《单片机课程设计（论文）-数字电压表设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机课程设计（论文）-数字电压表设计（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目 录2.2 A/D 转换模块 .22.3 单片机系统 .42.3.1 AT89C51 各引脚功能 .42.4 LED 显示系统设计 .52.4.1 LED 基本结构 .52.4.2 LED 显示器的选择 .62.4.3 LED 译码方式 .62.4.4 LED 显示器与单片机接口设计 .74.1 显示结果 .84.2 误差分析 .105.1 程序设计总方案 .115.2 系统子程序设计 .115.2.1 初始化程序 .115.2.2 A/D 转换子程序 .115.2.3 显示子程序 .121 设计任务与要求以 MCS-51 系列单片机为核心器件，组成一个简单的直流数字电压表。采用 1 路模拟
2、量输入，能够测量 0-5V 之间的直流电压值。电压显示用 4 位一体的 LED 数码管显示，至少能够显示两位小数。 尽量使用较少的元器件2 设计方案2.1 设计思路根据设计要求，选择 AT89C51 单片机为核心控制器件。A/D 转换采用 ADC0808 实现，与单片机的接口为 P1 口和 P2 口的高四位引脚。电压显示采用 4 位一体的 LED 数码管。LED 数码的段码输入,由并行端口 P0 产生：位码输入，用并行端口 P2 低四位产生2.2 A/D 转换模块现实世界的物理量都是模拟量，能把模拟量转化成数字量的器件称为模/数转换器（A/D 转换器） ，A/D 转换器是单片机数据采集系统的关
3、键接口电路，按照各种A/D 芯片的转化原理可分为逐次逼近型，双重积分型等等。双积分式 A/D 转换器具有抗干扰能力强、转换精度高、价格便宜等优点。与双积分相比，逐次逼近式 A/D转换的转换速度更快，而且精度更高，比如 ADC0809、ADC0808 等，它们通常具有 8路模拟选通开关及地址译码、锁存电路等，它们可以与单片机系统连接，将数字量送到单片机进行分析和显示。一个 n 位的逐次逼近型 A/D 转换器只需要比较 n 次，转换时间只取决于位数和时钟周期，逐次逼近型 A/D 转换器转换速度快，因而在实际中广泛使用。ADC0809 芯片有 28 条引脚，采用双列直插式封装，其引脚图如图 3 所示
4、。单片机/ 微机接口课程设计说明书3图 3 ADC0809 引脚图下面说明各个引脚功能:IN0-IN7（8 条）：8 路模拟量输入线，用于输入和控制被转换的模拟电压。地址输入控制（4 条）：ALE:地址锁存允许输入线，高电平有效，当 ALE 为高电平时，为地址输入线，用于选择 IN0-IN7 上那一条模拟电压送给比较器进行 A/D 转换。ADDA,ADDB,ADDC:3 位地址输入线，用于选择 8 路模拟输入中的一路，其对应关系如表 1 所示： 表 1 ADC0809 通道选择表地址码 C B A 对应的输入通道 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 11 0 1 0 1 0
5、 1 0 1 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 START：START 为“启动脉冲”输入法，该线上正脉冲由 CPU 送来，宽度应大于100ns，上升沿清零 SAR,下降沿启动 ADC 工作。EOC: EOC 为转换结束输出线，该线上高电平表示 A/D 转换已结束，数字量已锁入三态输出锁存器。D1-D8：数字量输出端，D1 为高位。单片机/ 微机接口课程设计说明书4OE：OE 为输出允许端，高电平能使 D1-D8 引脚上输出转换后的数字量。REF+、REF-:参考电压输入量，给电阻阶梯网络供给标准电压。Vcc、GND: Vcc 为主电源输入端，GND 为接地端，一
6、般 REF+与 Vcc 连接在一起，REF-与 GND 连接在一起.CLK:时钟输入端。2.3 单片机系统2.3.1 AT89C51 各引脚功能AT89C51 提供以下标准功能：4KB 的 Flash 闪速存储器，128B 内部 RAM，32 个I/O 口线，两个 16 位定时/计数器，一个 5 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路，同时，AT89C51 可降至 0Hz 静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作，掉电方式保存 RAM 中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有工
7、作直到下一个硬件复位。AT89C51 采用 PDIP 封装形式，引脚配置如图 5 所示7。图 5 AT89C51 的引脚图AT89C51 芯片的各引脚功能为：P0 口：这组引脚共有 8 条，P0.0 为最低位。这 8 个引脚有两种不同的功能，分别适用于不同的情况，第一种情况是 89C51 不带外存储器，P0 口可以为通用 I/O 口使用，P0.0-P0.7 用于传送 CPU 的输入/输出数据，这时输出数据可以得到锁存，不需要外接专用锁存器，输入数据可以得到缓冲，增加了数据输入的可靠性；第二种情况是 89C51 带片外存储器，P0.0-P0.7 在 CPU 访问片外存储器时先传送片外存储器的低
8、8 位地址，然后传送 CPU 对片外存储器的读/写数据。P0 口为开漏输出，在作为通用 I/O 使用时，需要在外部用电阻上拉。P1 口：这 8 个引脚和 P0 口的 8 个引脚类似，P1.7 为最高位，P1.0 为最低位，当 P1 口作为通用 I/O 口使用时，P1.0-P1.7 的功能和 P0 口的第一功能相同，也用于传送用户的输入和输出数据。P2 口：这组引脚的第一功能与上述两组引脚的第一功能相同即它可以作为通用I/O 口使用，它的第一功能和 P0 口引脚的第二功能相配合，用于输出片外存储器的单片机/ 微机接口课程设计说明书5高 8 位地址，共同选中片外存储器单元，但并不是像 P0 口那样
9、传送存储器的读/写数据。P3 口：这组引脚的第一功能和其余三个端口的第一功能相同，第二功能为控制功能，每个引脚并不完全相同，如下表 2 所示：表 2 P3 口各位的第二功能P3 口各位 第二功能P3.0 RXT（串行口输入）P3.1 TXD（串行口输出）P3.2 /INT0（外部中断 0 输入）P3.3 /INT1(外部中断 1 输入)P3.4 T0（定时器/计数器 0 的外部输入）P3.5 T1（定时器/计数器 1 的外部输入）P3.6 /WR（片外数据存储器写允许）P3.7 /RD（片外数据存储器读允许）Vcc 为+5V 电源线，Vss 接地。ALE：地址锁存允许线，配合 P0 口的第二功
10、能使用，在访问外部存储器时，89C51 的 CPU 在 P0.0-P0.7 引脚线去传送随后而来的片外存储器读/写数据。在不访问片外存储器时，89C51 自动在 ALE 线上输出频率为 1/6 震荡器频率的脉冲序列。该脉冲序列可以作为外部时钟源或定时脉冲使用。/EA:片外存储器访问选择线，可以控制 89C51 使用片内 ROM 或使用片外 ROM,若/EA=1，则允许使用片内 ROM, 若/EA=0，则只使用片外 ROM。/PSEN：片外 ROM 的选通线，在访问片外 ROM 时，89C51 自动在/PSEN 线上产生一个负脉冲，作为片外 ROM 芯片的读选通信号。RST：复位线，可以使 89
11、C51 处于复位(即初始化)工作状态。通常 89C51 复位有自动上电复位和人工按键复位两种。XTAL1 和 XTAL2：片内震荡电路输入线，这两个端子用来外接石英晶体和微调电容，即用来连接 89C51 片内 OSC(震荡器)的定时反馈回路。2.4 LED 显示系统设计2.4.1 LED 基本结构LED 是发光二极管显示器的缩写。LED 由于结构简单、价格便宜、与单片机接口方便等优点而得到广泛应用。LED 显示器是由若干个发光二极管组成显示字段的显示器件6。在单片机中使用最多的是七段数码显示器。LED 七段数码显示器由 8 个发光二极管组成显示字段，其中 7 个长条形的发光二极管排列成“日”字形，另
