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1、 . 课 程 设 计基于51数字电压表设计物理与电子信息学院电子信息工程 1、课程设计要求使用单片机AT89C52和ADC0832设计一个数字电压表，能够测量05V之间的直流电压值，两位数码显示。在单片机的作用下，能监测两路的输入电压值，用8位串行A/D转换器，8位分辨率，逐次逼近型，基准电压为 5V；能用两位LED进行轮流显示或单路选择显示，显示精度0.1伏。2、 硬件单元电路设计 AT89S52单片机简介 AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器
2、件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS -51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 ADC0832模数转换器简介ADC0832 是美国国
3、家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。学习并使用ADC0832 可是使我们了解A/D转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。 图1芯片接口说明： CS_ 片选使能，低电平芯片使能。 CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。 CH1 模拟输入通道1，或作为IN+/-使用。 GND 芯片参考0 电位（地）。 DI 数据信号输入，选择通道控制。 DO 数据信号输出，转换数据输出。 CLK 芯片时钟输入。 Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）。 单片机对ADC0832 的控
4、制原理：正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI 并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和DO/DI 的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK 输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1 个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下
5、沉之前DI端应输入2 位数据用于选择通道功能。当此2 位数据为“1”、“0”时，只对CH0 进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。当2 位数据为“0”、 “0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入。当2 位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-，CH1 作为正输入端IN+进行输入。到第3 个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据
6、DATA0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下沉输出DATD0。随后输出8位数据，到第19 个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了。ADC0832时序图： 图二 数字电压表设计的结构框图和原理图AD转换部分AT89S52数码管显示部分时钟电路复位电路 图3 结构框图 图4 电路原理图 硬件电路实物图 图7 硬件实物图 器件清单 表1 器件清单所用器件名称型号及大小个数单片机开发板AT89S52一个滑动变阻器10K两个AD转换器ADC0832一个LED共阳两个跳线插口-
7、若干跳线-若干3. 软件单元电路设计 数据处理子程序主要根据标度变换公式1-1，把0255十进制数转换为0.0V5.0V。 主程序#include#define ucharunsigned char#defineuintunsigned intsbitAD_CS = P11;sbitCLK = P12;sbitDIO = P10;uchar code table0=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0x3f;/带小数点uchar code table1=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf
8、8,0x80,0x90,0xbf;/不带小数点ucharRead_ADC(void);void display(void);void main(void)while(1) display();ucharRead_ADC(void)uchar i = 0;uchar Value1 = 0;uchar Value2 = 0;AD_CS = 1;/关掉AD;CLK = 0;DIO = 0;AD_CS = 0;/开启芯片DIO = 1;/开始位CLK = 0;CLK = 1; /上升沿DIO = 1;/单通道CLK =0;CLK = 1;DIO = 1;/通道选择位CLK = 0;CLK = 1;DI
9、O = 1;/空闲位为数据输出做好准备dio要为高CLK = 0;CLK = 1;for(i = 0;i i;for(i = 0; i 8; i+)/读第二次数据if(DIO)Value2 |= 0x01 i;CLK = 1;CLK = 0;AD_CS = 1;/关掉芯片if(Value1 = Value2)/数据校准return Value1;elsereturn 0x00;void display(void) uchar i = 0; uchar a,b; i = Read_ADC(); a=i*195/10000; /整数部分 b=i*195/1000%10;/小数点后第一位 P0=table0a; P2=table1b; 4、课程设计总结通过这次设计，使我深入了解了AT89S52单片机和ADC0832（AD转换器）的结构和特点及数字电压表的工作原理，加深了对课本理论知识的理解，锻炼了实践动手能力，理论知识与实践设计相结合，培养了创新开发的思维。在此次课程设计中，收获知识的同时，我还收获了阅历。在此过程中，我们通过查找资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。 在此，非常感谢老师的帮助，没有老师的细心讲解，我们的成功会大打折扣。 资料.
