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1、中国矿业大学单片机课程设计姓 名：学 号：专 业： 电子科学与技术 题 目： 用单片机实现电压采集 专 题： 单片机系统设计 指导教师：设计地点： 时 间： 2011-042011 年 4月单片机课程设计任务书专业年级学号学生任务下达日期： 2011 年 4月 18日设计日期：2010年4月18日 至2010年 4月29日设计题目：用单片机实现电压采集设计专题题目：单片机系统设计设计主要容：1、制作可产生0至+5V电压模块2、制作单片机电压采集装置设计要求：一、基本要求（1）制作可产生0至+5V电压模块（2）制作单片机电压采集装置电压采集功能在ADC0809的0通道输入05V电压，实时显示被测
2、电压值（显示精度0.001V，即显示1位整数，3位小数）。二、扩展要求（1）指定通道采集 默认采集通道为0，按2：通道1，按3：通道1，按1：进入下一模式。（2）循环采集显示 ，默认每通道显示2秒钟。按1：进入下一模式。 （3）报警设置 报警上限默认为4.0V ，警下限默认为0.0V按2进行上限设置，按3进行下限设置，按1：进入制定通道选择。指导教师签字：摘要随着电子科技的不断进步，电压测量成为广大电子领域中必须掌握的过程，并且对测量的精度和采集功能的要求越来越高，而电压的测量与显示系统甚为重要。本文介绍的重点是电压数据采集与显示系统，数据采集与通信控制采用了模块化设计，数据采集与通信控制采用
3、了单片机52来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括模-数转换模块，显示模块，和串行接口部分，还有一些简单的外围电路。8路被测电压通过通用ADC0809模-数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，由单片机对数据进行处理，用数码管显示模块来显示所采集的结果，由相关控制器完成数据接收和显示。本系统主要包括四大模块：数据采集、控制模块、显示模块、A/D转换模块。绘制电路原理图与工作流程图，并进行调试，最终设计完成了该系统的硬件电路。在软件编程上，采用了C语言进行编程，开发环境使用相关集成开发环境。开发了显示模块程序、通道切换程序、A/D转换程序。关键词：单片机 ADC0809 A/D转换
4、 模块显示 电压测量目录一 绪论. 11.1系统概述. 11.1.1设计性质、目的、任务. . 11.2系统设计方案 . .11.2.1系统设计原理框图 . .2二 硬件电路设计. . 22.1 主要芯片介绍. 22.1.1 AT89S51 .22.1.2 A/D0809. 32.2 单片机电路 .42.1.1 单片机电路板.42.2.2 单片机最小系统. 42.2.3 单片机的复位电路 .52.2.4 开关电路 .52.2.5 显示译码电路 .62.2.6 蜂鸣器和继电器电路 .72.3 A/D转换 .72.3.1 ADC0809部结构 .72.3.2 ADC0809转换原理 .82.3.3
5、电路设计.82.3.4采集数据和对应电压的转换 .8三 软件设计 .93.1 设计任务. 93.1.1 基本任务 .93.1.2 扩展任务 .93.2 程序代码.93.2.1 C语言实现基本功能 .93.2.2主程序框图 .17四 系统调试 .174.1 硬件部分 .174.2 软件部分 .18五 总结.18参考文献：.18附录一 A/D转换板原理图 .19附录二 A/D转换板PCB图.20附录三 单片机板电路原理图 .21附录四 单片机印刷电路板布线图 .22 / 一 绪论1.1系统概述1.1.1设计性质、目的、任务单片机系统设计是在学习模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理与应用等相关理论
6、课程之后，所设置的重要的综合性实践教学环节，课程的任务是通过选题的设计、安装和调试，巩固已学的理论知识，综合应用所学知识，进行电子系统的设计，从而培养工程实践能力、创新能力，培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过查阅资料、选定方案、设计电路、安装调试、写报告等过程，得到一次科学研究工作的启蒙训练，也为以后利用单片机开发电子产品奠定坚实的基础。1.2系统设计方案本次实验要求设计电压采集装置，课程设计分设计、制作和调试三个部分。设计选题以单片机为核心，基本容应包括单片机最小系统、键盘和LED显示电路，以与设计系统涉与的其他电路。系统硬件电路由标准电路和自制电路两部分组成。标准电路包括单片机学习板，
7、这部分电路已制成电路板，可根据设计需要进行配置选用。自制电路需自行设计焊接，包含标准电路不具备的其他电路。设计中采用了模数转换器，利用AD0809型8位MOS型A/D转换器。可实现8路模拟信号的分时采集，片有8路模拟选通开关，以与相应的通道地址锁存用译码电路，实现模拟信号到数字信号的转换。控制部分采用单片机AT89C52来完成。显示部分利用LED数码管显示模块，来显示采集到的电压分量。1.2.1系统设计原理框图VCCGND输入信号调理A/D0809AT89S52数码管键盘复位二 硬件电路设计系统硬件电路由标准电路和自制电路两部分组成。标准电路包括单片机最小系统、8个LED数码管电路和键盘电路，
8、这部分电路已制成电路板，可根据设计需要进行配置选用。自制电路需自行设计焊接，包含标准电路不具备的其他电路。2.1 主要芯片介绍2.1.1 AT89S52AT89S52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片含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-51指令系统，片置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89S52单片机在电子行业中有着广泛的应用。兼容MCS51指令系统；8k可反复擦写(大于1000次）Flash ROM；32个双向I/O口； 256x
9、8bit内部RAM；3个16位可编程定时/计数器中断;时钟频率0-24MHz；2个串行中断，可编程UART串行通道；2个外部中断源，共8个中断源；2个读写中断口线，3级加密位； 2.1.2 A/D0809共28脚，双列直插式封装。主要引脚功能如下：(1)IN0IN7：8路模拟信号输入端。(2) D0D7：8位数字量输出端。(3) C 、B 、A：控制8路模拟通道的切换，C、B、A=000111分别对应IN0IN7通道。(4) OE、START、CLK：控制信号端，OE为输出允许端，START为启动信号输入端，CLK为时钟信号输入端。(5)VR(+)和VR(-)：参考电压输入端。 2.2 单片机电路2.1.1 单片机电路板CPU电路复位电路晶振电路数码管显示电路按键电路LED显示电路图2：电路框图单片机电路板电路框图如图2；原理图见附录3；PROTEL绘制的电路排版图见附录4。
