【正文】 O UT 58E O C7OE9CLO C K10O UT 220O UT 714O UT 615O UT 817O UT 418O UT 319I N228I N127I N026A L E22U4A DC 0 8 0 8U4( CLO CK )231U 5 : A7 4 L S 0 2231U 3 : A7 4 L S 0 2 圖 13 仿真結(jié)果圖 課 程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 13 7 結(jié)論 本設(shè)計(jì)以 AT89C51 單片機(jī)為控制核心，通過(guò)集成摸數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0808 將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部程序處理后，由液晶顯示器 LCD1602 顯示測(cè)量結(jié)果。在 Proteus ISIS 編輯窗口中單擊開(kāi)始仿真按鈕， LCD 液晶 顯示相應(yīng)的電壓值。程序流程圖如圖 12所示。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置好后，單片機(jī)掃描轉(zhuǎn)換結(jié)束管腳 的輸入電平狀態(tài)，當(dāng)輸入為高電平則轉(zhuǎn)換完成，將轉(zhuǎn)換的數(shù)值轉(zhuǎn)換并顯示輸出。 主程序設(shè)計(jì) 圖 11 主程序流程圖 主程序主要負(fù)責(zé)初始化工作：設(shè)置定時(shí)器、寄存器的初值，啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，處理量程轉(zhuǎn)換響應(yīng)，控制液晶實(shí)時(shí)顯示等，其流程圖如圖 11所示。 課 程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 11 5 系統(tǒng)軟件 程序的 設(shè)計(jì) 根據(jù)需要，可將系統(tǒng)軟件按照功能劃分為 4 個(gè)模塊，分別是主程序模塊、 A/D轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示模塊 。 表 4 DDRAM地址 row 1 2 3 4 5 … 14 15 16 line1 80H 81H 82H 83H 84H … 8dH 8eH 8fH line2 0c0H 0c1H 0c2H 0c3H 0c4H … 0cdH 0ceH 0cfH 2） LCD初始化 從通電開(kāi)始延時(shí)，先經(jīng)過(guò)判忙后再進(jìn)行功能設(shè)置，過(guò)一段時(shí)間后可以設(shè)制顯示狀態(tài)（如設(shè)制行、位或陣列）再經(jīng)過(guò)延時(shí)清屏后才可以設(shè)置輸入模式，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖 9 所示。光標(biāo)定位，寫入一個(gè)顯示字符后， DDRAM課 程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 10 地址會(huì)自動(dòng)加 1或減 1，加或減由輸入方式設(shè)置。 圖 8 寫命令字流程圖 1）定義光標(biāo)位置 顯示數(shù)據(jù)的某位，就是把顯示數(shù)據(jù)寫在相應(yīng)的 DDRAM 地址中， DDRAM 地址占 7位?？刹捎貌樵兎绞剑合茸x入狀態(tài)字，再判斷忙標(biāo)志位，最后寫命令字。 F=1,5*10 點(diǎn)陣字體； F=0,5*7點(diǎn)陣字體。 I/D=0：減量方式，S=1：移位方式， S=0：不移位； 4）顯示開(kāi)關(guān)控制： D 指設(shè)置整體顯示開(kāi)關(guān)； C 指設(shè)置光標(biāo)顯示開(kāi)關(guān)； B 指設(shè)置光標(biāo)的字符閃耀； 5）光標(biāo)畫面滾動(dòng)： R/L 指右移或左移； S/C指移動(dòng)總體或光標(biāo)； 6）功能設(shè)置： DL 接口數(shù)位， N 指顯示行數(shù)， F 顯示字型； DL=1,8 位數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；DL=0,4 位數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。其指令名稱是指要實(shí)現(xiàn)的功能；控制代號(hào)是采用的十六進(jìn)制的數(shù)值表示的。讀狀態(tài)字流程如圖 7所示。根據(jù)管腳功能，當(dāng)為有效電平時(shí)，狀態(tài)命令字可從 LCD 模塊傳輸?shù)綌?shù)據(jù)總線。 圖 6 LCD1602模塊 LCD1602 的顯示操作 1．四種基本操作 LCD 有四種基 本操作，具體如表 1所示。 DB0～ DB7：數(shù)據(jù)線，可以用 8位連接，也可以只用高 4 位連接，節(jié)約單片機(jī)資源。 A：背光控制正電源， K：背光控制地。 LCD1602 的引腳功能 LCD1602 模塊的引腳如圖 6 所示，其引腳功能如下： RS：數(shù)據(jù)和指令選擇控制端， RS=0 命令狀態(tài)； RS=1 數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的 LED 數(shù)碼管顯示器件相比，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點(diǎn)，而且不需要外加驅(qū)動(dòng)電路，現(xiàn)在液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的顯示器件了。本設(shè)計(jì)采用的是字符型顯示。其中字段顯示與 LED 顯示相似，只要送對(duì)應(yīng)的信號(hào)到相應(yīng)的管腳就能顯示。 圖 4 ADC0808 內(nèi)部結(jié)構(gòu) A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 集成模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0808 實(shí)現(xiàn)的 A/D 轉(zhuǎn)換電路如圖 5 所示，被測(cè)信號(hào)由ADC0808 模擬輸入端輸入，完成 A/D 轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)，經(jīng)相應(yīng)處理后送出顯示。 2． ADC0808 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 課 程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 6 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0808 由八路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 D/A 轉(zhuǎn)換器、寄存器、控制電路和三態(tài)輸出鎖存器等組成。 START：?jiǎn)?dòng)信號(hào)輸入端， START 為正脈沖，其上升沿清除 ADC0808 的內(nèi)部的各寄存器，其下降沿啟動(dòng) A/D 開(kāi)始轉(zhuǎn)換。 OE：允許輸出信號(hào)。 ALE：地址鎖存啟動(dòng)信號(hào)，在 ALE 的上升沿，將 A、 B、 C 上的通道地址鎖存到內(nèi)部的地址鎖存器。 ADC0808 簡(jiǎn)介 1． ADC0808 引腳功能 2 1M S B21A DD B24A DD A25A DD C23V RE F ( + )12V RE F ( )16I N31I N42I N53I N64I N75S T A RT62 58E O C7O UT P UT E NA B LE9CLO C K10V C C112 220G ND132 7142 6152 8L S B172 4182 319I N228I N127I N026A L E22 圖 3 引腳圖 IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換器能把輸入的模擬電壓直接轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)字代碼，而不需要經(jīng)過(guò)中間變量。單片機(jī)的復(fù)位方式可由手動(dòng)復(fù)位方式完成。 圖 1 系統(tǒng)時(shí)鐘電路 圖 2 系統(tǒng)復(fù)位電路 復(fù)位電路 單片機(jī)的 RST 管腳為主機(jī)提供了一個(gè)外部復(fù)位信號(hào)輸入口。 10)pF 石英晶體選擇 6MHz 或 12MHz 都可以。 4 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制模塊設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制模塊的作用是為控制各 單元電路的運(yùn)行并完成數(shù)據(jù)的換算或處理，主要由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成。 9 腳為 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許控制，當(dāng) OE 腳為高電平時(shí)， A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)從該端口輸出。 6 腳為測(cè)試控制，當(dāng)輸入一個(gè) 2us 寬高電平脈沖時(shí)，就開(kāi)始 A/D 轉(zhuǎn)換。 A/D 轉(zhuǎn)換由集成電路 0808 完成。下邊的為輸出窗口，源文件編譯之后的結(jié)果顯示在輸出窗口中，課 程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 4 4 會(huì)出現(xiàn)通過(guò)或錯(cuò)誤（包括錯(cuò)誤類型及行號(hào)）的提示。左邊的工程窗口包含一個(gè)工程的目標(biāo)（ target）、組（ group）和項(xiàng)目文件。調(diào)試工具欄位于最后，主要包括一些仿真調(diào)試源程序的基本操作，如單步、復(fù)位、全速運(yùn)行等。工具欄為一組快捷工具圖標(biāo)，主要包括基本文件工具欄、建造工具欄和調(diào)試工具欄，基本文件工具欄包括新建、打開(kāi)、拷貝、粘貼等基本操作。 Keil uVision2 Keil 提供了包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。它從原理圖布圖 、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。由于 ADC0808 的參考電壓 VREF＝ VCC，所以轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，在 LCD 上顯示出電壓值。 課 程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 3 3 軟件仿真電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路 多路數(shù)字電壓表應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路由單片機(jī)、 A/D 轉(zhuǎn)換器 和 LCD 顯示電路組成 。 數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)要求 可以測(cè)量 0～ 5V 范圍內(nèi)的 8 路直流電壓值。 ADC0808 具有 8 路模擬 量輸入端口，通過(guò) 3 位地址輸入端能從 8 路中選擇一路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 數(shù)字電壓表的實(shí)現(xiàn)原理 ADC0808 是 8 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器。 2 設(shè)計(jì)原理及要求 本設(shè)計(jì)是利用單片機(jī) AT89C51 與 ADC0808 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，測(cè)量 0－ 5V之間的直流電壓值， LCD 液晶 顯示，但要求使用的元器件數(shù)目最少。由各種A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域， 顯 示出強(qiáng)大的生命力。 它 是利用 A/D 轉(zhuǎn)換電路將待測(cè)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)換算后將測(cè)試結(jié)果以數(shù)字形式顯示出來(lái)