【正文】 最后 ，我要感謝我的家 人，是他們在背后默默無聞的奉獻，才使我有充足的時間和充裕的精力順利完成我的學(xué)業(yè)。這一切都將使我終身難忘。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 共 52 頁 致 謝 借此論文結(jié)束之際，我首先要感謝我的導(dǎo)師 在大學(xué)四年里對我的栽培。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 共 52 頁 結(jié)束語 由于本設(shè)計使用的是高效的 51系列單片機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。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?？梢?按 硬件電路的 按鍵 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。觀察是否正確顯示。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。首先單獨調(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。檢查開關(guān) /按鍵是否正常，是否連接正確，為了保護芯片，應(yīng)先對各 插 座電位進行檢查，確認無誤后再插入芯片。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 共 52 頁 主程序的 設(shè)計 主程序的總體流程如下圖： 圖 主程序的總體流程 選擇檔位 啟動 AD 開外部中斷 數(shù)據(jù)標定 液晶顯示 開始 判斷中斷 N Y 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 共 52 頁 5．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)計意圖正常運行，必須進行系統(tǒng)調(diào)試。而 C語言雖然執(zhí)行效率沒有匯編語言高，但語言簡潔，使用方便，靈活，運算豐富，表達化類型多樣化，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型豐富，具有結(jié)構(gòu)化的控制語句，程序設(shè)計自由度大，有很好的可重用性，可移植性等特點。在單片機的應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計時，常用的是匯編語言和 C語言。 三個通道鍵盤的三 端 分別 與單片機的 、 、 ，另一端接地。模塊連接如下圖所示。衰減電路可由開關(guān)來選擇不同的 通道 ，從而切換檔位。 單片機系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)包括晶振電路，復(fù)位電路，電源。精度為 v。如果單片機系統(tǒng)已經(jīng)有一片 73LS373地址鎖存器， 那么第一種連接方式也不失為一種可以考慮的連接方式。通常 1片 8通道 ADC0809就能滿足控制工程需要。相應(yīng)的啟動程序和讀數(shù)程序都非常簡單。因為它是唯一的，就沒有地址編號，也就不需要任何地址線或者地址譯碼線。這是本程序的一大特點。 編程概要： MOV A,0F8H； ADC0809 通道 0 地址 送到 A MOV DPTR,7FFFH； DPTR 指向 ADC0809 MOVX DPTR,A；鎖定通道 0 并啟動轉(zhuǎn)換 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 共 52 頁 ???????????????????? MOVX A,DPTR； 要求在程序第一條指令中把決定是否能選中整個 ADC0809 芯片的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)指針。通常把 51 單片機的 8 位數(shù)據(jù)線中的低 3 位 D2,D1,D0 直接接到ADC0809 的 3 根地址線 A2,A1,A0 以確定通道號，如圖（ 318），采用這種連接方式明顯可以省去一片 74LS373。鎖定通道 0 并啟動轉(zhuǎn)換 ???????????????????? MOVX A,＠ DPTR。 這是一種不完全地址譯碼方式。 早期的 MCS51 系列單片機的應(yīng)用品種很多是沒有內(nèi)置程序存儲器的 8031 芯片，本身就需要外掛 74LS373 等芯片產(chǎn)生低 8 位地址總線來外接 EPROM 等程序存儲器 ,連接 ADC0809 時不需要專門外掛 74LS373。 三種典型連接電路 大體上說， ADC0809 在整個 51單片機系統(tǒng)中是作為外部 RAM 的一個單元定位的。由于 此種方式下 ALE 和 START 連接在一起，因此 0809 在鎖存通道地址的同時也啟動轉(zhuǎn)換。例如，若 ADC0809 轉(zhuǎn)換時間為 128μs ，相當(dāng)于 6MHz 的 89C51 單片機的 64 個機器周期。 A/D 轉(zhuǎn)換后得到的是數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)應(yīng)傳送給 89C51 單片機進行處理。 ＊控制總線。 ＊數(shù)據(jù)總線。 第六步： OE 信號變?yōu)楦唠娖剑瑒t 8 位三態(tài)鎖存緩沖器的三態(tài)門被打開，轉(zhuǎn)換好的 8 位數(shù)字量數(shù)據(jù)被輸出到數(shù)據(jù)線上。 第三步：使 START 端接收一正脈沖信號， START 的上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位，下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換。 GND：地。 CLK：時鐘脈沖輸入端。 START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動信號，輸入，高電平有效。 IN0～ IN7： 8路模擬量輸入端。因輸出有三態(tài)門，便于與單片機總線連接。 ADC0809 允許 8 路模擬信號輸入，由 8路模擬開關(guān)選通其中一路信號，模擬開關(guān)受通道地址鎖存和譯碼電路的控制。下面就介紹此芯片的 各方面資料。它可以從主機高速傳輸轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。 些 A/D轉(zhuǎn)換器是的特點是 8位精度，屬于并行口，如果輸入的模擬量變化大快，必須在輸入之前增加采樣電路。 常用的 A/D 芯片簡介 常用的 A/D芯片有 AD0809， AD0832， TLC2543C等幾種。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 共 52 頁 S=1 當(dāng)寫一個安條款，整屏顯示左移（ N=1）或右移（ N=0），以得到光標不移動而屏幕移動的效果。 寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=1， RW=0， D0D7 為數(shù)據(jù)， E 為高脈沖。以下是 1602液晶的各方面參數(shù)： 表 1. 1 接口信號說明 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 共 52 頁 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 2 VDD 電源正極 3 VL 液晶顯示偏壓信號 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端 5 R/W 讀 /寫選擇端 6 E 使能信號 814 D0D7 Data I/O 15 BLA 背光源正極 16 BLK 背光源負極 （ 1） ．基本操作時序： 讀狀態(tài)：輸入： RS=0， RW=1， E=1。所以在本設(shè)計中，我們考慮用液晶顯示器件，雖然 12864液晶比 1602液晶的功能強，不過在價格方面卻貴了好多。不過它的價格比 1602液 晶貴了很多。使用時直接編寫軟件程序按一定的時序驅(qū)動即可。具有高亮度，功耗低，視角大，壽命長，耐濕，冷，熱等特點， LED 點陣顯示器件可以顯示數(shù)字，英文字符，中文字符等。但數(shù)碼管只能是顯示 0—— 9的數(shù)據(jù)。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 振蕩器特性 : XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。注意加密方式 1 時， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時，此間 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 共 52 頁 內(nèi)部程序存儲器。 PSEN： 外部程序存儲器的選通信號。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置0。在FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng) 對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口 ： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL門電流，當(dāng) P2口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 GND： 接地。 本設(shè)計使用的單片機的簡介 本設(shè)計中選用 是 51 系列的 AT89C51，它是低電壓、低功耗、高性能的 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含4KB的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器和 128B的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器， 32個 I/O口線，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路，并與 MCS51系列單片機兼容。有專門的 I/O方向寄存器。而目前常用的單片機的 8位有 51系列單片機， AVR單片機， PIC單片機。 方案的選擇 2 硬件電路的設(shè)計 單片機簡介及本設(shè)計單片機的選擇 常用單片機的特點比較及本設(shè)計單片機的選擇 綜合上一章提到的兩種設(shè)計方案的各方面優(yōu)點及其在現(xiàn)在的所設(shè)計電壓表的實用性，我們選擇第二種電壓表設(shè)計方案，即由單片機系統(tǒng)及數(shù)字芯片構(gòu)建的方法來我們本次設(shè)計。此方案的原理是模數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換芯片的基準電壓端，被測量電壓輸入端分別輸入基準電壓和被測電壓。但設(shè)計不靈活，都是采用純硬件電路。其中， A/D 轉(zhuǎn)換器是它的核心器件，它將輸入的模擬量轉(zhuǎn)換 成數(shù)字量。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 共 52 頁 1． 設(shè)計方案的選擇 設(shè)計數(shù)字電壓表有多種的設(shè)計方法，方案是多種多樣的，由于大規(guī)模集成電路數(shù)字芯片的高速發(fā)展，各種數(shù)字芯片品 種多樣，導(dǎo)致對模擬數(shù)據(jù)的采集部分的不一致性，進而又使對數(shù)據(jù)的處理及顯示的方式的多樣性。 在電量的測量中，電壓、電流 和頻率是最基本的三個被測量。 按顯示位數(shù)來分：有 4 位， 5 位， 6 位， 7 位， 8 位等。而現(xiàn)在，數(shù)字電壓表的發(fā)展已經(jīng)是非常的成熟，就原理來講，它從原來的一，二種已發(fā)展到多種，在功能上講，則從測單一參數(shù)發(fā)展到能測多種參數(shù)；從制作元件來看，發(fā)展到了集成電路，準確度已經(jīng)有了很大的提高，精度高達 1NV；讀數(shù)每秒幾萬次，而相對以前，它的價格也有了降低了很多。顯示出強大的生命力。所以，數(shù)字化測理儀表的產(chǎn)生與發(fā)展與電子計算機的發(fā)展是密切相關(guān)的；同時，為革新電子測量中的煩鎖和陳舊方式也催促了它的飛速發(fā)展，如今，它又成為向智能化儀表發(fā)展的必要橋梁。 ................. 3 單片機簡介及本設(shè)計單片機的選擇 ......................... 3 常用單片機的特點比較及本設(shè)計單片機的選擇 ........... 3 本設(shè)計使用的單片機的簡介 .......................... 4 各種顯示器件的介紹和選擇 ............................... 6 常用顯示器件簡介 .................................. 6 1602 液晶的參數(shù)資料 .............................. 6 模數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換芯片的選擇 .............................. 8 常用的 A/D 芯片簡介 ................................ 8 模數(shù)（ A/D）芯片 ADC0809 的資料 ..................... 8 2．總體設(shè)計 ................................................ 16 技術(shù)要求 ............................................. 16