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1、 单片机系统课程设计 提供全套毕业论文，各专业都有单片机系统课程设计题目名称： 数字电压表的仿真设计 专业班级： 测控1201班 学生姓名： 学 号： 201223030121 指导教师： 成绩：评语：指导老师签名： 日期： 单片机系统课 程 设 计课程设计名称： 数字电压表的仿真设计 专 业 班 级 ： 测控1201班 学 生 姓 名 ： 学 号 ： 201223030121 指 导 教 师 ： 课程设计地点： 31 号楼 课程设计时间： 2014-12-92014-12-20 单片机系统 课程设计任务书学生姓名刘萌萌专业班级测控1201班学号201223030121题 目数字电压表的仿真设
2、计课题性质工程设计课题来源自拟指导教师郭广灵主要内容（参数）该数字电压表是利用单片机C51与ADC0808设计一个数字电压表,将模拟信号05V之间的电压值转换成数字量信号,以两位数码管显示,并通过虚拟电压表观察ADC0808模拟量输入信号的电压值,LED数码管实时显示相应的数值量。任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。第5-6天：软件设计，编写程序。第7-8天：程序调试。第9-12天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、
3、格式规范、方案合理、设计正确。主要参考资料【1】单片微型计算机原理及接口技术审查意见系（教研室）主任签字： 年 月 日 目录一 系统概述11.1 课题设计的目的.11.2 课程设计内容11.3 课程设计实现的目标1二 设计方案12.1总体设计思路12.2 数字电压表的PROTEUS软件仿真电路设计2三、 数字电压表的程序设计33.1 程序流程图33.2 程序编译设计4四 数字电压表的软件设计54.1 数字电压表的硬件电路54.2 C51单片机和数码管显示电路的接口设计74.3 A/D转换电路的接口设计7五 数字电压表的系统仿真调试7六 设计心得8参考文献9附录110附录211一 系统概述1.1
4、 课题设计的目的.1、通过单片机课程设计，熟练掌握C语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。2、通过定时闹钟控制系统的设计，掌握定时/计数器、中断的使用方法，和简单程序的编写，最终提高我们的逻辑抽象能力。1.2 课程设计内容1.由于ADC0809在进行A/D转换时需要有CLK信号，而此时的ADC0809的CLK是接在AT89S51单片机的P3.3端口上，也就是要求从P3.3输出CLK信号供ADC0809使用。因此产生CLK信号的方法就得用软件来产生了。2.由于ADC0809的参考电压VREFVCC，所以转换之后的数据要经过数据处理，在数码管上显示出电压值。实际显示的电
5、压值(D/256*VREF)1.3 课程设计实现的目标利用单片机C51与ADC0808设计一个数字电压表,将模拟信号05V之间的电压值转换成数字量信号,以两位数码管显示,并通过虚拟电压表观察ADC0808模拟量输入信号的电压值,LED数码管实时显示相应的数值量。二 设计方案2.1总体设计思路 按系统功能要求，决定控制系统采用AT89C51单片机，A/D转换采用ADC0808。系统除能确保实现要求的功能以外还可以方便的进行其功能的扩展。本文采用AT89C51作为核心元件，AT89C51是一个低功耗，高性能的CMOS 8位单片机。数字电压表电路组成框图如图2-1所示。 单 片 机 芯 片 模 拟
6、转 换 译 码 器 数 码 管 显 示 模 拟 被 测 电 压 程序处理 驱动数码管 数字量 图2-1 系统组成框图 本设计中需要用到的电路有电源电路、模/数转换电路、单片机控制电路、显示电路等。设计中需要用到的芯片有AT89C51单片机、ADC0808、74LS74、LED数码管等。2.2 数字电压表的PROTEUS软件仿真电路设计 待测电压输入信号在ADC0808芯片承受的最大工作电压范围内，经过模/数转换电路实现A/D转换,通过单片机控制电路进行程序数据处理,然后通过七段译码/驱动显示电路实现数码管显示输入电压。硬件电路原理图如图2-2所示。图2-2 PROTEUS软件仿真电路图三、 数
7、字电压表的程序设计3.1 程序流程图系统上电状态,初始化ADC0808的启动地址,数码管显示关闭,开始启动A/D转换。等待启动结束后,将ADC0808的0号通道模拟量输入信号转换输出的数字量结果通过数码管动态显示的方式显示到三位数码管上。根据设计要求结合硬件电路,在输入模拟信号时采用电阻分压,最终的采样输入电压只有实际输入电压的十分之一,所以在编写程序中要编写一段数据调整程序,其中还应注意硬件显示电路采用了动态扫描显示,在动态扫描显示方式中,动态扫描的频率有一定的要求,频率太低,数码管LED将会出现闪烁现象,通常数码管点亮时间间隔一般均取5ms左右为宜,这就要求在编写程序时,使其点亮并保持一定
8、的时间。总结以上分析,程序流程图如图3-1,图3-2所示。主程序 初始化，驱动A/D转换 数码管LED显示 延时20ms 取 段 码 结 束 图3-1 主程序流程图开 始 地 址 指 针 设 置 取 段 码 段 码 左 移 一 位 输 出 一 位 段 码 输 出 一 个 移 位 脉 冲 取 段 码 结束 Y 图3-2 LED数码显示程序流程图3.2 程序编译设计 数字电压表由主程序，定时器中断子程序和显示子程序等组成。在KEIL软件中进行程序设计，如图3-3所示 图3-3 用KEIL软件编译和生成HEX文件 主程序主要包括初始化程序，A/D转换程序，数值转换程序组成。初始化程序对显示存储区清零
9、，同时设置定时器初值，工作方式和中断允许。数值转换程序的功能是将A/D转换后的数字量转换成可供显示的十进制非压缩BCD码，存入30H33H中，用KEIL软件编译程序和生成HEX文件。四 数字电压表的软件设计4.1 数字电压表的硬件电路数字电压表的硬件电路图由单片机最小系统，ADC0808数据采集电路和四位一体的共阳极显示电路构成，如图4-1所示。ADC0808数据采集电路的D0D7端与P1口相连，通道选择端ADDA，ADDB，ADDC直接接地，因此该电路道固定为INO。时钟信号CLOCK，启动信号START，转换结束信号EOC及输出允许信号OE分别接至P2.4P2.7端。共阳极显示电路的位选线
10、接至P2.0P2.3，段落接至P0口，AT89C51单片机的输出端口不足以驱动共阳极动态显示电路，可加三极管放大电路或74LS224，74LS373等集成芯片进行驱动。图4-1 数字电压表仿真图在软件中找到所需要的元件即可制作硬件电路图，数字电压表仿真电路元件清单如表4-1所示。表4-1 数字电压表元件清单序号元件名称规格数量151单片机AT89C51个2晶振12个3起振电容陶瓷电容个4复位电容，电解电容个5复位电容电阻个6转换器个7电阻,若干8可调电阻个9数码管共阳极四位一体数码管个4.2 C51单片机和数码管显示电路的接口设计利用单片机C51与ADC0808设计一个数字电压表,将模拟信号05V之间的直流电压值转换成数字量信号0FF,以两位数码管显示。
