電壓，觀察液晶顯示的電壓值是否 一致。如果一致。則數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的算法正確的。 5） 總調(diào)試。當(dāng)相應(yīng)的各模 塊環(huán)節(jié)都正確后，可程序下載到單片機(jī)。接上電源運(yùn)行。再檢查所有功能，觀察是否能預(yù)期的一樣。如果一樣，說明設(shè)計成功完成。 十 ． 總結(jié) 由于本設(shè)計使用的是高效的 51 系列單片機(jī)作為核心的測量系統(tǒng)，以及高精度，高速度，高抗干擾的 A/D 轉(zhuǎn)換器。使得本直流電壓表具體精度高，靈敏度強(qiáng)， 31 性能可靠，電路簡單，成本低的特點(diǎn)。因?yàn)槠綍r所需要測量的被測電壓的電壓值不是一個定值，多多少少都有一些微小的變化。因此本設(shè)計為之增加了可測 5秒內(nèi)平均電壓的電壓值。大大的提高了測量的準(zhǔn)確性。使直流電壓表有著較高的智能水平。 此設(shè)計是單片機(jī)應(yīng)用 系統(tǒng)的開發(fā)性實(shí)驗(yàn)。通過此設(shè)計可知在單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)過程應(yīng)注意以下事項(xiàng)。 1）硬件的選擇。選擇適合設(shè)計目地的 元器件 是一個 重要的 方 設(shè)計環(huán)節(jié)。不能以元器件是否是最高性能作為選擇元器件的標(biāo)準(zhǔn)。往往高性能器件的價格也是較高的。應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計的需要選擇元器件，能夠滿足設(shè)計需要作為標(biāo)準(zhǔn)選擇元器件。 2）因?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)設(shè)計是硬件和軟件相結(jié)合的設(shè)計，所以系統(tǒng)和硬件和軟件必須緊密配合，協(xié)調(diào)一致。應(yīng)不斷調(diào)整硬軟件設(shè)計，以提高系統(tǒng)工作效率。 單片機(jī)的應(yīng)用如今已經(jīng)是在工業(yè)，電子等方面展示出了它的優(yōu)越性，利用單片機(jī)在設(shè)計電路 逐 漸成了趨勢 ，它與外圍電路再加上軟件程序就可以構(gòu)建任意的產(chǎn)品，使得本設(shè)計成為現(xiàn)實(shí)。隨著單片機(jī)的日益發(fā)展，它必將在未來顯示出更大的活力，為電子設(shè)計更多精彩。對于數(shù)字電壓表而言， 功能將會越來越強(qiáng)大。 參考文獻(xiàn) 1） 陳洪中。數(shù)字電壓表。水利電力出版社， 1989 2） 周立功 .單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社 3） 吳國經(jīng) .單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) .北京：中國電力出版社， 2021. 4） 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .北京：高等教育出版社， 2021 5） 譚浩強(qiáng) .C 程序設(shè)計 .北京 :清華大學(xué)出版社 ,2021 年 . 6） 侯振鵬 .嵌入式 C語言程序設(shè)計 .北京：人民 郵電出版社， 2021. 7） 李光飛 李良兒 .單片機(jī) C程序設(shè)計 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 8） 王港元 .電工電子實(shí)踐指導(dǎo) .江西 :江西科學(xué)技術(shù)出版社 ,2021 年 32