數(shù)字電壓表畢業(yè)論文

1、武漢*大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文武漢*大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課題名稱：簡易數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)原理分析及功能實(shí)現(xiàn)完成期限： 2012 年 月 日至2012 年 月 日一、課題訓(xùn)練內(nèi)容(1) 培養(yǎng)學(xué)生收集資料、文獻(xiàn)檢索的能力，獲取新知識(shí)的能力；(2) 培養(yǎng)學(xué)生工程開發(fā)的能力，制定工作計(jì)劃和協(xié)調(diào)組織的能力；(3) 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)、理論，解決實(shí)際工程問題的能力；(4) 培養(yǎng)學(xué)生原理設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析或理論推導(dǎo)的能力；(5) 培養(yǎng)學(xué)生的思想、工作作風(fēng)及實(shí)際能力；(6) 培養(yǎng)學(xué)生撰寫文檔的能力；(7) 培養(yǎng)學(xué)生閱讀英語文獻(xiàn)的能力和翻譯的能力。二、設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)和要求(1) 利用8051單片機(jī)編制一個(gè)簡易

2、數(shù)字電壓表。要求測量最小分辨率為0.02v。(2) 檢測信號(hào)的電壓范圍：1mv2v。(3) 輸入信號(hào)的頻率范圍：10hz-2000khz。(4) 查閱相關(guān)資料，了解交流毫伏表的各種現(xiàn)實(shí)發(fā)法極其特點(diǎn)，并著重掌握交流 毫伏表的設(shè)計(jì)及顯示等。(5) 熟悉并掌握個(gè)芯片的功能極其管腳分。(6) 檢測設(shè)計(jì)電路中所需要的各種電子元器件。(7) 對(duì)設(shè)計(jì)的交流毫伏表進(jìn)行裝接與調(diào)試，要求設(shè)計(jì)的電路達(dá)標(biāo)。(8) 第四周前上交畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告一份。開題報(bào)告內(nèi)容與學(xué)校模板要求一致，字?jǐn)?shù)不少于2000字；經(jīng)指導(dǎo)教師檢查合格后才能進(jìn)行后續(xù)工作。(9) 完成原理設(shè)計(jì)，合理選擇模塊，繪制原理圖。完成軟件的編寫與設(shè)計(jì)，仿真結(jié)果。

3、(10) 學(xué)生在此期間應(yīng)定期與指導(dǎo)教師聯(lián)系，匯報(bào)設(shè)計(jì)進(jìn)展情況。(11) 每個(gè)學(xué)生必須獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，字?jǐn)?shù)不少于15000字。四、主要參考資料： 1 孫肖子.電子設(shè)計(jì)指南m.北京:高等教育出版社，2006. 2 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)m.北京:高等教育出版社. 3 歐陽文.atmel89系列單片機(jī)的原理與開發(fā)實(shí)踐m.中國電力出版社. 4 譚浩強(qiáng).c程序設(shè)計(jì)m.北京:清華大學(xué)出版社. 5 周責(zé)奎.控制儀表與計(jì)算機(jī)控制設(shè)置m.化學(xué)工業(yè)出版社. 6 李青.電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)m.浙江:科學(xué)技術(shù)出版社. 7 孫育才.新型at89s52系列單片機(jī)及其應(yīng)用m.北京:清華大學(xué)出版 社. 8 蔡美琴.mcs-51

4、系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用m.北京:高等教育出版社. 9 陳尚松.電子測量與儀器m.電子工業(yè)出版社. 10 苗紅霞.單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表的軟硬件設(shè)計(jì)j.河海大學(xué)常州分校 學(xué)報(bào)，2002，16.3. 武漢*大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題名稱簡易數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)原理分析及功能實(shí)現(xiàn)院系名稱專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名1、課題研究的目的和意義 數(shù)字電壓表（dvm，digital voltmeter）是一種利用數(shù)模轉(zhuǎn)換原理，將被測電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并將測量結(jié)果以數(shù)字形式顯示出來的電子測量儀器。一臺(tái)典型的直流數(shù)字電壓表主要由輸入電路、a/d轉(zhuǎn)換器?？刂七壿嬰娐贰Ｓ?jì)數(shù)器（或寄存器）、顯示器、以及電源電路等幾個(gè)部分組成。輸入

5、電路和a/d轉(zhuǎn)換器稱為模擬電路部分，而計(jì)數(shù)器。顯示器、控制邏輯電路統(tǒng)稱為數(shù)字電路部分。因此一臺(tái)數(shù)字電壓表除供電電源外，主要由模擬和數(shù)字兩大部分構(gòu)成。 數(shù)字儀表的特點(diǎn)： （1）數(shù)字顯示，讀數(shù)不存在視覺誤差。 （2）精確度一般較高，數(shù)字電工儀表由于沒有機(jī)電類儀表的可動(dòng)部分，所以機(jī)械摩擦，變形的影響極小，只要元器件的質(zhì)量、性能上沒問題，數(shù)字儀表是比較容易制成很高精準(zhǔn)度的儀表，比如深圳科立恒電子有限公司的生產(chǎn)的km顯示表精度都已經(jīng)達(dá)到了0.01%，代理的css系列產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到了十萬分之一的精確度，而目前一般機(jī)電類儀表精準(zhǔn)度達(dá)0.1%已很不容易，而數(shù)字儀表可輕易達(dá)到0.05%，目前有些數(shù)字儀表以達(dá)到0.

6、01%的精確度。 （3）靈敏度高。由于有些數(shù)字儀表內(nèi)多設(shè)有各種放大線路或器件，所以可測量較小的信號(hào)，如1mv左右的電壓信號(hào)，1ma左右的電流信號(hào)號(hào)、0.01hz的頻率信號(hào) 。 （4) 輸入阻抗高。數(shù)字儀表一般本身有工作電源，除測量電流外，一般阻抗都可以制得較高，使在測量時(shí)對(duì)被測物理量影響很小。 （5) 使用方便。特別是實(shí)驗(yàn)室用便攜式、臺(tái)式儀表，可制成多量程（目前有-19999999 顯示量程的km表系），多功能儀表（可測量電流電壓頻率功率線速轉(zhuǎn)速）。 （6）性價(jià)比高 （7）抗干擾性能教差，由于數(shù)字儀表靈敏度高，其副作用就是抗干擾性能差外磁場和電場等變化容易引起讀數(shù)變化，為了解決這一現(xiàn)象；深圳科

7、立恒公司，在技術(shù)方面投入巨資，應(yīng)用先進(jìn)的表面貼裝工藝和電磁隔離技術(shù)，弧型設(shè)計(jì)面板確保儀表的長期穩(wěn)定。 （8）數(shù)字儀表的精確度，表示方法不同于指針式儀表，數(shù)字儀表一般多以上量限或讀數(shù)值為基準(zhǔn)值的百分?jǐn)?shù)再加上幾個(gè)數(shù)字來表示該表的精確度，比如km系列數(shù)顯儀表，系統(tǒng)精度0.1%(直流)，0.2%（交流）滿刻度字。一般多功能，多量程的數(shù)字多用表的各功能、量程檔位不同時(shí)，精確度也不一樣。2、所屬領(lǐng)域的現(xiàn)狀，及發(fā)展?fàn)顩r： 20世紀(jì)50年代初期，儀器儀表取得了重大突破，數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)使各種數(shù)字儀器得以問世，把模擬儀器的準(zhǔn)確度、分辨率與測量速度提高了幾個(gè)量級(jí)，為實(shí)現(xiàn)測試自動(dòng)化打下了良好的基點(diǎn)。60年代中期，測量

8、技術(shù)又一次取得了進(jìn)展，計(jì)算機(jī)的引入，使儀器的功能發(fā)生了質(zhì)的變化，從個(gè)別電量的測量轉(zhuǎn)變成測量整個(gè)系統(tǒng)的待征參數(shù)，從單純的接收、顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂?、分析、處理、?jì)算與顯示輸出，從用單個(gè)儀器進(jìn)行測量轉(zhuǎn)變成用測量系統(tǒng)進(jìn)行測量。70年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)在儀器儀表中的進(jìn)一步滲透，使電子儀器在傳統(tǒng)的時(shí)域與頻域之外，又出現(xiàn)了數(shù)據(jù)域（dat domain）測試。80年代，由于微處理器被用到儀器中，儀器前面板開始朝鍵盤化方向發(fā)展，過去直觀的用于調(diào)節(jié)時(shí)基或幅度的旋轉(zhuǎn)度盤，選擇電壓電流等量程或功能的滑動(dòng)開關(guān)，通、斷開關(guān)鍵已經(jīng)消失。測量系統(tǒng)的主要模式，是采用機(jī)柜形式，全部通過ieee-488總線送到一個(gè)控制品上。測試時(shí)，可用豐

9、富的basic語言程序來高速測試。不同于傳統(tǒng)獨(dú)立儀器模式的個(gè)人儀器已經(jīng)得到了發(fā)展。90年代，儀器儀表與測量科學(xué)進(jìn)步取得重大的突破性進(jìn)展。這個(gè)進(jìn)展的主要標(biāo)志是儀器儀表智能化程度的提高。突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：微電子技術(shù)的進(jìn)步將更深刻地影響儀器儀表的設(shè)計(jì)：dsp芯片的大量問世，使儀器儀表數(shù)字信號(hào)處理功能大大加強(qiáng)；微型機(jī)的發(fā)展，使儀器儀表具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力；圖像處理功能的增加十分普遍；vxi總線得到廣泛的應(yīng)用。 科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不斷對(duì)儀器儀表提出更高更新的要求。儀器儀表電流傳感器current sensor 的發(fā)展趨勢(shì)是不斷利用新的工作原理和采用新材料及新的元器件，例如利用超聲波、微波、射線、紅外

10、線、核磁共振、超導(dǎo)、激光等原理和采用各種新型半導(dǎo)體敏感元件、集成電路、集成光路、光導(dǎo)纖維等元器件。其目的是實(shí)現(xiàn)儀器儀表的小型化，減輕重量、降低生產(chǎn)成本和更便于使用與維修等。另一重要的趨勢(shì)是通過微型計(jì)算機(jī)的使用來提高儀器儀表的性能，擔(dān)高儀器儀表本身自動(dòng)化、智能化程度和數(shù)據(jù)處理能力。儀器儀表不僅供單項(xiàng)使用，而且可能過標(biāo)準(zhǔn)接口和數(shù)據(jù)通道與電子計(jì)算機(jī)結(jié)合起來，組成各種測試控制管理綜合系統(tǒng)，滿足更高的要求。 工業(yè)自動(dòng)化儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動(dòng)化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成自動(dòng)化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)

11、字儀表比例達(dá)到60%以上。3、 課題的研究內(nèi)容和手段根據(jù)數(shù)字電壓表的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)可以有至少兩種設(shè)計(jì)方案由數(shù)字電路及芯片構(gòu)建、由單片機(jī)系統(tǒng)及a/d轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建由數(shù)字電路及芯片構(gòu)建方案是由模擬電路與數(shù)字電路兩大部分組成，模擬部分包括輸入放大器、a/d 轉(zhuǎn)換器和基準(zhǔn)電壓源；數(shù)字部分包括計(jì)數(shù)器，譯碼器，邏輯控制器，振蕩器和顯示器。由單片機(jī)系統(tǒng)及a/d轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建方案的原理是模數(shù)(a/d)轉(zhuǎn)換芯片的基準(zhǔn)電壓端，被測量電壓輸入端分別輸入基準(zhǔn)電壓和被測電壓。模數(shù)(a/d)轉(zhuǎn)換芯片將被測量電壓輸入端所采集到的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，然后通過對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行軟件編程，使單片機(jī)系統(tǒng)能按規(guī)定的時(shí)序來采集

12、這些數(shù)字信號(hào)，通過一定的算法計(jì)算出被測量電壓的值。最后單片機(jī)系統(tǒng)將計(jì)算好了的被測電壓值按一定的時(shí)序送入顯示電路模塊加以顯示。最終通過對(duì)兩種方案的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)的驗(yàn)證對(duì)比以確定最佳方案。4、課題的研究方法及步驟： （1) 確定此課題的研究意義與可行性。由于頻率合成技術(shù)的重要性與應(yīng)用廣 泛，該課題的研究十分有意義。 （2) 查找關(guān)于頻率合成技術(shù)的發(fā)展歷史的資料及相關(guān)知識(shí)，查找關(guān)于頻率合 成技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域的各項(xiàng)知識(shí)進(jìn)行分析研究。 （3) 總結(jié)該研究涉及到的知識(shí)并進(jìn)行溫習(xí)。熟悉所應(yīng)用到的軟件。 （4) 動(dòng)手設(shè)計(jì)電路原理圖，進(jìn)行電路硬件和軟件的設(shè)計(jì)。 （5) 仿真進(jìn)行下載與調(diào)試。 （6) 理清思路，總結(jié)實(shí)驗(yàn)

13、，寫報(bào)告。5、參考文獻(xiàn) 1 孫肖子.電子設(shè)計(jì)指南m.北京:高等教育出版社，2006. 2 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)m.北京:高等教育出版社. 3 歐陽文.atmel89系列單片機(jī)的原理與開發(fā)實(shí)踐m.中國電力出版社. 4 譚浩強(qiáng).c程序設(shè)計(jì)m.北京:清華大學(xué)出版社. 5 周責(zé)奎.控制儀表與計(jì)算機(jī)控制設(shè)置m.化學(xué)工業(yè)出版社. 6 李青.電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)m.浙江:科學(xué)技術(shù)出版社. 7 孫育才.新型at89s52系列單片機(jī)及其應(yīng)用m.北京:清華大學(xué)出版 社. 8 蔡美琴.mcs-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用m.北京:高等教育出版社. 9 陳尚松.電子測量與儀器m.電子工業(yè)出版社. 10 苗紅霞.單片機(jī)實(shí)現(xiàn)

14、數(shù)字電壓表的軟硬件設(shè)計(jì)j.河海大學(xué)常州分校 學(xué)報(bào)，2002，16.3. 指導(dǎo)教師簽名： 2012 年 月 日摘 要本文是基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)，將模擬電壓量直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，用數(shù)碼管來顯示。首先，介紹了數(shù)字電壓表的特點(diǎn)。其次，介紹了數(shù)字電壓表的兩種設(shè)計(jì)方案以及在該設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)方案和各元器件的選擇，并對(duì)各元器件做了簡單的介紹；然后對(duì)設(shè)計(jì)方案做了整體介紹，其基本原理是，模擬電壓量經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，送入單片機(jī)進(jìn)行處理。最后輸出的數(shù)據(jù)在經(jīng)過線路驅(qū)動(dòng)器送入數(shù)碼管顯示電壓大小。最后介紹了程序流程，并用keil和protues聯(lián)機(jī)調(diào)試進(jìn)行仿真。調(diào)試完成之后進(jìn)行硬件焊接，測試并進(jìn)行行改進(jìn)。關(guān)鍵

15、字：單片機(jī)；a/d轉(zhuǎn)換；數(shù)碼顯示；數(shù)據(jù)處理；硬件焊接 abstract this paper is the digital voltmeter design based on the single chip microcomputer , the simulation of voltage directly converted into digital quantity which is displayed by digital pipe .firstly，it introduced the characteristics of the digital voltmeter , secondly

16、 , it recommended two design schemes and how to choice the design scheme and components in the design ,and also it introduced several components ; fourthly, it is doing a complete design scheme introduction , its basic principle is that simulation voltage quantity converted into digital quantity aft

17、er a/d conversion chip, and imported into single chip for processing. the last of the output data is displayed by digital tube after decode direct drive. finally ,it introduced program designing with the assembly language , and did the online adjustment simulation using protues and keil . after the

18、commissioning , i welded ,tested and improved the hardware . keywords: microcomputer; a/d conversion; displayed in number; data processing; hardware weld目 錄1 數(shù)字電壓表 11.1 數(shù)字電壓表簡介11.2 數(shù)字電壓表的優(yōu)點(diǎn)11.3 數(shù)字電壓表發(fā)展趨勢(shì)11.4 設(shè)計(jì)平臺(tái)21.4.1 keil c51開發(fā)平臺(tái)21.4.2 protel dxp 2004設(shè)計(jì)軟件32 簡易數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)簡介42.1 設(shè)計(jì)背景42.2 設(shè)計(jì)意義53 數(shù)字電壓設(shè)計(jì)的兩

19、種方案63.1 由數(shù)字電路及芯片構(gòu)建63.2 由單片機(jī)系統(tǒng)及 a/d 轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建64 總體方案設(shè)計(jì)74.1 設(shè)計(jì)要求74.2 設(shè)計(jì)思路74.3 設(shè)計(jì)方案85 硬件簡介85.1 本設(shè)計(jì)單片機(jī)的選擇85.1.1常用單片機(jī)的特點(diǎn)比較本85.1.2 單片機(jī)的選擇85.1.3 stc89c52單片機(jī)介紹95.2 本設(shè)計(jì)顯示器件選擇135.2.1 常用顯示器件簡介135.2.2 顯示器件的選擇155.2.3 led 介紹155.3 本設(shè)計(jì)a/d芯片介紹175.3.1 常用的a/d芯片介紹175.3.2 adc0809芯片介紹176 接口電路196.1 顯示電路196.2 adc0809與單片機(jī)接口電路2

20、07 具體設(shè)計(jì)思路217.1 技術(shù)要求217.2 設(shè)計(jì)方案218 硬件電路系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)228.1 總電路模塊228.2 硬件系統(tǒng)電路簡介229 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)259.1 主程序259.2 a/d轉(zhuǎn)換子程序259.3 顯示子程序2510 調(diào)試及性能分析2610.1 調(diào)試與測試2610.2 性能分析27總結(jié)28參考文獻(xiàn)29程序清單英文資料中文翻譯致 謝1 數(shù)字電壓表1.1 數(shù)字電壓表簡介 在電量的測量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個(gè)被測量，其中電壓量的測量最為經(jīng)常。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是經(jīng)常需要測量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓表就成為一種必不可少的測量儀器。數(shù)字電壓表（digital volt

21、meter）簡稱dvm，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。與此同時(shí)，由dvm擴(kuò)展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術(shù)提高到嶄新水平。目前，由各種單片a/d 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域，示出強(qiáng)大的生命力理。1.2 數(shù)字電壓表的優(yōu)點(diǎn) 傳統(tǒng)的指針式刻度電壓表功能單一，精度低，容易引起視覺疲勞，因而不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需要。采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，將連續(xù)的模擬量如直流電壓轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的離散的數(shù)字形式并加以顯示，從而精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)

22、、集成方便，還可與pc實(shí)時(shí)通信。數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心與基礎(chǔ)。以數(shù)字電壓表為核心，可以擴(kuò)展成各種通用數(shù)字儀表、專用數(shù)字儀表及各種非電量的數(shù)字化儀表。目前，由各種單片機(jī)和a/d轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表作全面深入的了解是很有必要的。最近的幾十年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、集成電路（ic）和微處理器技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路和數(shù)字化測量技術(shù)也有了巨大的進(jìn)步，從而促使了數(shù)字電壓表的快速發(fā)展，并不斷出現(xiàn)新的類型。數(shù)字電壓表從1952年問世以來，經(jīng)歷了不斷改進(jìn)的過程，從最早采用繼電器、電子管和形式發(fā)展到了現(xiàn)在的全固態(tài)化、集成化（ic化），另一方面，精度也從0.01%到0.005%。1.3 數(shù)字電壓表發(fā)展趨勢(shì) 目

23、前，數(shù)字電壓表的內(nèi)部核心部件是a/d轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換的精度很大程度上影響著數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度，因而，以后數(shù)字電壓表的發(fā)展就著眼在高精度和低成本這兩個(gè)方面。a/d轉(zhuǎn)換器分成四種：計(jì)數(shù)式a/d轉(zhuǎn)換器、雙積分式a/d轉(zhuǎn)換器、逐次逼近式a/d轉(zhuǎn)換器和并行式a/d轉(zhuǎn)換器。 目前最常用的是雙積分式a/d轉(zhuǎn)換器和逐次逼近式a/d轉(zhuǎn)換器，其中雙積分式a/d轉(zhuǎn)換器的主要優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾性能好，價(jià)格便宜。但是其轉(zhuǎn)換速度慢，因此這種轉(zhuǎn)換器這種轉(zhuǎn)換器主要用于速度要求不高的場合。而逐次逼近式a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度快，但精度相對(duì)較差。因此未來的a/d轉(zhuǎn)換器將兼顧精度和速度，成本也會(huì)隨著集成電路的發(fā)展而降低。1.4 設(shè)計(jì)

24、平臺(tái)1.4.1 keil c51開發(fā)平臺(tái)keil軟件是目前最流行開發(fā)mcs-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持keil即可看出。keil提供了包括c編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。運(yùn)行keil軟件需要pentium或以上的cpu，16mb或更多ram、20m以上空閑的硬盤空間、win98、nt、win2000、winxp等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用c語言編程，那么keil幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而

25、你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用c語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。 c51工具包的整體結(jié)構(gòu)較為豐富，其中uvision與ishell分別是c51 for windows和for dos的集成開發(fā)環(huán)境(ide)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用ide本身或其它編輯器編輯c或匯編源文件。然后分別由c51及c51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.obj)。目標(biāo)文件可由lib51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)l51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.abs)。abs文件由oh51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的hex文件，以供調(diào)試器

26、dscope51或tscope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如eprom中。使用獨(dú)立的keil仿真器時(shí)，注意事項(xiàng) ，仿真器標(biāo)配11.0592mhz的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。仿真芯片的31腳（/ea）已接至高電平，所以仿真時(shí)只能使用片內(nèi)rom，不能使用片外rom；但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴(kuò)展有外部rom（其cpu的/ea引腳接至低電平）的目標(biāo)系統(tǒng)中使用。1.4.2 protel dxp 2004設(shè)計(jì)軟件 a

27、ltium公司作為eda領(lǐng)域里的一個(gè)領(lǐng)先公司，在原來protel 99se的基礎(chǔ)上，應(yīng)用最先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)方法，率先推出了一款基于windows2000和windows xp操作系統(tǒng)的eda設(shè)計(jì)軟件protel dxp。 protel dxp在前版本的基礎(chǔ)上增加了許多新的功能。新的可定制設(shè)計(jì)環(huán)境功能包括雙顯示器支持，可固定、浮動(dòng)以及彈出面板，強(qiáng)大的過濾和對(duì)象定位功能及增強(qiáng)的用戶界面等。protel dxp是第一個(gè)將所有設(shè)計(jì)工具集于一身的板級(jí)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，電子設(shè)計(jì)者從最初的項(xiàng)目模塊規(guī)劃到最終形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以按照自己的設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)。protel dxp運(yùn)行在優(yōu)化的設(shè)計(jì)瀏覽器平臺(tái)上，并且具備當(dāng)今所有先進(jìn)

28、的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，能夠處理各種復(fù)雜的pcb設(shè)計(jì)過程。通過設(shè)計(jì)輸入仿真、pcb繪制編輯、拓?fù)渥詣?dòng)布線、信號(hào)完整性分析和設(shè)計(jì)輸出等技術(shù)融合，protel dxp提供了全面的設(shè)計(jì)解決方案。 protel dxp2004是altium公司于2004年推出的最新版本的電路設(shè)計(jì)軟件，該軟件能實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)，頂層設(shè)計(jì)直到輸出生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及這之間的所有分析驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的管理。當(dāng)前比較流行的 protel 98、 protel 99 se，就是它的前期版本。 protel dxp 2004已不是單純的pcb（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是由多個(gè)模塊組成的系統(tǒng)工具，分別是sch（原理圖）設(shè)計(jì)、sch（原理圖）仿真、pcb（

29、印制電路板）設(shè)計(jì)、auto router（自動(dòng)布線器）和fpga設(shè)計(jì)等，覆蓋了以pcb為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。該軟件將項(xiàng)目管理方式、原理圖和pcb圖的雙向同步技術(shù)、多通道設(shè)計(jì)、拓樸自動(dòng)布線以及電路仿真等技術(shù)結(jié)合在一起，為電路設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的支持。與較早的版本protel99相比， protel dxp 2004不僅在外觀上顯得更加豪華、人性化，而且極大地強(qiáng)化了電路設(shè)計(jì)的同步化，同時(shí)整合了vhdl和fpga設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其功能大大加強(qiáng)了。2 簡易數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)簡介數(shù)字電壓表(digital voltmeter)簡稱dvm，作為智能儀表的一種，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量(直流輸入電壓)轉(zhuǎn)化成

30、不連續(xù)，離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表，傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一，精度低，不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需求采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，精度高，抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)，集成方便。目前，由各種單片a/d轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的說字電壓表，已經(jīng)被廣泛用于電子及電工測量，工業(yè)自動(dòng)化儀表，自動(dòng)測量系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。2.1 設(shè)計(jì)背景數(shù)字電壓表在1952年由美國nls公司首次創(chuàng)造，它剛開始是4位，50多年來，數(shù)字電壓表有了不斷的進(jìn)步和提高。數(shù)字電壓表是從電位差計(jì)的自動(dòng)化過程中研制成 功的。開始是4位數(shù)碼顯示，然后是5位、6位顯示，而現(xiàn)在發(fā)展到7位、8位數(shù)碼顯示；從最初的一兩種類型發(fā)展到原理不同的幾十種類

31、型；從最早的采用繼電器、電子 管發(fā)展到全晶體管、集成電路、微處理器化；從一臺(tái)儀器只能測1-2 種參數(shù)到能測幾十種參數(shù)的多用型；顯示器件也從輝光數(shù)碼管發(fā)展到等離子體管、發(fā)光二極管、液晶顯示器等。數(shù)字電壓表的體積和功耗越來越小，重量不斷變輕，價(jià)格也逐步下降，可靠性越來越高，量程范圍也逐步擴(kuò)大。數(shù)字電壓表出現(xiàn)在50年代初，60 年代末發(fā)起來的電壓測量儀表。簡稱dvm，它采用的是數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量，也就是連續(xù)的電壓值轉(zhuǎn)變?yōu)椴贿B續(xù)的數(shù)字量，加以數(shù) 字處理然后再通過顯示器件顯示。這種電子測量的儀表之所以出現(xiàn)，一方面是由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用逐漸推廣到系統(tǒng)的自動(dòng)控制信實(shí)驗(yàn)研究的領(lǐng)域，提出了將各種被觀

32、察量或被控制量轉(zhuǎn)換成數(shù)碼的要求，即為了實(shí)時(shí)控制及數(shù)據(jù)處理的需要；另一方面，也是電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，帶動(dòng)了脈沖數(shù)字電路技術(shù)的進(jìn)步，為數(shù)字化儀表的出現(xiàn)提供了條件。所以，數(shù)字化測理儀表的產(chǎn)生與發(fā)展與電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展是密切相關(guān)的；同時(shí)，為革新電子測量中的煩鎖和陳舊方式也催促了它的飛速發(fā)展。如今，它又成為向智能化儀表發(fā)展的必要橋梁。如今，數(shù)字電壓表已絕大部分已取代了傳統(tǒng)的模擬指針式電壓表。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的模擬指針式電壓表功能單一，精度低，讀數(shù)的時(shí)候也非常不方便，很容易出錯(cuò)。而采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表由于測量精度高，速度快，讀數(shù)時(shí)也非常的方便，抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛的應(yīng)用于電子及電工的測量，工業(yè)自動(dòng)

33、化儀表，自動(dòng)測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。 數(shù)字電壓表最初是伺服步進(jìn)電子管比較式，其優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度比較高，但是采樣速度慢，重量達(dá)幾十公斤，體積大，繼之出現(xiàn)了斜波式電壓表，它的速度方面稍有提高，但是準(zhǔn)確度低，穩(wěn)定性差，再后來出現(xiàn)了比較式儀表改進(jìn)逐次漸近式結(jié)構(gòu)，它不僅保持了比較式準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，而且速度也有了很大的提高，但它有一缺點(diǎn)是抗干擾能力差，很容易受到外界各種因素的影響。隨后，在斜波式的基礎(chǔ)上雙引伸出階梯波式，它的唯一的進(jìn)步是成本降低了，可是準(zhǔn)確寬，速以及抗干擾能力都未能提高。而現(xiàn)在，數(shù)字電壓表的發(fā)展已經(jīng)是非常的成熟，就原理來講，它從原來的一二種已發(fā)展到多種,在功能上講，則從測

34、單一參數(shù)發(fā)展到能測多種參數(shù)；從制作元件來看，發(fā)展到了集成電路，準(zhǔn)確度已經(jīng)有了很大的提高；讀數(shù)每秒幾萬次，而相對(duì)以前，它的價(jià)格也有了降低了很多。目前實(shí)現(xiàn)電壓數(shù)字化測量的方法仍然模-數(shù) (a/d)轉(zhuǎn)換的方法，而數(shù)字電壓表種類繁多，型號(hào)新異，目前國際仍未有統(tǒng)一的分類方法，而常用的分類方法有如下幾種:(1) 按用途來分：有直流數(shù)字電壓表，交直流數(shù)字電壓表，交直流萬用表等。(2) 按顯示位數(shù)來分：有4位，5位，6位，7位，8位等。 (3) 按測量速度來分：有低準(zhǔn)確度，中準(zhǔn)確度，高準(zhǔn)確度等。(4) 按測量速度來分：有低速,中速，高速，超高速等。 但在日常生活中，數(shù)字電壓表一般是按照原理不同進(jìn)行分類的，目前

35、大致分為以下幾類：比較式，電壓時(shí)間變換式，積分式等。在電量的測量中，壓電流和頻率是最基本的三個(gè)被測量。其中，電壓所以數(shù)字電壓表就成 為一種必不可少的測量儀器。另外，由于數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準(zhǔn)確方便，精度高，誤差小，靈敏度高和分辨率高，測量速度快等特點(diǎn)而倍受用戶青睞，數(shù)字式電壓表就是基于這種需求而發(fā)展起來的，是一種必不可少的電子測量儀表。2.2 設(shè)計(jì)意義這個(gè)課題的目的和意義在于使自己掌握對(duì)數(shù)字電壓表的理解，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表與仿真，它可以廣泛的應(yīng)用于電壓測量外，通過各種變換器還可以測量其他電量和非電量，測量是一種認(rèn)識(shí)過程，就是用實(shí)驗(yàn)的方法將被測量和被選用的相同參量進(jìn)行比較， 從而確定它的大小。

36、 dvm廣泛應(yīng)用于測量領(lǐng)域每期測量的準(zhǔn)確度和可信度取決于它的主要性能和技術(shù)指標(biāo)。所示我們要學(xué)習(xí)和掌握如何設(shè)計(jì)dvm就顯得十分重要。3 數(shù)字電壓設(shè)計(jì)的兩種方案設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表有多種的設(shè)計(jì)方法，方案是多種多樣的，由于大規(guī)模集成電路數(shù)字芯片的高速發(fā)展，各種數(shù)字芯片品種多樣，導(dǎo)致對(duì)模擬數(shù)據(jù)的采集部分的不一致性，進(jìn)而又使對(duì)數(shù)據(jù)的處理及顯示的方式的多樣性。又由于在現(xiàn)實(shí)的工作生活中，電壓表的測量測程范圍是比較大的，所以必須要對(duì)輸入電壓作分壓處理，而各個(gè)數(shù)據(jù)處理芯片的處理電壓范圍不同，則各種方案的分段也不同。下面介紹兩種數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)方案。3.1 由數(shù)字電路及芯片構(gòu)建這種設(shè)計(jì)方案是由模擬電路與數(shù)字電路兩大部分

37、組成，模擬部分包括輸入放大器。a/d 轉(zhuǎn)換器和基準(zhǔn)電壓源；數(shù)字部分包括計(jì)數(shù)器，譯碼器，邏輯控制器，振蕩器和顯示器。其中，a/d轉(zhuǎn)換器是它的核心器件，它將輸入的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。模擬電路和數(shù)字電路是相互聯(lián)系的，由邏輯控制電路產(chǎn)生控制信號(hào)，按規(guī)定的時(shí)序?qū)/d轉(zhuǎn)換器中各組模擬開關(guān)接通或斷開，保證a/d轉(zhuǎn)換正常進(jìn)行。a/d轉(zhuǎn)換結(jié)果通過計(jì)數(shù)譯碼電路變換成段碼，最后驅(qū)動(dòng)顯示器顯示出相應(yīng)的數(shù)值。此方案設(shè)計(jì)其優(yōu)點(diǎn)是，設(shè)計(jì)成本低，能夠滿足一般的電壓測量。但設(shè)計(jì)不靈活，都是采用純硬件電路，很難將其在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。3.2 由單片機(jī)系統(tǒng)及 a/d 轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建這種方案是利用單片機(jī)系統(tǒng)與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，顯示模

38、塊等的結(jié)合構(gòu)建數(shù)字電壓表。由于單片機(jī)的發(fā)展已經(jīng)成熟，利用單片機(jī)系統(tǒng)的軟硬件結(jié)合，可以組裝出來。此方案的原理是模數(shù)(a/d)轉(zhuǎn)換芯片的基準(zhǔn)電壓端，被測量電壓輸入端分別輸入基準(zhǔn)電壓和被測電壓。模數(shù)(a/d)轉(zhuǎn)換芯片將被測量電壓輸入端所采集到的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，然后通過對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行軟件編程，使單片機(jī)系統(tǒng)能按規(guī)定的時(shí)序來采集這些數(shù)字信號(hào)，通過一定的算法計(jì)算出被測量電壓的值。最后單片機(jī)系統(tǒng)將計(jì)算好了的被測電壓值按一定的時(shí)序送入顯示電路模塊加以顯示。此方案不僅能夠繼承上一種方案的各種優(yōu)點(diǎn)，還能改進(jìn)上一種設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)不靈活，難于在原基礎(chǔ)上進(jìn)行功能擴(kuò)展等不足。4 總體方案設(shè)計(jì)4.1 設(shè)計(jì)要

39、求 以單片機(jī)為核心器件，組成一個(gè)簡單的直流數(shù)字電壓表。 能夠測量0-5v之間的直流電壓值。 要求能在4位led數(shù)碼管上輪流顯示或單路選擇顯示。測量的最小分辨率為 1.019v，測量誤差為0.02v。 盡量使用較少的元器件。 4.2 設(shè)計(jì)思路 由上述可知，由單片機(jī)和a/d轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建的的方案優(yōu)勢(shì)明顯，本次設(shè)計(jì)也是選擇了該方案。 根據(jù)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)本次設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心的電壓測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)以單片機(jī)和a/d轉(zhuǎn)換器核心內(nèi)件，能夠在單片機(jī)的控制下監(jiān)測八路的輸入電壓值，用8位串行a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行0-5v量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換，并且測量的電壓值可通過三位數(shù)碼管顯示，同時(shí)用一位數(shù)碼管顯示選擇通道。時(shí)鐘電路 復(fù)位

40、電路a/d轉(zhuǎn)換測量電壓輸入顯示單片機(jī) p1 p3 p0 p2 p0 圖4-1 數(shù)字電壓表總體設(shè)計(jì)方框圖4.3 設(shè)計(jì)方案 硬件電路設(shè)計(jì)由6個(gè)部分組成: a/d轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、顯示系統(tǒng)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路以及測量電壓輸入電路。硬件電路設(shè)計(jì)框圖如圖4-1所示。5 硬件簡介5.1 本設(shè)計(jì)單片機(jī)的選擇5.1.1常用單片機(jī)的特點(diǎn)比較本在這一設(shè)計(jì)中，我們涉及到了一個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)模塊單片機(jī)系統(tǒng)模塊，而目前單片機(jī)的種類是很繁多的，主要有主流的8位單片機(jī)和高性能的32位單片機(jī)，結(jié)合本設(shè)計(jì)各方面因素，8位單片機(jī)對(duì)于本設(shè)計(jì)已經(jīng)是綽綽有余了，但將用哪一種類8的單片機(jī)呢？在這里，不得不先簡單的介紹一下幾種常用的8位單片機(jī)。

41、單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)51 系列單片機(jī)，avr單片機(jī)，pic單片機(jī)。應(yīng)用最廣的8位單片機(jī)還是intel的51系列單片機(jī)。51系列單片機(jī)的特點(diǎn)是：硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產(chǎn)歷史悠久，世界有許多芯片公司都買了51的芯片核心專利技術(shù)，并在其基礎(chǔ)上擴(kuò)充其性能，使得芯片的運(yùn)行速度變得更快，性價(jià)比更高。 avr 單片機(jī)是atmel公司推出較新的單片機(jī)，它的顯著特點(diǎn)是：高性能，低功能，高速度，指令單周期為主，但性格方面比51單片機(jī)要高。有專門的i/o方向寄存器。雖然有轉(zhuǎn)強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)電壓，但i/o口使用不比51單片機(jī)方便。pic單片機(jī)系列是美國微芯公司的產(chǎn)品，

42、也是市面上增長最快的單片機(jī)之一，屬精簡指令集單片機(jī)，其特點(diǎn)是：高速度，高性能，但在性格方面比51單片機(jī)要高，也有專門的,i/o方向寄存器，i/o 口使用不比 51單片機(jī)方便。 5.1.2 單片機(jī)的選擇本設(shè)計(jì)中選用是51系列的at89c52，它是低電壓，低功耗，高性能的cmos8 位單片機(jī)，片內(nèi)含8kb的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器和256b的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，2個(gè) i/o 口線, 3 個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路，并與 mcs-51系列單片機(jī)兼容。在設(shè)計(jì)中，單片機(jī)起著連接硬件電路與程序運(yùn)行及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任務(wù)，一方面，它將 a/d 轉(zhuǎn)換器。顯示器和語音芯片等通過i/o口地址線和數(shù)

43、據(jù)線連接起來；另一方面， 它將用戶下載的程序通過控制總線控制數(shù)據(jù)的輸入輸出，從而實(shí)現(xiàn)冊(cè)電壓的功能。圖5-1單片機(jī)總控制電路5.1.3 stc89c52單片機(jī)介紹stc89c52是一種帶8k字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器（fperom-flash programable and erasable read only memory ）的低電壓，高性能comos8的微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用atmel搞密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。單片機(jī)總控制電路如圖5-1所示。(1) 時(shí)鐘電路stc89c52內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳rx

44、d和txd分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖5-2 (a) 所示，在rxd和txd引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.212mhz之間選擇，電容值在530pf之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。外部方式的時(shí)鐘電路如圖5-2（b）所示，rxd接地，txd接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12mhz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘p1和p2，供單片機(jī)使用。rxd接地，txd接外部振蕩

45、器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12mhz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘p1和p2，供單片機(jī)使用。 （a）內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 （b）外部方式時(shí)鐘電路圖5-2 時(shí)鐘電路rxd接地，txd接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12mhz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘p1和p2，供單片機(jī)使用。(2) 復(fù)位及復(fù)位電路 a、復(fù)位操作復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把pc初始化為0000h，使單片機(jī)從0000h單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行

46、出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。除pc之外，復(fù)位操作還對(duì)其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表5-1所示。 b、復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生rst引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩周期(即二個(gè)機(jī)器周期)以上。若使用頗率為6mhz的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過4us才能完成復(fù)位操作。產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖5-3所示。 表5-1一些寄存器的復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)pc0000htcon00hacc00htl000hpsw00hth000hsp07htl100hdptr0000hth100hp0-p3ffhscon0

47、0hipxx000000bsbuf不定ie0x000000bpcon0xxx0000btmod00h 圖5-3復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)(rst)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的s5p2時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位相按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 5-4（a）所示。這佯，只要電源vcc的上升時(shí)間不超過1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵

48、電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與vcc電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖5-4（b）所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用rc微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖5-4（c）所示。（a）上電復(fù)位 （b）按鍵電平復(fù)位 （c）按鍵脈沖復(fù)位圖5-4復(fù)位電路上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于6mhz晶振，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期。本系統(tǒng)的復(fù)位電路采用圖5-4（b）上電復(fù)位方式。 stc89c52具體介紹如下： 主電源引腳（2根） vcc(pin40)：電源輸入，接5v電源 gnd(pin20)：接地線 外接晶振引腳（2根） xtal1(pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 xtal2(pin20)

49、：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 控制引腳（4根） rst/vpp(pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù) 位。ale/prog(pin30)：地址鎖存允許信號(hào)psen(pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)ea/vpp(pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指 令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。 可編程輸入/輸出引腳（32根）表5-2 stc89c52主要功能主要功能特性兼容mcs51指令系統(tǒng)8k可反復(fù)擦寫flash rom32個(gè)雙向i/o口256x8bit內(nèi)部ram3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率0-24mhz2個(gè)串行中斷可編程uart

50、串行通道2個(gè)外部中斷源共6個(gè)中斷源2個(gè)讀寫中斷口線3級(jí)加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 stc89c52單片機(jī)有4組8位的可編程i/o口，分別位p0、p1、p2、p3口，每 個(gè)口有8位（8根引腳），共32根。 po口（pin39pin32）：8位雙向i/o口線，名稱為p0.0p0.7 p1口（pin1pin8）：8位準(zhǔn)雙向i/o口線，名稱為p1.0p1.7 p2口（pin21pin28）：8位準(zhǔn)雙向i/o口線，名稱為p2.0p2.7 p3口（pin10pin17）：8位準(zhǔn)雙向i/o口線，名稱為p3.0p3.7 stc89c52主要功能如表5-2所示。(3) 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)

51、最小系統(tǒng)由一個(gè)單片機(jī)、一個(gè)晶振和2 個(gè)磁片電容組成，是單片機(jī)外圍核心電路，如圖5-5所示。5.2 本設(shè)計(jì)顯示器件選擇5.2.1 常用顯示器件簡介本次設(shè)計(jì)中有顯示模塊，而常用的顯示器件比較多，有數(shù)碼管，led點(diǎn)陣，1602液晶，12864液晶等。 數(shù)碼管是最常用的一種顯示器件，它是由幾個(gè)發(fā)光二極管組成的8字段顯示器件，其特點(diǎn)是價(jià)格非常的便宜，用也非常的方便，顯示效果非常的清楚。小電流下可以驅(qū)動(dòng)發(fā)光，發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短，體積小，重量輕，抗沖擊性能好，壽命長。但數(shù)碼管只能是顯示09的數(shù)據(jù)。不能夠顯示字符，這也是數(shù)碼管的不足之處。圖5-5 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖led陣顯示器件是由好多個(gè)發(fā)光二極管組成的。具有

52、高亮度，功耗低，視角大，壽命長，耐濕，冷，熱等特點(diǎn)，led點(diǎn)陣顯示器件可以顯示數(shù)字，英文字符，中文字符等。但用led點(diǎn)陣顯示的軟件程序設(shè)計(jì)比較麻煩32個(gè)字符。1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字這些字符有:阿拉伯?dāng)?shù)字，英文字母的大小寫，常用的符號(hào)，和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。使用時(shí)直接編寫軟件程序按一定的時(shí)序驅(qū)動(dòng)即可。它的特點(diǎn)是顯示字跡清楚，價(jià)格相對(duì)便宜。12864液晶也是一種工業(yè)字符型液晶，它不僅能夠顯示1602液晶所可以顯示的字符，數(shù)字等信息，而且還可以顯示8*4個(gè)中文漢字和一些簡單的圖片，顯示信息也非常的清楚。使用時(shí)也直接編寫

53、軟件程序按一定的時(shí)序驅(qū)動(dòng)即可。不過它的價(jià)格比1602液晶貴了很多。5.2.2 顯示器件的選擇數(shù)碼管是最常用的一種顯示器件，它是由幾個(gè)發(fā)光二極管組成的8字段顯示器件，其特點(diǎn)是價(jià)格非常的便宜，用也非常的方便，顯示效果非常的清楚。小電流下可以驅(qū)動(dòng)發(fā)光，發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短，體積小，重量輕，抗沖擊性能好，壽命長。因此本次設(shè)計(jì)選用了數(shù)碼管作為顯示器件。 5.2.3 led 介紹led顯示是用發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也可稱為數(shù)碼管，其外形結(jié)構(gòu)如圖所示，由圖5-6可見它由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示09、af及小數(shù)點(diǎn)。 （a）管腳配置 (b) 共陰極 (c) 共陽極圖 5-6 數(shù)碼管led顯示器分為共陰極和共陽極，共陰極是將8個(gè)發(fā)光二極管陰極連接在一起作為公共端，而共陽極是將8個(gè)發(fā)光二極管的陽極連接在一起作為公共端。led顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式，靜態(tài)顯示是將共陰極聯(lián)到一起接地，每位的顯示段（a-dp）分別與一個(gè)8位的鎖存