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1、创 新 课 程 设 计 报 告题 目：基于ADC0832的单片机数据采集系统设计系 别：_ 电子信息与电气工程系 _专 业：_ 通信工程_ _班 级：_ _ _ _学 号： 姓 名：_ _ _导 师：_ _ _ _ 成 绩：_ _摘要随着时代的进步，用指针式万用表测量小幅度直流电压已经显得有些不太方便。因为指针式的测量不够精确，随着长时间的使用可能会造成欧姆调零以及机械调零的磨损，这都会对数据的测量造成很多困难，而采用数字式电压表来测量就可以避免这种情况的发生，而且操作更加方便。下面本文将介绍一种由数字电路以及单片机构成的简易数字电压表的设计方法。 数字电压表（Digital Voltmete
2、r）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表 本设计运用89C52和ADC0832进行A/D转换,根据数据采集的工作原理,设计实现数字电压表,最后完成单片机与PC的数据通信,传送所测量的电压值。该数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是0-51V(本设计量程为0-5V)。电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机钟电路、复位电路等。下位机采用89C52芯片,A/D转换采用ADC0832芯片。通过RS232行口与PC进行通信,传送所测量的直流电压数据。关键词：STC89C52单片机 ADC0832模
3、数转换器 LCD1602 目 录第一章 绪 论11.1系统设计任务分析1第二章 总体方案设计与选择的论证12.1单片机最小系统12.1.1单片机的说明12.1.2单片机的应用12.1.3单片机的结构特点32.1.4单片机引脚配置32.2模数转换模块介绍72.2.1 ADC0832概述72.2.2 引脚功能及描述72.2.3工作模式82.2.4单片机对ADC0832 的控制原理82.2.5 ADC0832应用原理框图92.3 LCD1602显示102.3.1 LCD1602的基本结构102.3.2 LCD1602的指令表11第三章 软件设计报告123.1单片机软件设计123.1.1模数转换软件设
4、计123.1.2 LCD1602显示软件设计123.2流程图设计123.2.1主程序流程图123.2.2液晶模块流程图143.2.3电压显示流程图153.3原理图设计163.4 PROTEUS仿真图173.5 PCB版图183.6实物图19第四章疑难问题及解答20第五章总结与致谢21总结21致谢21参考文献22附 录23课程设计评语37第一章 绪 论1.1系统设计任务分析本设计由A/D转换、数据处理及显示控制等组成，测量05V范围内的输入电压值，由LCD1602扫描显示，最大分辨率0.1V，误差0.02V。数字电压表的核心为ST89C52单片机和ADC0832 A/D转换集成芯片。本系统的核心
5、控制芯片选用的是STC89C52RC。单片机在各个技术领域中的迅猛发展，与单片机所构成的计算机应用系统的特点有关：1 单片机构成的应用系统有较大的可靠性。2 系统构建简洁、易行，能方便的实现系统功能。3 由于构成的系统是一个计算机系统，相当多的功能由软件实现，故具有柔性特点和优异的性能价格比。第二章 总体方案设计与选择的论证2.1单片机最小系统2.1.1单片机的说明单片机的原名叫Microcontroller，即微型控制器。顾名思义，单片机有别于通用微型计算机，它是专门为控制和智能仪器设计的一种集成度很高的微型计算机。其控制功能强，有优异的性能/价格比，有很高的可靠性。因而，单片机的应用范围在
6、不断的扩大，它已经成了人类生活中不可缺少的工具。下面介绍单片机在几个方面的典型应用。2.1.2单片机的应用(1)单片机在智能仪器中的应用单片机广泛的用于各种仪器仪表中，使仪器仪表数字化、微型化和智能化，提高它们的测量速度、测量精度和自动化程度，简化仪器仪表的硬件结构，便于使用、维修和改进，提高其性能/价格比。(2)单片机在机电一体化产品中的应用 机电一体化是机械工业发展的方向。机电一体化产品是指，集机械技术、微电子技术、计算机技术和控制技术于一体，具有智能化特征的机电产品。例如，微机控制的数控机床、机器人等。单片机作为机电产品中的控制器，能充分的发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点，大大提高
7、了机器的自动化、智能化程度。(3)单片机在过程控制中的应用过程控制是微型机应用最多、最有效的方面之一，单片机广泛的应用于过程控制。它既可以作为主机控制，也可以作为分布式控制系统的前端机，对现场的信息进行实时的测量和控制。单片机可用于开关量控制、顺序控制及逻辑控制等。如锅炉控制、电机控制、机器人控制、交通信号灯控制、造纸纸浆浓度控制、纸张定量水分及厚薄控制、雷达与导弹控制以及航天导航系统鱼雷制导系统控制等。(4)单片机在计算机网络及通信中的应用由于高性能单片机中集成有SDLC通信接口，因而使其在计算机网络及通信设备中得到了广泛的应用。例如：Intel公司的8044，由8051单片机及SDLC通信
8、接口组合而成，用高性能的串行接口单元SIU代替传统的UART，采用双绞线、半双工通信形式，特别适合远距离通信。以8044位基础组成的位总线是一种高性能、低价格的分布式控制系统，传送距离可达1200m，传送速度为2.4Mbit/s，网络节点为28个。此外，单片机在自动拨号无线电话网、串行自动呼叫应答设备、程控电话、无线电遥控等方面都有广泛的应用。(5)单片机在家用电器方面的应用单片机广泛的应用于家用电器产品中，例如：洗衣机、电冰箱、微波炉、电饭煲、高级智能玩具、收录机等配上单片机后,大大提高了产品的性能，倍受人们的喜爱。可以说,单片机在人们日常生活中应用所受到的限制主要不是技术问题，而是创造力和
9、技巧上的问题。2.1.3单片机的结构特点控制电路设计是系统的控制和数据处理的核心，而作为控制核心的单片机种类很多，如PIC等等。根据任务书的要求以及系统实际的需要，本次毕业设计采用STC89C52RC作为系统的微控制器芯片。特点是，STC89C52RC的内核和AT51系列单片机一样，故引脚也相同。但是STC89C52RC可以通过STC_ISP软件下载进行烧录。2.1.4单片机引脚配置图2.1引脚配置图鉴于STC89C52RC与MCS-51单片机类似，现介绍MCS-51单片机如下文。MCS-51单片机采用40引脚双列直插封装（DIP）形式。对于CHMOS单片机除采用DIP形式外，还采用方形封装工
10、艺。由于受到引脚数目的限制，所以有部分引脚具有第二功能。在单片机的40条引脚中，有2条用于主电源的引脚，2条外接晶体的引脚，控制或其他电源复用引脚RST/ Vpd、ALE、和VPP，32条输入/输出引脚。下面就本系统用到的引脚分别说明这些引脚的名称和功能。(1)主电源引脚V CC和GNDVCC：接+5V电源GND：接电源地(2)钟电路引脚XTAL1和XTAL2XTAL1：接外部晶体的一端。在单片机内部，它是反相放大器的输入端，该放大器构成了片内振荡器。在采用外部时钟电路时，对于HMOS单片机，此引脚必须接地；对CHMOS单片机，此引脚作为驱动端。 XTAL2：接外部晶体的另一端。在单片机内部，
11、接至上述振荡器的反相放大器的输出端，振荡器的频率是晶体振荡频率。若采用外部时钟电路时，对于HMOS单片机，该引脚输入外部时钟脉冲；对于CHMOS单片机，此引脚应悬空。(3)信号引脚RST/VpdRST/Vpd:复位/备用电源输入端。单片机上电后，只要在该引脚上输入24个振荡周期（2个机器周期）宽度以上的高电平就会使单片机复位；若在RST与VCC之间接一个10F的电容，而在RST与GND之间接一个8.2K的下拉电阻，则可实现单片机上电自动复位。RST/Vpd具有复用功能，在主电源VCC掉电期间，该引脚可接上+5V备用电源。当VCC下掉到低于规定的电平，而Vpd在其规定的电压范围内时，Vpd就向片
12、内RAM提供备用电源，以保持片内RAM中的信息不丢失，复电后能继续正常运行。(4)输入/输出（I/O）引脚P0、P1、P2和P3MCS-51单片机有4个双向并行的8位I/O口P0P3，P0口为三态双向口，可驱动8个TTL电路，P1、P2、P3口为准双向口（作为输入时，口线被拉成高电平，故称为准双向口），其负载能力为4个TTL电路。P0.0-P0.7:P0口是一个8位双向I/O端口。在访问片外存储器时，它分时提供低8位地址和作8位双向数据总线。在EPROM编程时，从P0口输入指令字节；在验证程序时，则输出指令字节（验证时，要外接上拉电阻）。P0口能以吸收电流的方式驱动8个LSTTL负载。图2.2
13、 P0口1位结构图P1.0-P1.7:P1口是8位准双向I/O端口。在EPROM编程和程序验证时，它输入低8位地址。P1口能驱动4个LSTTL负载。图2.3 P1口1位结构图P2.0-P2.7:P2口是一个8位准双向I/O端口。在CPU访问外部存储器时，它输出高8位地址。在对EPROM编程和程序验证时，它输入高8位地址。P2口可驱动4个LSTTL负载。图2.4 P2口1位结构图P3.0-P3.7:P3口是8位准双向I/O端口。它是一个复用功能口。作为第一功能使用时，为普通I/O口，其功能和操作方法与P1口相同。作为第二功能使用时，各引脚的定义如表3-1所示。P3口的每一条引脚均可独立定义为第一
14、功能的输入输出或第二功能。P3口能驱动4个LSTTL负载。图2.5 P3口1位结构图表2.1:口线 第二功能P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7RXD (串行口输入)TXD (串行口输出）INT0 (外部中断0输入)INT1(外部中断1输入) T0 (定时器0的外部输入）T1 (定时器1的外部输入）WR (外部数据存储器“写”信号输出）RD (外部数据存储器“读”信号输出）2.2模数转换模块介绍2.2.ADC0832概述 ADC0832是美国国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，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。 ADC0832主要特性如下： 8位分辨率；逐次逼近式A/D转换器；双通道A/D转换；输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；5V电源供电时输入电压在05V之间；工作频率为250KHZ，转换时间为32S；一般功耗仅为15mW；8P、14PDIP（双列直插）、PICC 多种封装；商用级芯片温宽为0C
