簡易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)與制作

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目： 簡易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)與制作 年級專業(yè)： 電子信息工程 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2010年 05 月 日。畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： 簡易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)與制作 題目類型 工程設(shè)計(jì) 題目來源 學(xué)生自選題 畢業(yè)設(shè)計(jì)時間從 2010/4/25 至 2010/5/25 1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容要求：采用AT89S52作MCU，ADC0809（或其他芯片）進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，測量電壓的范圍為直流0-5V電壓，四位數(shù)碼管顯示。2.主要參考資料1萬福君，潘松峰.單片微機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用M,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,01年8月第2版2周責(zé)魁. 控制儀表與計(jì)算機(jī)控制裝置M ,化學(xué)工業(yè)出版社,02

2、年9月第1版3李青. 電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)L ,浙江科學(xué)技術(shù)出版社,05年2月第1版4陳樂. 過程控制與儀表M, 中國計(jì)量學(xué)院出版社,07年3月5孫育才. 新型AT89S52系列單片機(jī)及其應(yīng)用M ，清華大學(xué)出版社,05年5月第1版3.畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排階段階 段 內(nèi) 容起止時間1開講個人選題報(bào)告2著手收集資料，并報(bào)送提綱審定3集中指導(dǎo)與個別指導(dǎo)，提交初稿審查4修改，經(jīng)審稿后定稿交稿5.15-5.255答辯與鑒定5.28摘 要 本設(shè)計(jì)由A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及顯示控制等組成，測量05V范圍內(nèi)的輸入電壓值，由4位共陽8段數(shù)碼管掃描顯示，最大分辨率0.1V，誤差±0.05V。數(shù)字電壓表的核心為A

3、T89S52單片機(jī)和ADC0832 A/D轉(zhuǎn)換集成芯片。 關(guān)鍵詞：數(shù)字電壓表；單片機(jī)；AT89S52； ADC0832 目 錄摘 要3第一章 設(shè)計(jì)方案的選擇51.1功能要求及設(shè)計(jì)目標(biāo)51.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案5第二章 數(shù)字電壓表系統(tǒng)設(shè)計(jì)62.1 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)62.1.1 硬件原理框圖6硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理62.2軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)8程序流程圖8編寫程序8用KEIL 軟件編譯和生成hex文件122.3 用protues 進(jìn)行仿真12第三章 制作PCB 板和實(shí)物的調(diào)試143.1制作PCB 板143.2 實(shí)物的檢測功能與調(diào)試14設(shè)計(jì)總結(jié)16致 謝17附錄一 元件清單18參考文獻(xiàn)19第一章 設(shè)計(jì)方案的選擇1.1功

4、能要求及設(shè)計(jì)目標(biāo)采用AT89S52作MCU，ADC0809（或其他芯片）進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，測量電壓的范圍為直流0-5V電壓，四位數(shù)碼管顯示。(設(shè)計(jì)并制作出實(shí)物為優(yōu)）1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案AT89S52具有如下特點(diǎn)：40個引腳，8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器，256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計(jì)數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Fla

5、sh存儲器可有效地降低開發(fā)成本。AT89S5與AT89c52相比，前者的性能比后者高，所以本設(shè)計(jì)采用AT89S52芯片。數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片：ADC0809是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間為100s。ADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在05V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32S，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。由于AD

6、C0832芯片的轉(zhuǎn)換時間短，并且性能比較高，所以采用ADC0832作為數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片. 1 選擇AT89S52 作為控制芯片 2 選擇ADC0832芯片來進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換 3 選擇GEM5461GE 四位一體的共陽數(shù)碼管來顯示數(shù)字 4 用9012三極管來作為驅(qū)動電路，使GEM5461GE 四位一體的共陽數(shù)碼工作. 5 用SW1按鍵作為復(fù)位按鍵，實(shí)現(xiàn)復(fù)位電路的功能。第二章 數(shù)字電壓表系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 硬件原理框圖 圖2-1硬件原理框圖硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理硬件設(shè)計(jì)原理：電阻R11上的電壓經(jīng)過ADC0832芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，由AT89S52芯片的P1口連接到驅(qū)動電路，當(dāng)驅(qū)動電路工作使數(shù)碼管顯示

7、前面轉(zhuǎn)換過來的數(shù)字。復(fù)位電路和晶振電路的設(shè)計(jì) 在接通電源后，當(dāng)按下SW1后AT89S52不工作，使數(shù)碼管全部變暗，當(dāng)SW1一松開后AT89S52工作，數(shù)碼管又變亮。晶振電路中的兩個30pF的電容具有微調(diào)的作用. 圖2-2系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖2.2軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序流程圖主程序1秒子程序調(diào)用ADC0832轉(zhuǎn)換程序1 秒到了圖2-3程序流程圖編寫程序 1 1，0選通道0 bADcl=1; bADcl=0;/ 3 down bADda=1; bADcl=1; bADcl=0;/ 4 down 數(shù)碼管顯示程序/數(shù)字電壓表#include<reg51.h>#define uchar unsigned

8、 char#define uint unsigned int#include <intrins.h>code uchar TAB=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; /定義數(shù)碼管顯示數(shù)值uchar str_TME4=0,0,0,0,; /定義數(shù)碼管顯示初始值unsigned char data1; /data1用來存放轉(zhuǎn)換以后的數(shù)據(jù) void delay(uchar ms) /定義ms延遲程序uchar j;while(ms-)for(j=0;j<125;j+);uchar tmel=0;bit sim=1;/

9、*計(jì)數(shù)器中斷函數(shù),用于控制電壓轉(zhuǎn)*時間間隔,此程序設(shè)定間隔為1S電壓轉(zhuǎn)換一次*/void tme_tr0(void) interrupt 1 TL0=0x58; TH0=0x9e; /設(shè)置25ms 延時的初值 if(+tmel=40) tmel=0; sim=1;2 AD0832AD轉(zhuǎn)換子程序 /* AD0832AD轉(zhuǎn)換子程序*/sbit bADcs=P22; /片選位sbit bADcl=P21; /時鐘位sbit bADda=P20; /數(shù)據(jù)位void ad(void) uchar i; bADcs = 0;/當(dāng)ADC0832未工作時其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時芯片禁用，開始工作CS為低電

10、平 bADcl=0; /第一個時鐘下降沿前da為1，第二個與第三時鐘下降沿前的數(shù)據(jù)為通道選擇 bADda=1; /選置起始位 bADcl=1; bADcl=0; / 1down bADda=1; /通道選擇第1位 bADcl=1; bADcl=0;/ 2 down bADda=0; /通道選擇第2位，通道選擇為 for(i=8;i>0;i-) data1<<=1; /從第7位開始，要左移data1=data1<<1 bADcl=0;bADcl=1;if(bADda=1) data1|=0x01; /如果輸出1，data1最后一位補(bǔ)1 bADcs=1;/轉(zhuǎn)換完后CS

11、置1 void changs() /轉(zhuǎn)換程序 double sum; uchar val_Integer; /定義整數(shù)變量 unsigned int val_Decimal; /定義小數(shù)變量 sum=data1*0.0196078 ; val_Integer=(uchar)sum; val_Decimal=(unsigned int)(sum-val_Integer)*1000); str_TME3=val_Decimal%10; str_TME2=val_Decimal/10%10; str_TME1=val_Decimal/100; str_TME0=val_Integer; /*定義數(shù)碼

12、管顯示（共陽數(shù)碼管）*/sbit g1=P10; /第一位sbit g2=P11; /第二位sbit g3=P12; /第三位sbit g4=P13; /第四位void VAL_xs() P3=(TABstr_TME0)&0x7f; /顯示小數(shù)點(diǎn) g1=0; /第一位顯示 delay(4); g1=1; P3=TABstr_TME1; g2=0; /第二位顯示 delay(4); g2=1; P3=TABstr_TME2; g3=0; /第三位顯示 delay(4); g3=1; P3=TABstr_TME3; g4=0; /第四位顯示 delay(4); g4=1;3 主程序 /*

13、主程序*/main() P1=0xc0; IE=0x82; /中斷請求 TMOD=0x01; IP=0x01; TL0=0x58; TH0=0x9e; TR0=1; /運(yùn)行控制位 while(1) VAL_xs(); if(sim=1) ad(); /電壓轉(zhuǎn)換 changs(); /數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 sim=0; 2.2.3用KEIL 軟件編譯和生成hex文件圖2-4 KEIL 軟件編譯圖2.3 用protues 進(jìn)行仿真 1 安裝protues 軟件 2 畫出原理圖 3 在AT89S52芯片中寫入 hex 文件 單擊確定圖2-5寫入hex文件圖 4仿真和調(diào)試 圖2-6 仿真 當(dāng)調(diào)節(jié)R11電阻時顯示數(shù)

14、字也發(fā)生變化，說明程序正確！ 第三章 制作PCB 板和實(shí)物的調(diào)試3.1制作PCB 板 由于開始在北院制版時間太短，所以走了兩根飛線。 圖3-1 PCB 板 PCB板制作流程：打印PCB圖A紙 ，熱轉(zhuǎn)印發(fā)打印，腐蝕，打孔，插件，焊接，檢測實(shí)物。 3.2 實(shí)物的檢測功能與調(diào)試把前面仿真通過的程序燒制到AT89S52芯片中，接上5V 的電源，觀察效果。實(shí)物圖3-2。圖3-2 實(shí)物效果圖 現(xiàn)象：數(shù)碼管最后兩位每隔1 秒數(shù)字有點(diǎn)變化，這是由于外界的干擾造成的，屬于正?，F(xiàn)象。調(diào)節(jié)R11 顯示的數(shù)字有變化，按下SW1按鍵顯示器變暗，松開SW1又顯示數(shù)字。 結(jié)論：正確，設(shè)計(jì)成功！設(shè)計(jì)總結(jié) 在這次課程設(shè)計(jì)中，完

15、成了簡易數(shù)字電壓表的制作工作。其中有苦也有樂。苦的是這個月太累了，好幾個晚上忙到凌晨2點(diǎn)左右；樂的是在付出過程中，我學(xué)到了許多的東西。在整個設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常經(jīng)常出現(xiàn)這樣那樣的問題，但是最后還是都得以解決，這個過程是值得我回味的,尤其是當(dāng)看到自己的設(shè)計(jì)課題成功時，心中有一種成就感。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實(shí)習(xí)必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)中遇到了很多專業(yè)知識問題，最后在老

16、師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時，在老師的身上我們學(xué)也到很多實(shí)用的知識，在次我們表示感謝！此次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問題，出現(xiàn)差錯的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今后的課程設(shè)計(jì)應(yīng)該更輕松，自己也都能扛的起并高質(zhì)量的完成項(xiàng)目。 鑒與參考，在這次課程設(shè)計(jì)中我的程序和設(shè)計(jì)原理是參考田老師的資料和網(wǎng)上查了些相關(guān)的資料，這樣提高了效率，才使我在規(guī)定的時間內(nèi)順利地完成了設(shè)計(jì)的任務(wù)。 作與互助，在設(shè)計(jì)的過程中出現(xiàn)了好幾個問題，在我們的共同努力分析下問題都解決了。致 謝這次能順利按時完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，我非常感謝給予指導(dǎo)的各位老師，特別感謝我的指導(dǎo)老師，是你的耐心指導(dǎo)和

17、講解，使我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在我的設(shè)計(jì)工作中無不傾注著田老師辛勤的汗水和心血。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師說聲“田老師您辛苦了！”最后我致以最衷心的感謝和深深的敬意.附錄一 元件清單名 稱型 號封裝形式數(shù)量單片機(jī) AT89S52 DIP-401個A/D轉(zhuǎn)換器ADC0832 DIP-81個數(shù)碼管顯示器GEM5461BE DIP-121個晶 振 12M XTAL-11個三極管 9012 TO-1264個電阻排1K X8SIP-101個滑動變阻器1KVR-51個電 阻 470AXIAL-0.44個按 鍵 SWANJIAN1個電阻 200AXI