【正文】 N8A L E 1E O CD7D6D5D4D3D2D1D0A0A1A2I N1I N2I N3I N4I N5I N6I N7I N8p1.0p1.1p1.2p1.3p1.4p1.5p1.6p1.7p3.3p3.4p3.5p 3 . 3p 3 . 4p 3 . 5E O CA L E 1p 1 . 0p 1 . 1p 1 . 2p 1 . 3p 1 . 4p 1 . 5p 1 . 6p 1 . 7A 1 5A 1 5A 1 5X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1X1CR Y S T A LC11nFC21nFR11 0 kC31uFD03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U27 4 L S 3 7 353%R V 11k17%229%R V 31k19%R V 41k50%R V 51k68%R V 61k38%R V 71k46%R V 81k53%R V 91kA C V o l t s+ 0 . 8 5A C V o l t s+ 1 . 4 5D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 LA C V o l t s+ 0 . 9 5A C V o l t s+ 2 . 5 0A C V o l t s+ 3 . 4 0A C V o l t s+ 1 . 9 0A C V o l t s+ 2 . 3 0A C V o l t s+ 2 . 6 5O UT 121A DD B24A DD A25A DD C23V RE F ( + )12V RE F ( )16I N31I N42I N53I N64I N75S T A RT6O 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)計說明書 13 13 7 結(jié)論 本設(shè)計以 AT89C51 單片機為控制核心，通過集成摸數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0808將被測信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)單片機內(nèi)部程序處理后，由液晶顯示器 LCD1602 顯示測量結(jié)果。在 Proteus ISIS 編輯窗口中單擊開始仿真按鈕， LCD液晶顯示相應(yīng)的電壓值。程序流程圖如圖 12所示。當系統(tǒng)設(shè)置好后，單片機掃描轉(zhuǎn)換結(jié)束管腳 的輸入電平狀態(tài)，當輸入為高電平則轉(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 圖 11 主程序流程圖 主程序主要負責初始化工作：設(shè)置定時器、寄存器的初值，啟動 A/D 轉(zhuǎn)換，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，處理量程轉(zhuǎn)換響應(yīng)，控制液晶實時顯示等，其流程圖如圖 11所示。 課程設(shè)計說明書 11 11 5 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計 根據(jù)需要，可將系統(tǒng)軟件按照功能劃分為 4 個模塊，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 從通電開始延時，先經(jīng)過判忙后再進行功能設(shè)置，過一段時間后可以設(shè)制顯示狀態(tài)（如設(shè)制行、位或陣列）再經(jīng)過延時清屏后才可以設(shè)置輸入模式，具體實現(xiàn)過程如圖 9所示。光標定位，寫入一個顯示字符后， DDRAM課程設(shè)計說明書 10 10 地址會自動加 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。可采用查詢方式：先讀入狀態(tài)字，再判斷忙標志位，最后寫命令字。 F=1,5*10點陣字體； F=0,5*7點陣字體。 I/D=0：減量方式，S=1：移位方式， S=0：不移位； 4）顯示開關(guān)控制： D 指設(shè)置整體顯示開關(guān)； C 指設(shè)置光標顯示開關(guān)； B 指設(shè)置光標的字符閃耀； 5）光標畫面滾動： R/L指右移或左移； S/C指移 動總體或光標； 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)長度；DL=0,4位數(shù)據(jù)長度。其指令名稱是指要實現(xiàn)的功能；控制代號是采用的十六進制的數(shù)值表示的。讀狀態(tài)字流程如圖 7所示。根據(jù)管腳功能，當為有效電平時，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，而且不需要外加驅(qū)動電路，現(xiàn)在液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應(yīng)用設(shè)計中最常用的顯示器件了。本設(shè)計采用的是字符型顯示。其中字段顯示與 LED 顯示相似，只要送對應(yīng)的信號到相應(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 集成模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0808 實現(xiàn)的 A/D 轉(zhuǎn)換電路如圖 5 所示，被測信號由ADC0808模擬輸入端輸入，完成 A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機，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)計說明書 6 6 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0808 由八路模擬開關(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：啟動信號輸入端， 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 A/D開始轉(zhuǎn)換。 OE：允許輸出信號。 ALE：地址鎖存啟動信號，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 簡介 1． ADC0808引腳功能 2 1 M 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 L E9CL O C K10V C C112 220G ND132 7142 6152 8 L 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 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)過中間變量。單片機的復(fù)位方式可由手動復(fù)位方式完成。 圖 1 系統(tǒng)時鐘電路 圖 2 系統(tǒng)復(fù)位電路 復(fù)位電路 單片機的 RST 管腳為主機提供了一個外部復(fù)位信號輸入口。 10)pF 石英晶體選擇 6MHz 或 12MHz 都可以。 4 硬件設(shè)計 單片機控制模塊設(shè)計 單片機控制模塊的作用是為控制各單元 電路的運行并完成數(shù)據(jù)的換算或處理，主要由單片機、時鐘電路、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 OE 腳為高電平時， A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)從該端口輸出。 6 腳為測試控制，當輸入一個 2us 寬高電平脈沖時，就開始 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)計說明書 4 4 會出現(xiàn)通過或錯誤（包括錯誤類型及行號）的提示。左邊的工程窗口包含一個工程的目標（ target）、組（ group）和項目文件。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、全速運行等。工具欄為一組快捷工具圖標，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、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、庫管理和一個功能強大仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(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)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。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)過數(shù)據(jù)處理，在 LCD 上顯示出電壓值。 課程設(shè)計說明書 3 3 3 軟件仿真電路設(shè)計 設(shè)計思路 多路數(shù)字電壓表應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路由單片機、 A/D 轉(zhuǎn)換器和 LCD 顯示電路組成。 數(shù)字電壓表的設(shè)計要求 可以測量 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 3 位地址輸入端能從 8 路中選擇一路進行轉(zhuǎn)換。 數(shù)字電壓表的實現(xiàn)原理 ADC0808 是 8 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器。 2