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1、 摘 要根据8051单片机的内部构造特点本文提出以MCS-5单片机为核心的电压测量系统。该系统以8051和DC8核心内件，可以在单片机的控制下监测八路的输入电压值,用8位串行/D转换器进行0-5量程自动转换，并且测量的电压值可通过三位数码管显示同步用一位数码管显示选择通道。整个系统的设计过程中重要采用了模块化的设计措施,完毕了硬件电路的设计及软件程序的编写，还具体的给出了有关的硬件框图和软件流程图,通过最后硬件电路的调试，使该系统可以在规定的条件下达到正常的测量及显示功能。单片机01是整个系统的核心,实现输入端的分路选择,模数转换后数据的解决及在数码管上数据的显示等功能。正文着重给出了软硬件系
2、统的各部分电路,简介了该系统的工作原理,MCS-51单片机特点，01的功能和应用,ADC80的功能和应用等。核心词：CS5单片机；8051 ;AD08；数码管 目 录1总体设计1硬件设计及其工作原理12.1 数字电压表重要器件12.1. 单片机AT8C112.12 芯片AD08082.2数字电压表电路设计4.2.1解决器电路42.2.2 A/转换电路523控制电路6.4显示电路 整体电路图设计3数字电压表软件设计3.1 程序总体设计7.2 程序各个模块设计3.2.1主程序3.2外部中断0服务程序1032外部中断服务程序10.4显示子程序和延时子程序11.制表程序14 OTEUS仿真及数据测试1
3、总结4附录1程序清单15简易数字电压表设计1总体设计本设计重要以ATMEL公司生产的A89S51为主控芯片来实现简易数字电压表的基本功能：.可以测量05V范畴内的8路直流电压值。2在4位LE数码管上轮流显示各路电压值或单路选择显示,其中3位数码管显示电压值,显示范畴为0.00V00V,1位LED数码管显示路数，路分别为0-8。测量最小辨别率为0V。设计中以8个滑动变阻器来模拟输入的电压信号,经ADC0809模数转换芯片解决，通过三个路数选择开关来拟定将哪路采集数据送入单片机中解决,进而通过数码管显示出相应的电压测量值2硬件设计及其工作原理2 数字电压表重要器件 本次课程设计是以T89C单片机为
4、控制核心,以A/转换器D808为数据采样系统,实现被测电压的数据采样;用共阴数码管显示成果的简易数字电压表,可以实现8路0.05.00V的直流电压,最小辨别率为0.0V。.1. 单片机AT89C5A89C51是一种带4K字节FSH存储器(FPEROFlahPgramableand Erasal Red Ony emory)的低电压、高性能CMS 8位微解决器,俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除00次。该器件采用TML高密度非易失存储器制造技术制造，与工业原则的C-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CP和闪烁存储器组合在单个芯片中,AME的A89C1是一种高效微控制器。A
5、T8951单片机为诸多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图1所示:图AT9C51单片机引脚图AT85引脚简介: 个8位的I引脚，P0，P,P,P3 P口（P00-P0.)：8位双向三态I/口线,既可作一般/O口,也可作数据/低 8位地址总线。 P1口(P1.0-P7):8位准双向三态I/O口线，作一般I/O口。2口(P2.0-P2.7)：8位准双向三态I/口线,既可作一般O口,也可作数据/高8位地址。 表1 P3口引脚第二个功能3口(-P7）:位准双向三态I/O口线,既可作一般IO口,此外每个引脚尚有第二个功能。如下表所示:端口引脚第二功能P3.RDP31TXDP.
6、INTP.3INT1P.4T0P3.5T.RP3.7RDP3口还接受某些用于闪烁存储器编程和程序校验的控制信号。R:复位输入。当震荡器工作时，RT引脚浮现两个机器周期以上的高电平将使单片机复位。ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时,AE输出脉冲用于锁存地址的低位字节。虽然不访问外部存储器,ALE以时钟震荡频率的1/16输出固定的正脉冲信号,因此它可对输出时钟或用于定期目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一种AE脉冲时，闪烁存储器编程时，这个引脚还用于输入编程脉冲。如果必要，可对特殊寄存器区中的E单元的D0位置严禁L操作。这个位置后只有一条MOVX和MOVC指令ALE
7、才会被应用。此外,这个引脚会单薄拉高,单片机执行外部程序时,应设立ALE无效。PSN:程序储存容许输出是外部程序存储器的读选通信号，当T891由外部程序存储器读取指令时，每个机器周期两次PSN 有效,即输出两个脉冲。在此期间,当访问外部数据存储器时,这两次有效的PN信号不浮现。EAVPP:外部访问容许。欲使中央解决器仅访问外部程序存储器,端必须保持低电平。需要注意的是:如果加密位LBI被编程，复位时内部会锁存A端状态。如EA端为高电平,CU则执行内部程序存储器中的指令。闪烁存储器编程时，该引脚加上12V的编程容许电压PP,固然这必须是该器件是使用12V编程电压VP。XTL1:震荡器反相放大器及
8、内部时钟发生器的输入端。XTL2：震荡器反相放大器的输出端。CC：电源电压 GND:地2. 芯片ADC08本电路采用芯片ADC808来进行模数转换。其引脚图如图2所示。图 AD008引脚图运用ADC0808作为AD数据采样器件， ADC0808是MOS单片型逐次逼近式A/D转换器它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型/转换器、逐次逼近。C0808的工作过程是:一方面输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。ART上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 /转换,之后EOC输出信号变低，批示转换正在进行。直到A/D转换完毕,O
9、C变为高电平，批示A/D转换结束，成果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换成果的数字量输出到数据总线上。 AC0808各个管脚功能:NIN7：8路模拟量输入端。DDA、DB、DD：3位地址输入线，用于选通路模拟输入中的一路D0D7：8位数字量输出端。 AL：地址锁存容许信号,输入,高电平有效。START： /D转换启动信号，输入,高电平有效。 OC： A/转换结束信号,输出，当/转换结束时，此端输出一种高电平（转换期间始终为低电平）。O:数据输出容许信号,输入，高电平有效。当A/转换结束时,此端输入一种高电平，才干打开输出三态门，输出数字量。CL
10、K:时钟脉冲输入端。规定期钟频率不高于640Z。REF（+）、EF（-）:基准电压。 2.2数字电压表电路设计.2解决器电路主解决器采用T89C51单片机,外接AD转换电路，控制电路和显示电路。其工作原理是从AD88中采集电压的数字量并把它转换为十进制量，将其在LE上显示出来。单片机还接受控制电路的控制，以变化显示模式和切换测试通道。图 单片机系统电路2.2. A/D转换电路本次设计共采集八路模拟电压值，占用I0、IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、N6、I7单个通道。时钟为0kHz的矩形波。正负基准电压分别为+5V和0V。EC通过一非门与P3.2相连，以中断的方式告知单片机转换完毕。以P
11、3.6控制SART和ALE,控制其开始转换和地址锁存。以3.7控制模数转换器的输出。电路图如图4所示。图4 A/D转换电路.控制电路控制电路重要的作用是控制显示模式和切换测试通道。按键式开关接单片机外部中断1，重要功能是切换通道；开关SW1接P2.0口，通过查询的方式来间接控制ED是按通道循环显示电压还是只显示某一通道的值。其电路图如图5所示。 图5 控制电路2.4显示电路图4 控制电路本显示电路采用共阴极4位段数码管。段码由单片机的P0口控制,位码由3.0、P3.、 P3.4 、P.5四个端口控制。很明显采用的是动态显示方式。其中第一位显示通道数，后三位显示电压值,有两位小数。电路图如图6所
12、示。图6 显示电路2. 整体电路图设计整体电路如下图所示,左上角的八组变化电压分时输入D08经T891控制进行模数转换将转换的数值用数码管显示出来。控制电路控制与否自动循环显示及手动循环显示。电路图如图6所示。图系统总电路图3数字电压表软件设计3.1 程序总体设计根据电路原理图，数据的采集和通道的切换是通过外部中断的方式解决的。外部中断解决对DC808转换后的数据采集以及存储，外部中断解决显示的通道的切换。而显示模式是通过对2.7查询来拟定。故程序流程图如图8所示。图9和图0是外部中断0和外部中断1的的流程图。开始中断及其她数据初始化P2.7置位否P2.7=0 ?是下一通道启动A/D转换调用显示子程序外部中断1入口外部中断0入口图8 程序流程图保护现场保护现场切换通道将通道数放入30H将通道数放入30H 将转换后的电压放入31H、32H、33H启动A/D转换还原现场还原现场还原现场中断返回中断返回图9外部中断0流程图 图10 外部中断1流程图3. 程序各个模块设计3.21主程序程序执行的起点，涉及对两个外部中断源的初始化,初始测试通道，设立每个通道每次显示的时间的长短。然后让程序处在循环显示中,并在每个通道显示结束之后检查P2.7以决定显示模式。P2.7为低电平时循环显示。重要程序如下所示： ORG 000H LMPMN ORG 0003H LJP
