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1、 中 国 计 量 学 院中 国 计 量 学 院中 国 计 量 学 院中 国 计 量 学 院 课程设计报告 题目: 简易数字电压表简易数字电压表简易数字电压表简易数字电压表的设计的设计的设计的设计 二 级 学 院 机电工程学院 专 业 自动化 班 级 05 自动化 4 班 组 号 组 员 指 导 教 师 设计周期:2008 年 6 月 23 日2008 年 7 月 11 日 简易的数字电压表的设计 2目 录 第一章第一章第一章第一章 课程设计任务书课程设计任务书课程设计任务书课程设计任务书 错误!未定义书签。 1.1 设计题目设计题目设计题目设计题目 错误!未定义书签。 1.2 设计目的设计目的
2、设计目的设计目的 错误!未定义书签。 1.3 设计任务及要求设计任务及要求设计任务及要求设计任务及要求 错误!未定义书签。 1.4 设计时间及进度安排设计时间及进度安排设计时间及进度安排设计时间及进度安排 错误!未定义书签。 第二章第二章第二章第二章 课程设计说明书课程设计说明书课程设计说明书课程设计说明书 错误!未定义书签。 2.1 目前发展状况目前发展状况目前发展状况目前发展状况 错误!未定义书签。 2.2 设计方案设计方案设计方案设计方案 错误!未定义书签。 2.3 系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计 错误!未定义书签。 2.4 主 要 元 件 选
3、型 及 相 关 功 能 介 绍主 要 元 件 选 型 及 相 关 功 能 介 绍主 要 元 件 选 型 及 相 关 功 能 介 绍主 要 元 件 选 型 及 相 关 功 能 介 绍 错误!未定义书签。 2.5 系统软件设计系统软件设计系统软件设计系统软件设计 11 2.6 源程序 12 第三章第三章第三章第三章 心得体会心得体会心得体会心得体会 错误!未定义书签。 附:硬件原图(prote 图 l) 实物图 简易的数字电压表的设计 3简易数字电压表的设计简易数字电压表的设计简易数字电压表的设计简易数字电压表的设计 课程设计目的和要求课程设计目的和要求课程设计目的和要求课程设计目的和要求: 对简
4、易数字电压表的设计,掌握目前自动仪表的一般设计要求,工程设计方法,开发及 设计工具的使用方法。 功能要求: 1.1.1.1. 可以测量 0-5V 的 8 路输入电压值; 2.2.2.2. 可在四位 LED 数码管上轮流显示或单路选择显示; 3.3.3.3. 测量最小分辨率为 0.019V; 4.4.4.4. 测量误差约为 0.02V 5.5.5.5. 带有一定的扩展功能 设计内容设计内容设计内容设计内容: 1.元器件选型: A/D 转换器芯片 ADC0809,AT89C52 单片机,4 位共阳极数码管 2.系统方案确定: 按系统功能实现要求,决定控制系统采用 AT89C52 单片机,A/D 转
5、换采用 ADC0809。系 统除能确保实现要求的功能外, 还可以方便地进行 8 路其他 A/D 转换量的测量、 远程测量结 果传送等扩展功能。数字电压表系统设计方案框图如图。 P0:地址数据低 8 位口 P1:普通 I/O 口 P2:地址高 8 位口 P3:特殊功能口 晶振电路保证信号传输同步,串口通信是与外界进行信息交换的一种方式, 按键电路中一 个按键是单路和轮流显示的选择,一个按键是单路时的通道选择。 实现过程: 当外部 05V 的模拟信号输入时, 首先通过 ADC8090 转换模块进行转换, 转换成数字信 号并进入通道进行选择后, 将信号传入 AT89C52 单片机时, 单片机通过按键
6、电路中的一个按 键来选择单路还是 8 路, 另一个按键作单路显示时选择通道, 当选择完毕后将数据送入到显 示器,通过 P3 特殊功能口经三极管驱动输出控制位。 AT89C52 P0 P2 P1 P3 ADC0809 LED 显示器 上电复位 串口通信 电源电路 按键电路 晶振电路 简易的数字电压表的设计 4系统硬件部分: 1. AT89C52 单片机: AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM) ,器件采用ATMEL公司的高密度、 非易失性存储技术生产, 兼容标准MCS
7、-51指令系统, 片内置通用8位中央处理器和Flash存储 单元,功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 AT89C52 有 40 个引脚,32 个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含 2 个外中断口, 3 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口, 2 个读写口线, AT89C52 可以按照常规 方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和 Flash 存储器结合在一起,特别是 可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低开发成本。 AT89C52 有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三种封装形式,以适应不同产品的需求。 引
8、脚功能: Vcc: 电源电压 GND:地 P0 口:P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口,也即地址/数据总线复用口。作为输出 口用时,每位能吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 逻辑门电路,对端口 P0 写“1”时,可作为高 阻抗输入端用。 在访问外部数据存储器或程序存储器时, 这组口线分时转换地址 (低 8 位) 和数据总线复用, 在访问期间激活内部上拉电阻。 在 Flash 编程时,P0 口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外 接上拉电阻。 P1 口:P1 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 的输出缓冲级可驱动(吸收或 输出电流)4 个 T
9、TL 逻辑门电路。对端口写“1” ,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平, 此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会 输出一个电流 与 AT89C51 不同之处是,P1.0 和 P1.1 还可分别作为定时/计数器 2 的外部计数输入.flash简易的数字电压表的设计 5编程和程序校验期间,P1 接收低 8 位地址。 (P1.0/T2)和输入(P1.1/T2EX) , P2 口:P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 的输出缓冲级可驱动(吸收 或输出电流)4 个 TTL 逻辑门电路。对端口 P2 写“1” ,通过内部的上拉电阻把端口拉到
10、高 电平,此时可作输入口,作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉 低时会输出一个电流 在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器(例如执行 MOVXDPTR 指令)时,P2 口送出高 8 位地址数据。在访问 8 位地址的外部数据存储器(如执行 MOVXRI 指令)时, P2 口输出 P2 锁存器的内容。 P3 口:P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动(吸 收或输出电流)4 个 TTL 逻辑门电路。对 P3 口写入“1”时,它们被内部上位电阻拉高并可 作为输入端口。此时,被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流 P3
11、口除了作为一般的 I/O 口线外,更重要的用途是它的第二功能, P3 口还接收一些用于 Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 RST:复位输入。当振荡器工作时,RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片复 位。 ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用 于锁存地址的低 8 位字节。 一般情况下, ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的脉冲信号, 因此它可对外输出时钟或用于定时目的。 要注意的是: 每当访问外部数据存储器时将跳过一 个 ALE 脉冲。 对 Flash 存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG) 。 如
12、有必要, 可通过对特殊功能寄存器 (SFR) 区中的 8EH 单元的 D0 位置位, 可禁止 ALE 操作。 该位置位后,只有一条 MOVX 和 MOVC 指令才能将 ALE 激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单 片机执行外部程序时,应设置 ALE 禁止位无效。 PSEN:程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当 AT89C52 由外部 程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次 PSEN 有效,即输出两个脉冲。在此期 间,当访问外部数据存储器,将跳过两次 RSEN 信号。 EA/VPP:外部访问允许。欲使 CPU 仅访问外部程序存储器(地址为 0000HFFFFH) ,EA 端必须保持低电平(接地) 。需注意的是:如果加密位 LB1 被编程,复位时内部会锁存 EA 端状态。如 EA 端为高电平(接 Vcc 端) ,CPU 则执行内部程序存储器中的指令。 Flash 存 储器编程时, 该引脚加上+12V 的编程允许电源 VPP, 当然这必须是该器件是使用 12V 编程电 压 VPP。 XTAL1:振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。 2.外部时钟:输入端