【正文】 單片機 AT89C51 與 ADC0808 設計一個數(shù)字電壓表，測量 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 轉換器構成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領域，顯示出強大的生命力。它是利用 A/D 轉換電路將待測的模擬信號轉換成數(shù)字信號，通過相應換算后將測試結果以數(shù)字形式顯示出來的一種電壓表。電壓表的數(shù) 字化測量，關鍵在于如何把隨時連續(xù)變化的模擬量轉化成數(shù)字量，完成這種轉換的電路叫模數(shù)轉換器（ A/D）。與此同時，由 DVM 擴展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術提高到嶄新水平。課程設計說明書 1 1 目 錄 1 引言 ................................................................ 2 2 設計原理及要求 ...................................................... 2 3 軟件仿真電路設計 .................................................... 2 設計思路 ...................................................... 3 仿真軟件簡介 .................................................. 3 Proteus 6 Professional ................................... 3 Keil uVision2 ............................................ 3 設計過程 ....................................................... 3 4 硬件設計 ............................................................ 4 單片機控制模塊設計 ............................................. 4 時鐘電路 ................................................. 4 復位電路 ................................................. 4 A/D 轉換模塊設計 ............................................... 5 ADC0808 簡介 ............................................. 5 A/D 轉換電路設計 ......................................... 6 顯示模塊設計 .................................................. 7 LCD 顯示模塊 ............................................. 7 LCD1602 的引腳功能 ....................................... 7 LCD1602 的顯示操作 ....................................... 7 5系統(tǒng)軟件程序的 設計 ................................................. 11 主程序設計 .................................................... 11 A/D 轉換程序 .................................................. 11 6 系統(tǒng)仿真 ........................................................... 12 7 結論 ............................................................... 13 參考文獻 ............................................................. 14 附錄 1 ............................................................... 15 附錄 2 ............................................................... 15 課程設計說明書 2 2 1 引言 隨著微電子技術的不斷發(fā)展，微處理器芯片的集成程度越來越高，單片機已可以在一塊芯片上同時集成 CPU、存儲器、定時器／計數(shù)電路，這就很容易將計算機技術與測量控制技術結合，組成智能化測量控制系 統(tǒng)。 數(shù)字電壓表（ DigitalVoltmeter）簡稱 DVM，它是采用數(shù)字化測量技術，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。本章重點介紹 A/D 轉換器以及由它們構成的基于單片機的數(shù)字電壓表的工作原理。數(shù)字電壓表的核心部件就是 A/D 轉換器。較之于一般的模擬電壓表，數(shù)字電壓表具有精度高、測量準確、讀數(shù)直觀、使用方便等優(yōu)點。 本設計以 AT89C51 單片機為核心，以 A/D 轉換 器 ADC080液晶顯示器 LCD1602為主體，構造了一款簡易的數(shù)字電壓表，能夠測量 8路 0～ 5V直流電壓，最小分辨率 。原理圖見附錄2。當輸入電壓為 ，輸出的數(shù)據(jù)值為 255（ 0FFH），因此最大分辨率為 （ 5/255）。如每隔一段時間依次輪流改變3 位地址輸入端的地址，就能依次對 8 路輸入電壓進行測量。在 LCD 液晶屏 上輪流顯示各路電壓值或單路選擇顯示，顯示范圍為 ～ ，要求測量的最小分辨率為 。由于 ADC0808 在進行 A/D轉換時需要有 CLK信號，本試驗中 ADC0808 的 CLK直接由外部電源提供為 500kHz 的方波。 仿真軟件簡介 Proteus 6 Professional ISIS 6 Professiona 軟件它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。是目前將電路仿真軟件、 PCB 設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2021年即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。 ISIS 6 Professiona 軟件具有的功能：原理布圖； PCB自 動或人工布線； SPICE電路仿真。 Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境主要由菜單欄、工具欄、源文件編輯窗口、工程窗口和輸出窗口五部分組成。建造工具欄主要包括文件編譯、目標文件編譯連接、所有目標文 件編譯連接、目標選項和一個目標選擇窗口。在工具欄下面，默認有三個窗口。右邊為源文件編輯窗口，編輯窗口實質上就是一個文件編輯器，我們可以在這里對源文件進行編輯、修改、粘貼等。 設計過程 簡易數(shù)字電壓測量電路由 A/D 轉換、數(shù)據(jù)處理及顯示控制等組成 。 0808 具有 8 路模擬輸入端口，地址 (2325)腳可決定對哪路模擬輸入作 A/D 轉換， 22 腳為地址鎖存控制，當輸入為高電平時，對地址信號進行鎖存。 7 腳為 A/D 轉換結束標志，當 A/D 轉換結束時 7 腳輸出高電平。 10 腳為 0808的時鐘輸入端，由外部信號源提供。 時鐘電路 單片機工作的時間基準是由時鐘電路提供的，在單片機的 XTAL1 和 XYAL2 兩個管腳接一只晶振及兩只電容就構成了單片機的時鐘電路，電路中電容器 1C 和 2C 對振蕩頻率有微調作用，通常取 (30177。時鐘電路如圖 1 所示。復位信號是高電平課程設計說明書 5 5 有效，高電平有效的持續(xù)時間為 2個機器周期以上。復位電路如圖 2所示。主要由比較器、環(huán)形分配器、控制門、寄存器與 D/A 轉換器組成。 A、 B、 C： 3 位地址輸入， 2 個地址輸入端的不同組合選擇八路模擬量輸入。 D0～ D7：八位數(shù)據(jù)輸出線， A/D 轉換結果由這 8根線傳送給單片機。當 OE=1 時，即為高電平，允許輸出鎖存器輸出數(shù)據(jù)。 EOC：轉換完成信號，當 EOC 上升為高電平時，表明內部 A/D 轉換已 完成。其內部結構如圖 4 所示。 A L ED0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A 1 0A 1 1A 1 2G NDA L EA 1 3A 1 4I N1 I N2 I N3 I N4 I N5 I N6 I 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 91k+ 8 8 . 8A C V o l t s+ 8 8 . 8A C V o l t sD714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2V