單片機數(shù)字電壓表

1、數(shù)字電壓表姓 名 潘剛 所在學院 電子信息工程學院 專業(yè)班級 通信1105班 學 號 11214048 指導(dǎo)教師 付文秀 日 期 2013 年 12月 15日 一、實驗?zāi)康?：通過利用單片機設(shè)計簡易數(shù)字電壓表，使學生學會使用A/D轉(zhuǎn)換器進行電壓信號采集，了解A/D芯片TLC0832轉(zhuǎn)換性能及基本原理，掌握A/D轉(zhuǎn)換器與單片機的接口電路及編程技術(shù)。思考如何利用單片機和A/D實現(xiàn)多路電壓監(jiān)測系統(tǒng)，各路電壓值通過數(shù)碼管輪流顯示問題二、實驗內(nèi)容和要求：利用實驗平臺上的串行模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片及4位數(shù)碼管，設(shè)計完成一個數(shù)字電壓表。要求： 數(shù)字電壓表可測量05V輸入電壓，電壓值通過數(shù)碼管顯示。三、方案設(shè)計：使用

2、ADC0832模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片設(shè)計數(shù)字電壓表電路。該設(shè)計方案以單片機AT89S52為主控芯片，以ADC0832模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片為核心轉(zhuǎn)換模擬/數(shù)字量的芯片，組成數(shù)字電壓表電路。該電路能準確地測出所被測有效電壓值、附加四位顯示功能，可精確到有效電壓值為0.01V。四、設(shè)計流程圖 4.1總體設(shè)計流程圖4.2AD轉(zhuǎn)換關(guān)系設(shè)計流程圖五、軟硬件設(shè)計5.1 硬件電路設(shè)該設(shè)計的硬件電路由主控部分(單片機AT89S51)、采集模擬量部分（A/D轉(zhuǎn)換一路ADC0832）、顯示部分（四位八段數(shù)碼管）、電源部分由電腦USB（5V）供電4個部分組成。各部分之間相互協(xié)作，構(gòu)成一個統(tǒng)一的有機整體，實現(xiàn)數(shù)字電壓表的

3、功能。各部分的硬件電路設(shè)計如下。設(shè)計總電路圖見附錄一。5.2 單片機AT89S52外圍電路設(shè)計5.2.1復(fù)位電路設(shè)計MCS-51的復(fù)位輸入引腳RST為MCS-51提供了初始化的手段，可以使程序從指定處開始執(zhí)行，在MCS-51的時鐘電路工作后，只要RST引腳上出現(xiàn)超過兩個機器周期以上的高電平時，即可產(chǎn)生復(fù)位的操作，只要RST保持高電平，則MCS-51循環(huán)復(fù)位，只有單RET由高電平變成低電平以后，MCS-51才從0000H地址開始執(zhí)行程序，本系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位方式的復(fù)位電路。5.2.2外部晶振時鐘電路設(shè)計MCS-51的時鐘可以由兩種方式產(chǎn)生，一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路；另外一種為外部方式

4、，本論文根據(jù)實際需要和簡便，采用內(nèi)部振蕩方式，MCS-51內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端，這個放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成了一個自激振蕩器。MCS-51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外接元件，所以實際構(gòu)成的振蕩時鐘電路，外接晶振以及電容C1和C2構(gòu)成了并聯(lián)諧振電路接在放大器的反饋回路中，對接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響振蕩頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性，起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。晶振的頻率可在1.2MHZ12MHZ之間任選，電容C1和C2的典型值在20pf100pf之間選擇，由于

5、本系統(tǒng)用到定時器，為了方便計算，采用了12MHZ的晶振，采用電容選擇30pf。AT89S52具有在系統(tǒng)可編程功能，可以很方便的改寫單片機存儲器內(nèi)的程序不需要把芯片中從工作環(huán)境中剝離，把AT89S ISP下載口接入電路，可使電路實現(xiàn)該功能。AT89S52需要接入一個普通12MHz晶振，為其提供穩(wěn)定的時鐘脈沖。該設(shè)計中有4個八段數(shù)碼顯示管LED，所以，在單片機AT89S52外圍需要接入4個三極管來驅(qū)動數(shù)碼顯示管。單片機外圍電路的設(shè)計圖如圖： 5.3：ADC0832部分電路圖5. 4顯示設(shè)計八段數(shù)碼顯示管有兩種，一種是共陽數(shù)碼管，其內(nèi)部是由八個陽極相連接的發(fā)光二極管組成；另一種是共陰數(shù)碼管，其內(nèi)部是

6、由八個陰極相連接的發(fā)光二極管組成。二者原理不同但功能相同。本設(shè)計的時間顯示選用4個共陽八段數(shù)碼管LED，其外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4.3所示： 5.5 總體電路圖六、實驗程序#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code table= 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, 0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90, ;/共陽數(shù)碼管段碼表沒有小數(shù)點 09uchar code table1=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x

7、00,0x10;/帶小數(shù)點的編碼 09sbit ADCCLK=P10;/ADC0832時鐘端sbit DI=P11;/ADC0832數(shù)據(jù)輸入sbit DO=P11;/ADC0832數(shù)據(jù)輸出sbit ADCCS=P12;/ADC0832片選端uchar dat=0;/AD值uchar count=0;/定時器計數(shù)uchar CH=0;/通道變量uint num,ge,xiao1,xiao2,shi,shi1,ge1,xiao3,xiao4,dy;/*/*初始化函數(shù)*/void init()TMOD=0x01;/定時器0工作方式1TH0=0;/賦初值TL0=0;EA=1;/開總中斷TR0=1;/啟

8、動定時器0ET0=1;/開定時器0中斷/*延時函數(shù)*/void delay(uint x)uint a,b;for(a=x;a0;a-) for(b=110;b0;b-);/*AD轉(zhuǎn)換函數(shù)*/uint ADC0832()uint i,test,adval;adval=0;test=0;ADCCS=0; /選通ADC0832_nop_(); /延時ADCCLK=1;/第一個脈沖的上升沿_nop_(); /延時DI=1; /第一個脈沖下降沿之前ADC0832轉(zhuǎn)換啟動信號ADCCLK=0;/第一個脈沖的下降沿_nop_(); /延時ADCCLK=1;/第二個脈沖的上升沿_nop_(); /延時 if

9、(CH=0)/選通CH0通道 DI=1;/第二個脈沖下降之前送人通道選擇第二位 ADCCLK=0;/第二個下降沿 _nop_(); ADCCLK=1;/第三個脈沖上升沿 _nop_(); DI=0; /第三個脈沖下降沿之前送入通道選擇第3位 ADCCLK=0;/第三個脈沖的下降沿 _nop_(); ADCCLK=1;/開始第四個脈沖 _nop_(); else /選通CH1通道 DI=1; /第二個脈沖下降沿之前送通道選擇的第一位 ADCCLK=0; /第二個下降沿 _nop_(); ADCCLK=1; /第三個脈沖的上升沿 _nop_(); DI=1;/第三個脈沖的下降沿之前送通道通道選擇的

10、第二位 ADCCLK=0;/第三個脈沖的下降沿 _nop_(); ADCCLK=1;/開始第四個脈沖 _nop_(); ADCCLK=0;/第四個脈沖的下降沿 DO=1; for(i=0;i8;i+)/讀取前八位 _nop_(); ADCCLK=1; _nop_(); ADCCLK=0; if(DO) adval|=0x01; else adval|=0x00; for(i=0;i=1; if(DO) test|=0x80; else test|=0x08; _nop_(); ADCCLK=1; _nop_(); ADCCLK=0; if(adval=test)/比較前8位與后8位的數(shù)值，如果

11、不相同，舍去 dat=test; _nop_(); ADCCS=1;/釋放ADC0832 DO=1; ADCCLK=1; return dat;/*數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)*/void convdata(uint i)/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)shi=i/51;/十位ge=(i%51)*10/51;/小數(shù)點后一位xiao1=(i%51)*10%51)*10/51;/小數(shù)點后兩位dy=(shi*100+ge*10+xiao1)*2;shi1=dy/1000;ge1=dy%1000/100;xiao2=dy%100/10;xiao3=dy%10;/*顯示函數(shù)*/ void display()P2=0xfe;if(shi1

12、=0)P0=0xff;elseP0=tableshi1;delay(5);P2=0xfd;P0=table1ge1;delay(5);P2=0xfb;P0=tablexiao2;delay(5);P2=0xf7;P0=tablexiao3;delay(5);P2=0xff;/*主函數(shù)*/void main()init();while(1) convdata(dat); display(); /*中斷服務(wù)函數(shù)*/void T0_time() interrupt 1TH0=0x00;/賦初值TL0=0x00;num+;if(num=10) num=0; dat=ADC0832(); 七、總結(jié)本次實驗讓我對單片機有了更加深刻的理解，實驗中遇到了種種問題，從中我明白了從中我明白了不管做什么事,計劃是很重要的。沒有一個完好的計劃，做事情就會沒有一個好的順序，做事情會比較亂，很難成功。而有一個好的計劃，不管做什么事都會事半功倍，做事心中有數(shù)，明確重點和緩急，不會有疏漏。這樣才