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1、摘 要本设计是多功能数字电压表、万年历和温度测试器，随着电子科学技术的发展，电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段，对测量的精度和功能的要求也越来越高，而电压的测量甚为突出，因为电压的测量最为普遍。本设计在参阅了大量前人设计的数字电压表的基础上介绍一种基于89S52单片机的一种电压测量电路,该电路采用分A/D转换电路，测量范围直流0-5伏，万年历可显示月、日、时、分、秒，温度计可显示现场周围温度，使用LCD液晶模块显示。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了89S52的特点，LCD1602的功能和应用，DS1302的功能和应用，DS18B20的功能和应用。该电路设计新颖、功能强大、可扩
2、展性强。本文首先简要介绍了设计电压表、万年历、温测的主要方式以及单片机系统的优势；然后详细介绍了直流数字电压、表万年历、温测的设计流程，以及硬件系统和软件系统的设计，并给出了硬件电路的设计细节，包括各部分电路的走向、芯片的选择以及方案的可行性分析等。通过这努力，另外通过同学的帮助，我做成了这个多功能数字电压表，将程序键入可以显示0-5的不同电压值，可以显示月、日、时、分、秒，现场温度。而且还能通过键位调整万年历。通过此次课程设计使我对我们所学的知识有了更深的认识和体会，对自我动手的能力也提高了很多。本论文重点介绍单片机的数字电压表、万年历、温测的工作原理。目录1 绪论1.1课程设计的目的和意义
3、1.2国内外研究现状1.3本课题所作的主要工作2 系统总体方案2.1课程设计总体方案2.2课程设计系统环境3 系统硬件设计3.1硬件总体方案与选型3.2 硬件模块设计4 软件设计4.1数字电压表4.2万年历4.3 温度检测5软硬件联调6总结6.1 设计中遇到的问题和解决方案6.2 对本次设计的展望参考文献附1：源程序代码附2：系统原理图1 概述1.1课程设计的目的和意义：本次课程设计，让我学习和巩固了使用单片机的定时中断、基本的常用的寄存器的使用方法，还有就是学习常用的外围硬件使用、电路原理图设计、PCB设计等等。使我对已学过的基础知识有了更深入的理解，独立思考、独立工作以及应用所学基本理化分
4、析和解决实际问题的能力有了很大的提高。1.2国内外研究现状目前，市场上的主要使用的电压表有：指针式电压表和数字电压表两种。由于传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，因此，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信等优点已使数字电压表成为现在电子测量的主要应用产品。同时，由数字电压表扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表。随着我国交流数字电压表市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。利用AD转换芯片设计的数字电压表将模拟信号转换为数字显示部分，这在生产运用中有很大的实际意义，今后这方面的技
5、术将得到提高，运用更加广泛。近些年我国开始重视对电子万年历的开发与设计，但是中国电子万年历产业出现的问题中，许多不容乐观，如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。目前的智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)。社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传
6、感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。1.3本课题所作的主要工作 通过查阅资料完成对数字电压表将程序键入可以显示0-5的不同电压值；万年历显示月、日、时、分、秒；温度测试显示现场实际温度的完成。2 系统总体方案2.1课程设计总体方案单片机A/D转换器AD574A电压显示器模拟电压输入量程控制电路系统总框图单片机AT89C52和ADC0809设计一个数字电压表，能够测量05V之间的直流电压值，两位数码显示。重点负责单片机AT89C5
7、2硬件部分的功能及应用。AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS -51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。设计方框图如下温度测试与万年历采用数字温度芯片DS18B20 测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围
8、电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线形较好。在0100 摄氏度时，最大线形偏差小于1 摄氏度。DS18B20 的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和微控制器AT89S51构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,可直接与计算机连接。这样,测温系统的结构就比较简单,体积也不大。采用51 单片机控制，软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。既可以单独对多DS18B20。该系统利用AT89S51芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以
9、根据需要设定上下限报警温度。该系统扩展性非常强，它可以在设计中加入时钟芯片DS1302以获取时间数据，在数据处理同时显示时间。2.2课程设计系统环境Keil c51软件调试环境或wave调试程序3 系统硬件设计3.1硬件总体方案与选型（1）AT89S52AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32位I/O 口线，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，5个中断优先级2层中断嵌套
10、中断，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件，可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。单片机引脚结果及说明如图1-1所示图1-1VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当F
11、IASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储
12、器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG
