電位器調(diào)節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換

1、1. 科研步驟一、選題-即提出問(wèn)題和確立研究問(wèn)題 選題是進(jìn)行科學(xué)研究的最重要最有決定意義的一步，是每項(xiàng)科研工作的起點(diǎn)。它在一定程度上反映了科學(xué)研究的水平和研究成果的價(jià)值，同時(shí)也決定了最后論文的水平。選題應(yīng)充分考慮和事先作好調(diào)查、閱讀相關(guān)資料、了解課題背景和研究方向等。 二、查閱文獻(xiàn) （書本，互聯(lián)網(wǎng)）三、確認(rèn)研究的變量 變量是指研究對(duì)象所具備的特性或?qū)傩?，是研究所要解釋、探討、描述或檢驗(yàn)的因素。因此也稱為研究因素。 四、假設(shè)形成 假設(shè)是對(duì)已確立的研究問(wèn)題提出一個(gè)預(yù)期性的研究結(jié)果。根據(jù)假設(shè)確定研究對(duì)象、方法和觀察指標(biāo)等，獲得試驗(yàn)結(jié)果用來(lái)驗(yàn)證或否定假設(shè)，并對(duì)提出的問(wèn)題進(jìn)行解釋和回答。假設(shè)常由理論推測(cè)

2、而得，所以研究假設(shè)能提供研究方向、指導(dǎo)研究設(shè)計(jì)。一個(gè)好的可以被操作的假設(shè)，應(yīng)該提出對(duì)所研究變量之間的關(guān)系的推測(cè)。因此假設(shè)的陳述應(yīng)包括例如同有關(guān)、比多/少、與不同之類的有比較意義的詞匯。五、科研設(shè)計(jì) 研究設(shè)計(jì)是研究工作的總體方案，包括研究對(duì)象、研究?jī)?nèi)容、研究方法、研究所需的人力、物力等設(shè)計(jì)。任何一個(gè)好的研究題目如果沒(méi)有精心設(shè)計(jì)的研究方案，都不可能達(dá)到預(yù)期目的。 六、原始資料的收集 七、科研資料的整理和分析 八、撰寫論文 科研論文是研究工作的總結(jié)，也是科研工作的重要組成部分。論文內(nèi)容包括選題背景、研究目的、資料來(lái)源、研究方法和對(duì)所的結(jié)果的整理、歸納和分析等，并對(duì)研究的結(jié)果進(jìn)行充分討論。論文要求有一

3、定格式，要求立意要新。一篇高質(zhì)量的論文，不但內(nèi)容要充實(shí)，文章應(yīng)做到通順易懂，全文結(jié)構(gòu)前后應(yīng)連貫和相互呼應(yīng)，易于達(dá)到交流目的。2.方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是基于水塔的水位高度，通過(guò)傳感器輸入壓力從而獲得水位的高度，并且通過(guò)顯示輸出出來(lái)，當(dāng)水位不符合正常的要求和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行不同的提示報(bào)警。由于不能實(shí)際模擬水位的壓力，本設(shè)計(jì)將采用電位器加模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，來(lái)模擬實(shí)際的水位高度輸出的壓力值。通過(guò)AT89C52芯片的各個(gè)控制口，控制壓力的顯示，模數(shù)芯片的轉(zhuǎn)換以及報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)。3. 硬件模塊設(shè)計(jì)3.1 AT89C52芯片的介紹及應(yīng)用3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的介紹和應(yīng)用ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)

4、以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。 （1）ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 由下圖可知，ADC0809由一個(gè)8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。（2）ADC0809引腳結(jié)構(gòu) ADC0809各腳功能如下：D7-D0：8位數(shù)字量輸出引腳。IN0-IN7：8位模擬量輸入引腳。VCC：+5V工作電壓。GND：地。REF（+）：參考

5、電壓正端。REF（-）：參考電壓負(fù)端。START：A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。（以上兩種信號(hào)用于啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換）EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端（一般為500KHz）。A、B、C：地址輸入線。 ADC0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是05V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 地址輸入和控制線：4條 ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，

6、地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)入轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7數(shù)字量輸出及控制線：11條 ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)

7、據(jù)。OE1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7D0為數(shù)字量輸出線。 CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ， VREF（），VREF（）為參考電壓輸入。 2 ADC0809應(yīng)用說(shuō)明 （1） ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機(jī)直接相連。 （2） 初始化時(shí)，使ST和OE信號(hào)全為低電平。 （3） 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上。 （4） 在ST端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)。 （5） 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號(hào)來(lái)判斷。 （6） 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這

8、時(shí)給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。 本設(shè)計(jì)是通過(guò)控制ADDA，ADDB，ADDC為000，使IN0為模擬信號(hào)的輸入，通過(guò)加時(shí)鐘信號(hào)，啟動(dòng)信號(hào)，由ADC0809的8個(gè)輸出端輸出數(shù)字信號(hào)到AT89C52，并通過(guò)芯片輸出到數(shù)碼管顯示出來(lái)。如圖：3.3 顯示模塊電路設(shè)計(jì)共陰極數(shù)碼管是一類數(shù)字形式的顯示屏，通過(guò)對(duì)其不同的管腳輸入相對(duì)的電流，會(huì)使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字能夠顯示 時(shí)間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。由于它的價(jià)格便宜、使用簡(jiǎn)單、在電器，特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，空調(diào)、熱水器、冰箱等等。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管，其他家電也用液晶屏與熒光屏。 本設(shè)計(jì)顯示模塊采用了共陰極數(shù)碼

9、管顯示數(shù)字，通過(guò)P0口加上拉電阻（P0口加2k的9腳排阻），輸入到共陰極數(shù)碼管的abcdefgh段，從而顯示出數(shù)字0-9，并且通過(guò)P2口的3個(gè)I/O輸出實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的位選，及實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示數(shù)字。3.4 報(bào)警電路模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)報(bào)警模塊由3個(gè)不同顏色的LED燈實(shí)現(xiàn)不同的報(bào)警檢測(cè)效果，其中紅燈為水壓力大于正常范圍時(shí)報(bào)警所亮的LED，綠燈為正常壓力水位時(shí)的檢測(cè)燈，黃色LED是水位過(guò)低時(shí)，壓力低實(shí)現(xiàn)的報(bào)警檢測(cè)燈，本設(shè)計(jì)還加了一個(gè)蜂鳴器，用于水位不正常導(dǎo)致的壓力不正常時(shí)的聲音報(bào)警電路，通過(guò)P2口輸出，采用三極管放大電路設(shè)計(jì)，P2口控制三極管的基極，集電極和發(fā)射極接電源的正極以及放大信號(hào)輸出到蜂鳴器的正極，實(shí)現(xiàn)

10、蜂鳴器正常的鳴叫功能。4. 軟件模塊設(shè)計(jì)4.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換的軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)通過(guò)IN0輸入模擬信號(hào)，并且通過(guò)D1-D8輸出數(shù)字信號(hào)。ADC0809工作需要時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)。sbit CLK=P13; /時(shí)鐘信號(hào)/T0 定時(shí)器中斷給ADC0808 提供時(shí)鐘信號(hào)void Timer0_INT() interrupt 1CLK=CLK;ADC0809啟動(dòng)轉(zhuǎn)換和結(jié)束，需要通過(guò)軟件來(lái)控制。sbit CLK=P13; /時(shí)鐘信號(hào)sbit ST=P12; /啟動(dòng)信號(hào)sbit EOC=P11; /轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)void main()TMOD=0x02; /T1 工作模式2TH0=0x14;TL0=0x

11、00;IE=0x82;TR0=1;P2=0x00;P1=0x0f; while(1)ST=0;ST=1;ST=0; /啟動(dòng)A/D 轉(zhuǎn)換while(EOC=0); /等待轉(zhuǎn)換完成OE=1;Display_Result(P3);OE=0;4.2數(shù)碼管顯示軟件設(shè)計(jì)數(shù)碼管是通過(guò)P0口輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示的，通過(guò)定義數(shù)組，實(shí)現(xiàn)顯示0-9數(shù)字，然后直接通過(guò)P2口實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的位選，調(diào)用數(shù)組，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字的動(dòng)態(tài)顯示。void Display_Result(uchar d)P2=0xfe;/第4 個(gè)數(shù)碼管顯示個(gè)位數(shù)P0=DSY_CODEd%10;DelayMS(1);P2=0xfd; /第3 個(gè)數(shù)碼管顯示十位數(shù)P0=

12、DSY_CODEd%100/10;DelayMS(1);P2=0xfb; /第2 個(gè)數(shù)碼管顯示百位數(shù)P0=DSY_CODEd/100;DelayMS(1);4.3 延遲環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)延遲的方法有很多中，本設(shè)計(jì)采用軟件延遲的方法，實(shí)現(xiàn)程序中所需要的延遲功能。void DelayMS(uint ms)uchar i;while(ms-) for(i=0;i120;i+);5. 調(diào)試電路電路調(diào)試采用的是分步調(diào)試方法，首先是調(diào)試數(shù)碼管顯示部分，通過(guò)定義數(shù)組，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管單個(gè)0-9顯示正常，通過(guò)位選，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管正常的動(dòng)態(tài)顯示接下來(lái)調(diào)試的是報(bào)警電路部分，通過(guò)給LED和蜂鳴器的正極定義高電平，使LED和蜂鳴器

13、能正常工作。然后是模數(shù)轉(zhuǎn)換部分和電位器改變顯示的綜合調(diào)試，由于焊接時(shí)，電烙鐵不小心接觸了一些已經(jīng)焊好的線路，導(dǎo)致線路部分短路，顯示輸出不正常，通過(guò)檢查排除，重新焊接，解決了問(wèn)題。6. 科研總結(jié) 科研實(shí)踐是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)是十分重要的?；仡櫰鸫舜螁纹瑱C(jī)設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在整整將近兩星期的日子里，可以說(shuō)

14、得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)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(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。參考文獻(xiàn)1. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù) 張齊著 電子工業(yè)出版社2. 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 范力旻 電子工業(yè)出版社3. 例說(shuō)8051 謝亮、陳敵北、張義 人民郵電出版社4. 單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用100例 王東峰 王會(huì)良 電子工業(yè)出版社5. 51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例 樓然苗 李光飛 北航出

15、版社附錄1程序清單#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit LED1=P23;sbit LED2=P24;sbit LED3=P25;sbit buzzer=P26;/各數(shù)字的數(shù)碼管段碼（共陰）uchar code DSY_CODE=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;sbit CLK=P13; /時(shí)鐘信號(hào)sbit ST=P12; /啟動(dòng)信號(hào)sbit EOC=P11; /轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)sbit OE=P10; /輸出使能/延時(shí)void Delay

16、MS(uint ms)uchar i;while(ms-) for(i=0;i120;i+);/顯示轉(zhuǎn)換結(jié)果void Display_Result(uchar d)P2=0xfe;/第4 個(gè)數(shù)碼管顯示個(gè)位數(shù)P0=DSY_CODEd%10;DelayMS(1);P2=0xfd; /第3 個(gè)數(shù)碼管顯示十位數(shù)P0=DSY_CODEd%100/10;DelayMS(1);P2=0xfb; /第2 個(gè)數(shù)碼管顯示百位數(shù)P0=DSY_CODEd/100;DelayMS(1);/主程序void main()TMOD=0x02; /T1 工作模式2TH0=0x14;TL0=0x00;IE=0x82;TR0=1;P2=0x00;P1=0x0f; while(1)ST=0;ST=1;ST=0; /啟動(dòng)A/D 轉(zhuǎn)換while(EOC=0); /等待轉(zhuǎn)換完成OE=1;Dis