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1、单片机课程设计-多路监控报警系统多路监控报警系统一、实验目的1 . 了解A/D芯片TLC0809转换性能及编程方法。2. 掌握A/D转换器与单片机的接口方法3. 学会使用A/D转换器进行电压信号采集。二、设计任务及要求利用串行模/数转换芯片TLC0809、SST89E58及液晶显示器，设计完成一个数字电压多路监控报警系统。要求：数字电压多路监控报警系统可测量05V输入电压，电压值通过液晶轮流显示，并根据设置的限定值对输入超出额度的路端警报提示。三、工作原理及设计思路多路监控报警系统的设计由 A/D转换、数据处理及显示控制等组成。A/D转换由集成电路TLC0809完成，利用TLC0809将模拟电
2、压转换为数字量，经单片机将数字量转换成对 应的电压值，并通过液晶显示输出。四、系统特点本系统可以每一路独立设置最高最低的电压值，并对每一路电压进行监控报警，对超出范围内的电路显示对应路值，并用LED灯和蜂鸣器表示不同的路值。五、硬件电路设计及原理1、ADC0809、ADC0809管脚图及时序图：IN3 -1-IN2IN4 一227顷1INS-3-I册im425AIN7 一5妆- *JDO B$硕一&-AtocEOC-7t2Mls11OVTKlT NASLJW)ftflCK-10-rJ*K-11Ff T1217-!*LSeGND-131&f F）1415-2*Dujil-ln-Ljne Pack
3、ageBagram, _HLrLrLrLrL_rLT_LrT_rL_r_L_TLOrd&r Number aDgosOcCn or ADCOB09CCNsee NS Paekafle J网A w IN2SAAOssm.AMsaSELECTEDANALOG CHANNELADDRESS LINECBAINOLLLINILLHIN2LHLIN3LHHIN4HLLINSHLHIN6HHLIN?HHHTABLE 1，路撞拟fff戈mm叮敏如无3GDKIIT!:眯 E 阪地址锁有与基A犯器该ADC0809数据采集部分是单片 CMOS器件，它具有8位模拟数字转换器，8通道多路复用器和微处理器兼容控制逻辑。
4、8位A / D转换器采用逐次逼近作为转换技术。根据时序电路的分析，可以完成单片机编程。该系统在工作时，单片机将产生串行时钟，并按时序发送 和接受数据位。由上图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个 A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存 A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时， 才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。IN0 -IN7 : 8条模拟量输入通道 ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0 5V,若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过
5、程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。地址输入和控制线：4条ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将 A, B, C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A, B和C为地址输入线，用于选通 IN0 IN7上的一路模拟量输入。数字量输出及控制线：11条ST为转换启动信号。当 ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行 A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出
6、锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE = 1 ,输出转换得到的数据；OE = 0,输出数据线呈高阻状态。D7 D0为数字量输出线。CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ ,VREF ( + ) , VREF ()为参考电压输入。、ADC0809应用说明 ADC0809内部带有输出锁存器，可以与 AT89S51单片机直接相连，初始化时，使ST和OE信号全为低电平，送要转换的哪一通道的地址到 A , B , C端口上，在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号，是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断，当EOC变为高电
7、平时，这时给 OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。2、SST89E58RD、SST89E58RD 管脚图：(T2) P1E (T2 EX) P1.1 (ECI) PL2 (CEX0) P13 (CEX1 /SS#) PL41 b如踌373S=2345(C关 , WOSI) P1.5&35(CEX3 f MISO) PL67 40-pnPDP94(CEX4./SCK)PH7B TbpVww33RSTg32(HXD) P3.01031(TXD) P3L1ii30(iirraji)P3.212髀(IMT1#) P3.313za1TO) P3.41437(Til) P3.5SFI#) P3L61
8、5162251(RD#) P3.71724X1AL21S23X1AL11922VSS2021VDDP0.0 ADO)PO.lDi)P0.2 iAD2)P0.3 (AD3)P0.4 伊 04)P0.5 (AD6)PD.6 (ADG)P0.7 (AD7) EA# ALE/PROGftPSB#P2.7(A15)P2.6A1JP.5(A13P2.4 (A12)P2.3 (All)P2.2 (A10)P2.1 (A9)P2JD (AS)3、1602液晶引脚功能说明第1脚：VSS为电源地，接GND。 第2脚：VDD接5V正电源。 第3脚：VL为液晶显示 器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比
9、度最高。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当 RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：BLA背光电源正极（+5V）输入引脚。第16脚：BLK背光电源负极，接 GND。序号代令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01青显示00000000012.标返回000000001*3输入模
10、式00000001I/DS4显小开/关控制0000001DCB5标或字符移位000001S/CR/L*6，功能00001DLNF*7*字符发生存贮器地0001字符发生存贮器地址8，数据存贮器地址001显小数据存贮器地址9卖忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM )10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置 指令2:光标复位，光标返回到地址00H指令3:光标和显示模式设置I/D:光标移动方向，高电平右移，低电平左移S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效指令4:显示开关
11、控制。D:控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C:控制光标的 开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B:控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁 指令5 :光标或显示移位 S/C :高电平时移动显示的文字， 低电平时移动光标 指 令6:功能设置命令 DL:高电平时为4位总线，低电平时为8位总线N:低电平时为单行显 示，高电平时双行显示 F:低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符 指 令7 :字符发生器RAM地址设置 指令8 : DDRAM地址设置 指令9 :读忙信号和光标地址 BF : 为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如
12、果为低电平表示不忙。指令10 :写数据指令11 :读数据。读状态输入RS=L , R/W=H , E=H输出D0 D7=状态字写指令输入RS=L, R/W=L, D0 。7=指令码，E=高脉冲输出无读数据输入RS=H , R/W=H , E=H输出D0 D7=数据写数据输入RS=H , R/W=L, D0 D7=数据，E=高脉冲输出无五、软件设计主程序设计:1) A/D转换程序每次5组电压值构成一个数组，数组中的值为AD进入值50次的平均值。2) 数据处理程序：可以说是整个程序设计的最难点，数据处理显示的电压值计算公式：V= (A*500 ) /255 ,(其中A为经0809转换后所得的数字量)这样使得计算出来的数值为整型，避免了浮点数计算复杂的缺点，在之后的显示中加入小数点即可。子程序设计：由于C语言的子程序功能比较强大，所以本程序调用相关子程序，减少了很多编程的繁琐， 相关子程序功能如下所示：函数功能:400ms延时延时函数功能：5ms延时函数功能:1602A按指定位置显示一个字符函数功能:1602A初始化函数功能：1602A读状态函数功能:1602A写指令函数功能：1602A读数据函数功能：1602A写数据 作用：AD0809通道选择采样值流程图：进入设置限定值界面设置各 个通道的高低值设置最高警戒值设置最低警戒值
