智能儀器實(shí)習(xí)報(bào)告

前言伴隨微電子技術(shù)不停發(fā)展，微處理器芯片集成程度越來(lái)越高，單片機(jī)已能夠在一塊芯片上同時(shí)集成CPU、存放器、定時(shí)器／計(jì)數(shù)電路，這就很輕易將計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量控制技術(shù)結(jié)合，組成智能化測(cè)量控制系統(tǒng)。數(shù)字電壓表（DigitalVoltmeter）簡(jiǎn)稱DVM，它是采取數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散數(shù)字形式并加以顯示儀表。與此同時(shí)，由DVM擴(kuò)展而成各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測(cè)量技術(shù)提升到嶄新水平。本章重點(diǎn)介紹單片A/D轉(zhuǎn)換器以及由它們組成基于單片機(jī)數(shù)字電壓表工作原現(xiàn)在，由各種單片A/D轉(zhuǎn)換器組成數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，示出強(qiáng)大生命力理。本設(shè)計(jì)AT89C51單片機(jī)一個(gè)電壓測(cè)量電路,該電路采取ADC0808本文介紹一個(gè)基于A/D轉(zhuǎn)換電路，測(cè)量范圍直流0～5V4路輸入電壓值，并在四位LED數(shù)碼管上顯示或單路選擇顯示。測(cè)量最小分辨率為0.019V，測(cè)量誤差約為正負(fù)0.02V。但因?yàn)楸救怂接邢?，在?shí)習(xí)匯報(bào)中難免會(huì)有疏漏和不足之處，懇請(qǐng)老師們批評(píng)指正。1仿真軟件介紹1.1MATLAB軟件1.1.1MATLAB軟件概述 應(yīng)用MATLABSimulink仿真試驗(yàn)方法能夠建立仿真試驗(yàn)環(huán)境。直接應(yīng)用MATLAB工具箱中測(cè)量?jī)x器或構(gòu)建滿足工作需要測(cè)量?jī)x器，既能提升仿真試驗(yàn)工作效率，又使仿真試驗(yàn)豐富多彩。本章介紹應(yīng)用Simulink構(gòu)建和使用測(cè)量?jī)x器方法。1.1.2電壓測(cè)量-正弦波示波器用計(jì)算機(jī)仿真示波器應(yīng)用是數(shù)字技術(shù)，能夠觀察單次現(xiàn)象，正確設(shè)置參數(shù)后，能夠保持結(jié)束時(shí)波形，如圖1-1所表示，為正玄波仿真圖。圖1-1正弦波仿真框圖正弦波示波顯示如圖1-2所表示圖1-2正弦波示波顯示1.1.3數(shù)字式電壓表數(shù)字式電壓表取自LED（自發(fā)光）二極管模塊如圖1-3所表示 圖1-3數(shù)字式電壓表仿真框圖1.1.4指針式電壓表指針式儀表將輸入量值用圖形化指針與對(duì)應(yīng)刻度表示出來(lái)，并經(jīng)過(guò)參數(shù)設(shè)置對(duì)話框來(lái)設(shè)置儀表外觀、量程、刻度、顏色及字型等。如圖1-4所表示圖1-4指針式電壓表1.1.5多蹤示波器（Scope）仿真示波器顯示七蹤信號(hào)仿真，如圖1-5所表示，為多蹤示波器仿真框圖。圖1-5多蹤示波器仿真框圖圖1-6為多蹤示波器仿真顯示圖圖1-6多蹤示波器仿真顯示圖1.2Keil軟件1.2.1Keil軟件概述KeilC51是美國(guó)KeilSoftware企業(yè)出品51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功效上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有顯著優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil提供了包含C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功效強(qiáng)大仿真調(diào)試器等在內(nèi)完整開發(fā)方案，經(jīng)過(guò)一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN、WINXP等操作系統(tǒng)。假如你使用C語(yǔ)言編程，那么Keil幾乎就是你不二之選，即使不使用C語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用集成環(huán)境、強(qiáng)大軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。1.2.2KeilC51軟件系統(tǒng)KeilC51軟件提供豐富庫(kù)函數(shù)和功效強(qiáng)大集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外主要一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成匯編代碼，就能體會(huì)到KeilC51生成目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成匯編代碼很緊湊，輕易了解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能表現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言優(yōu)勢(shì)。1.2.3KeilC51單片機(jī)軟件開發(fā)整體結(jié)構(gòu)C51工具包整體結(jié)構(gòu)，uVision與Ishell分別是C51forWindows和forDos集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，能夠完成編輯、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(kù)文件，也能夠與庫(kù)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)Hex文件，以供調(diào)試器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，也能夠直接寫入程序存貯器如EPROM中。1.2.4KeilC51軟件優(yōu)點(diǎn)（1）KeilC51生成目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成匯編代碼很緊湊，輕易了解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能表現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言優(yōu)勢(shì)。（2）與匯編相比，C語(yǔ)言在功效上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有顯著優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開發(fā)，體會(huì)愈加深刻。KeilC51軟件提供豐富庫(kù)函數(shù)和功效強(qiáng)大集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。1.2.5使用獨(dú)立Keil仿真器注意事項(xiàng)（1）仿真器標(biāo)配11.0592MHz晶振，但用戶能夠在仿真器上晶振插孔中換插其余頻率晶振。（2）仿真器上復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。（3）仿真芯片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31腳并不與仿真芯片31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴(kuò)展有外部ROM（其CPU/EA引腳接至低電平）目標(biāo)系統(tǒng)中使用。1.3PROTUES軟件1.3.1Proteus軟件概述Proteus軟件是英國(guó)Labcenterelectronics企業(yè)出版EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限企業(yè)）。它不但具備其它EDA工具軟件仿真功效，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是現(xiàn)在最好仿真單片機(jī)及外圍器件工具。即使現(xiàn)在國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)興趣者、從事單片機(jī)教學(xué)教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用科技工作者青睞。Proteus是世界上著名EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品完整設(shè)計(jì)。是現(xiàn)在世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，即將增加Cortex和DSP系列處理器，并連續(xù)增加其余系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多個(gè)編譯器。1.3.2功效特點(diǎn)Proteus軟件具備其它EDA工具軟件（例：multisim）功效。（1）原理布圖（2）PCB自動(dòng)或人工布線（3）SPICE電路仿真革命性特點(diǎn)1．互動(dòng)電路仿真用戶甚至能夠?qū)崟r(shí)采取諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。2．仿真處理器及其外圍電路能夠仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等慣用主流單片機(jī)。還能夠直接在基于原理圖虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出效果。配合系統(tǒng)配置虛擬邏輯分析儀、示波器等，它建立了完備電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境。1.3.3Proteus工作過(guò)程運(yùn)行proteusISIS程序后，進(jìn)入該仿真軟件主界面，如圖1-1所表示。在工作前，要設(shè)置view菜單下捕捉對(duì)齊和system下顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)工具欄中p(從庫(kù)中選擇元件命令)命令，在pickdevices窗口中選擇電路所需元件，放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線，編寫程序；在source菜單Definecodegenerationtools菜單命令下，選擇程序編譯工具、路徑、擴(kuò)展名等項(xiàng)目；在source菜單Add/removesourcefiles命令下，加入單片機(jī)硬件電路對(duì)應(yīng)程序；經(jīng)過(guò)debug菜單對(duì)應(yīng)命令仿真程序和電路運(yùn)行情況。圖1-7仿真軟件主界面1.3.4Protues電路仿真在PROTEUS繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好目標(biāo)代碼文件：*.HEX，能夠在PROTEUS原理圖中看到模擬實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。PROTEUS不但可將許多單片機(jī)實(shí)例功效形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示試驗(yàn)效果，后者則是實(shí)物演示試驗(yàn)難以達(dá)成效果。它元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)單片機(jī)試驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上代替了傳統(tǒng)單片機(jī)試驗(yàn)教學(xué)功效，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。而且因?yàn)镻ROTEUS提供了試驗(yàn)室無(wú)法相比大量元器件庫(kù)，提供了修改電路設(shè)計(jì)靈活性、提供了試驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神平臺(tái)。伴隨科技發(fā)展，“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計(jì)部門主要前期設(shè)計(jì)伎倆。它具備設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過(guò)程統(tǒng)一特點(diǎn)?？墒乖O(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為降低，也可降低工程制造風(fēng)險(xiǎn)。相信在單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用中PROTEUS也能茯得愈來(lái)愈廣泛應(yīng)用。2設(shè)計(jì)原理及要求本設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)AT89C51與ADC0808設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，測(cè)量0－5V之間直流電壓值，四位數(shù)碼顯示，但要求使用元器件數(shù)目最少。2.1數(shù)字電壓表實(shí)現(xiàn)原理ADC0808是8位A/D轉(zhuǎn)換器。當(dāng)輸入電壓為5.00V時(shí)，輸出數(shù)據(jù)值為255（0FFH），所以最大分辨率為0.0196（5/255）。ADC0808具備8路模擬量輸入端口，經(jīng)過(guò)3位地址輸入端能從8路中選擇一路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如每隔一段時(shí)間依次輪番改變3位地址輸入端地址，就能依次對(duì)8路輸入電壓進(jìn)行測(cè)量。LED數(shù)碼管顯示采取軟件譯碼動(dòng)態(tài)顯示。經(jīng)過(guò)按鍵選擇可對(duì)8路循環(huán)顯示，也可單路顯示，單路顯示可經(jīng)過(guò)按鍵選擇顯示通道數(shù)。2.2數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)要求能夠測(cè)量0～5V范圍內(nèi)3路直流電壓值。在4位LED數(shù)碼管上輪番顯示各路電壓值或單路選擇顯示，其中3位LED數(shù)碼管顯示電壓值，顯示范圍為0.00V～5.00V，1位LED數(shù)碼管顯示路數(shù),3路分別為0-2。3軟件仿真電路設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)思緒多路數(shù)字電壓表應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)碼管顯示電路和按鍵處理電路組成，因?yàn)锳DC0808在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)需要有CLK信號(hào)，本試驗(yàn)中ADC0808CLK直接由外部電源提供為500kHz方波。因?yàn)锳DC0808參考電壓VREF＝VCC，所以轉(zhuǎn)換之后數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，在數(shù)碼管上顯示出電壓值。實(shí)際顯示電壓值(D/256*VREF)ADC0808采取逐次迫近法轉(zhuǎn)換，把模擬電壓轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制D，因?yàn)槭菍?duì)直流電壓0～5V進(jìn)行采集，所以D對(duì)應(yīng)電壓為V0

，我們目標(biāo)就是要把V0顯示在LED顯示器上，因?yàn)閱纹瑱C(jī)不好進(jìn)行小數(shù)點(diǎn)計(jì)算，所以有：V0=2*D擴(kuò)大了100倍，擴(kuò)大100倍后結(jié)果高八位放存放器B，低八位放存放器A，分存放器B為0或不為0情況進(jìn)行存取數(shù)據(jù)，得到結(jié)果個(gè)位放入R0，十位放入R1，經(jīng)過(guò)查表使之顯示在LED顯示器。3.2仿真電路圖用Protues軟件仿真設(shè)計(jì)電路如圖3-1所表示，其為仿真設(shè)計(jì)原理圖。圖3-1仿真設(shè)計(jì)原理圖3.3設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)易數(shù)字電壓測(cè)量電路由A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及顯示控制等組成。電路原理圖見附錄2。A/D轉(zhuǎn)換由集成電路0808完成。0808具備8路模擬輸入端口，地址(23-25)腳可決定對(duì)哪路模擬輸入作A/D轉(zhuǎn)換，22腳為地址鎖存控制，當(dāng)輸入為高電平時(shí)，對(duì)地址信號(hào)進(jìn)行鎖存。6腳為測(cè)試控制，當(dāng)輸入一個(gè)2us寬高電平脈沖時(shí)，就開始A/D轉(zhuǎn)換。7腳為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)7腳輸出高電平。9腳為A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許控制，當(dāng)OE腳為高電平時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)從該端口輸出。10腳為0808時(shí)鐘輸入端，由外部信號(hào)源提供。單片機(jī)P1、P3.0-P3.3端口作為四位LED數(shù)碼管現(xiàn)實(shí)控制。P3.5端口用作單路顯示/循環(huán)顯示轉(zhuǎn)換按鈕，P3.6端口用作單路顯示時(shí)選擇通道。P0端口作A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入用，P2端口用作0808A/D轉(zhuǎn)換控制。3.4AT89C51功效介紹3.4.1簡(jiǎn)單概述AT89C51是一個(gè)帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存放器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C51是一個(gè)帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存放器單片機(jī)。單片機(jī)可擦除只讀存放器能夠重復(fù)擦除1000次。該器件采取ATMEL高密度非易失存放器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。因?yàn)閷⒍喙π?位CPU和閃爍存放器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL圖3-2AT89C51芯片模型AT89C51是一個(gè)高效微控制器，AT89C2051是它一個(gè)精簡(jiǎn)版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一個(gè)靈活性高且價(jià)廉方案。外形及引腳排列如圖3-2所表示。3.4.2主要功效特征(1)4K字節(jié)可編程閃爍存放器。(2)32個(gè)雙向I/O口；128×8位內(nèi)部RAM。(3)2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中止，時(shí)鐘頻率0-24MHz。(4)可編程串行通道。(5)5個(gè)中止源。(6)2個(gè)讀寫中止口線。(7)低功耗閑置和掉電模式。(8)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。3.4.3AT89C51引腳介紹89C51單片機(jī)多采取40只引腳雙列直插封裝(DIP)方式，下面分別簡(jiǎn)單介紹。(1)電源引腳電源引腳接入單片機(jī)工作電源。Vcc(40引腳）：+5V電源。GND(20引腳)：接地。(2)時(shí)鐘引腳XTAL1(19引腳)：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生器電路輸入端。XTAL2(20引腳)：片內(nèi)振蕩器反相放大器輸出端。圖3-3電源接入方式(3)復(fù)位RST(9引腳)在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期）以上高電平出現(xiàn)在此引腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。(4)/Vpp(31引腳)為外部程序存放器訪問(wèn)允許控制端。當(dāng)它為高電平時(shí)，單片機(jī)讀片內(nèi)程序存放器，在PC值超出0FFFH后將自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存放器。當(dāng)它為低電平時(shí)，只限定在外部程序存放器，地址為0000H~FFFFH。Vpp為該引腳第二功效，為編程電壓輸入端。(5)ALE/(30引腳)ALE為低八位地址鎖存允許信號(hào)。在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE負(fù)跳沿江P0口發(fā)出第八位地址鎖存在外接地址鎖存器，然后再作為數(shù)據(jù)端口。為該引腳第二功效，在對(duì)片外存放器編程時(shí)，此引腳為編程脈沖輸入端。(6)(29引腳)片外程序存放器讀選通信號(hào)。在單片機(jī)讀片外程序存放器時(shí)，此引腳輸出脈沖負(fù)跳沿作為讀片外程序存放器選通信號(hào)。(7)pin39-pin32為P0.0-P0.7輸入輸出腳，稱為P0口。P0是一個(gè)8位漏極開路型雙向I/O口。內(nèi)部不帶上拉電阻，當(dāng)外接上拉電阻時(shí)，P0口能以吸收電流方式驅(qū)動(dòng)八個(gè)LSTTL負(fù)載電路。通常在使用時(shí)外接上拉電阻，用來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)數(shù)碼管。在訪問(wèn)外部程序和外部數(shù)據(jù)存放器時(shí)，P0口是分時(shí)轉(zhuǎn)換地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線，不需要外接上拉電阻。(8)Pin1-Pin8為P1.0-P1.7輸入輸出腳，稱為P1口，是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻8位雙向I/0口。P1口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。(9)Pin21-Pin28為P2.0-P2.7輸入輸出腳，稱為P2口。P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻8位雙向I/O口，P2口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部Flash程序存放器編程時(shí)，接收高8位地址和控制信息。在訪問(wèn)外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存放器時(shí)，P2口送出高8位地址。而在訪問(wèn)8位地址外部數(shù)據(jù)存放器時(shí)其引腳上內(nèi)容在此期間不會(huì)改變。

(10)Pin10-Pin17為P3.0-P3.7輸入輸出腳，稱為P3口。P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻8位雙向I/O口，P2口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載，這8個(gè)引腳還用于專門第二功效。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部Flash程序存放器編程時(shí)，接控制信息。3.5ADC0808引腳及功效介紹3.5.1芯片概述ADC0808是一個(gè)經(jīng)典A/D轉(zhuǎn)換器。它是由8位A/D轉(zhuǎn)換器，一個(gè)8路模擬量開關(guān)，8位模擬量地址鎖存譯碼器和一個(gè)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器組成；+5V單電源供電，轉(zhuǎn)化時(shí)間在100us左右；內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，故需外部提供時(shí)鐘信號(hào)。芯片模型如圖3-4所表示。圖3-4ADC0808芯片模型3.5.2引腳介紹(1)IN0~IN7：8路模擬量輸入端。(2)D0~D7：8位數(shù)字量輸出端口。(3)START：A/D轉(zhuǎn)換開啟信號(hào)輸入端。(4)ALE：地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效。(5)EOC：輸出允許控制信號(hào)，高電平有效。(6)OE：輸出允許控制信號(hào)，高電平有效。(7)CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端。(8)A、B、C：轉(zhuǎn)換通道地址,控制8路模擬通道切換。A、B、C分別與地址線或數(shù)據(jù)線相連，三位編碼對(duì)應(yīng)8個(gè)通道地址端口，A、B、C=000~111分別對(duì)應(yīng)IN0~IN7通道地址端口。3.5.3ADC0808轉(zhuǎn)換原理ADC0808采取逐次比較方法完成A/D轉(zhuǎn)換，由單一+5V電源供電。片內(nèi)帶有鎖存功效8路選1模擬開關(guān)，由A、B、C編碼來(lái)決定所選通道。ADC0809完成一次轉(zhuǎn)換需100μs左右，它具備輸出TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連接到AT89C51數(shù)據(jù)總線上。經(jīng)過(guò)適當(dāng)外接電路，ADC0808可對(duì)0~5V模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。3.6LED數(shù)碼管控制顯示3.6.1LED數(shù)碼管模型LED數(shù)碼管模型如圖3-6所表示。圖3-5LED數(shù)碼管模型4系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)多路數(shù)字電壓表系統(tǒng)軟件程序主要有主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序和中止顯示程序組成。4.1主程序主程序包含初始化部分、調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序和對(duì)應(yīng)外部0中止顯示電壓數(shù)值程序，初始化部分包含存放通道緩沖區(qū)初始化和顯示緩沖區(qū)初始化。另外，對(duì)于單路顯示和循環(huán)顯示，系統(tǒng)設(shè)置了一個(gè)標(biāo)志位00H控制，初始化時(shí)00H位設(shè)置為0，默認(rèn)為循環(huán)顯示，當(dāng)它為1時(shí)改變?yōu)閱温凤@示控制，00H位經(jīng)過(guò)單路、循環(huán)按鍵控制。流程圖如圖4-1所表示。開始開始顯示子程序A/D轉(zhuǎn)換子程序初始化圖4-1主程序流程圖4.2A/D轉(zhuǎn)換子程序A/D轉(zhuǎn)換子程序用于對(duì)ADC08084路輸入模擬電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換數(shù)值存入4個(gè)對(duì)應(yīng)存放單元中，A/D轉(zhuǎn)換子程序每隔一定時(shí)間調(diào)用一次，即隔一段時(shí)間對(duì)輸入電壓采樣一次，如圖4-2所表示。4.2A/D轉(zhuǎn)換子程序A/D轉(zhuǎn)換子程序用于對(duì)ADC08084路輸入模擬電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換數(shù)值存入4個(gè)對(duì)應(yīng)存放單元中，A/D轉(zhuǎn)換子程序每隔一定時(shí)間調(diào)用一次，即隔一段時(shí)間對(duì)輸入電壓采樣一次，如圖4-2所表示。進(jìn)行十六進(jìn)制調(diào)整進(jìn)行十六進(jìn)制調(diào)整開始A/D轉(zhuǎn)換調(diào)用延時(shí)存轉(zhuǎn)換后十六進(jìn)制數(shù)數(shù)據(jù)指針加一入棧保護(hù)4路轉(zhuǎn)換次數(shù)減一顯示電壓值NY圖4-2轉(zhuǎn)換子程序流程圖判斷是否為04.3中止顯示程序設(shè)計(jì)中采取中止方式來(lái)讀取轉(zhuǎn)換完成數(shù)據(jù)能節(jié)約CPU資源當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置好后，一旦數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成，便會(huì)進(jìn)入外部中止0，然后在中止中讀取轉(zhuǎn)換數(shù)值，處理數(shù)據(jù)并送數(shù)碼管顯示輸出。LED數(shù)碼管采取軟件譯碼動(dòng)態(tài)掃描方式。在中止程序中包含多路循環(huán)顯示程序和單路顯示程序，多路循環(huán)顯示程序把4個(gè)存放單元數(shù)值依次取出送到4個(gè)數(shù)碼管上顯示，每一路顯示一秒。單路顯示程序只對(duì)當(dāng)前選中一路數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。每路數(shù)據(jù)顯示時(shí)需經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換變成十進(jìn)制BCD碼，放于4個(gè)數(shù)碼管顯示緩沖區(qū)中。單路或多路循環(huán)顯示經(jīng)過(guò)標(biāo)志位00H控制。在顯示控制程序中加入了對(duì)單路或多路循環(huán)按鍵判斷。數(shù)字量送P1口數(shù)字量送P1口取段碼地址P3.1=1？調(diào)用循環(huán)顯示程序調(diào)用單路顯示程序顯示是第4路重新調(diào)用顯示程序NYNY圖4-3中止顯示程序流程圖5數(shù)字電壓表仿真5.1調(diào)試與測(cè)試本設(shè)計(jì)應(yīng)用Proteus6及KEIL51軟件,首先依照自己設(shè)計(jì)電路圖用Proteus6軟件畫出電路模型，關(guān)于這個(gè)軟件使用經(jīng)過(guò)查一些資料和自己探索學(xué)習(xí)；然后我們用KEIL51軟件對(duì)所編寫程序進(jìn)行編譯、鏈接，假如沒有錯(cuò)誤和警告便可生成程序hex文件，將此文件加到電路圖上使軟硬件結(jié)合運(yùn)行，最終進(jìn)行端口電壓對(duì)比測(cè)試，測(cè)試第一路對(duì)比見圖4-1中標(biāo)準(zhǔn)電壓值采取Proteus6軟件中模擬電壓表測(cè)得。圖5-1數(shù)字電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表比較從圖中能夠看出，簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表測(cè)得絕對(duì)誤差均在0.02V以內(nèi)，這與采取8位A/D轉(zhuǎn)換器所能達(dá)成理論誤差精度相一致，在通常應(yīng)用場(chǎng)所能夠完全滿足要求。5.2性能分析因?yàn)閱纹瑱C(jī)為8位處理器，當(dāng)輸入電壓為5.00V時(shí)，輸出數(shù)據(jù)值為255（FFH）所以單片機(jī)最大數(shù)值分辨率為0.0196V（5/255）。這就決定了該電壓表最大分辨率（精度）只能達(dá)成0.0196V。測(cè)試時(shí)電壓數(shù)值改變通常以0.02V電壓幅度改變，如要取得更高精度要求，應(yīng)采取12位、13位A/D轉(zhuǎn)換器。簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表測(cè)得值基本上均比標(biāo)準(zhǔn)值偏大0.01-0.02V。這能夠經(jīng)過(guò)校正0808基準(zhǔn)電壓來(lái)處理，因?yàn)樵撾妷罕碓O(shè)計(jì)時(shí)直接用7805供電電源作為基準(zhǔn)電壓，電壓可能有偏差。另外能夠用軟件編程來(lái)校正測(cè)量值。ADC0808直流輸入阻抗為1M歐姆，能滿足通常電壓測(cè)試需要。另外，經(jīng)測(cè)試ADC0808可直接在2MHz頻率下工作，這么可省去分頻率14024。5.3數(shù)字電壓表仿真圖圖5-2數(shù)字電壓表仿真圖5.4仿真源程序ORG0000HSJMPMAINORG0003HLJMPPINT0MAIN:MOV50H,#19HMOV54H,#78HMOVDPTR,#7FF8HMOV51H,DPHMOV52H,DPLMOVR0,#04HMOV53H,#00HMOVR7,#00HSETBEASETBIT0SETBEX0L4:MOVR1,#00H;R1存放十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后低兩位MOVR2,#00H;R2存放十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后高兩位MOVR3,#0FFH;循環(huán)顯示十進(jìn)制數(shù)MOVR4,#00H;存放A/D轉(zhuǎn)換后十六進(jìn)制數(shù)MOVR5,#00H;存放0.5相加后數(shù)MOVX@DPTR,A;開始A/D轉(zhuǎn)換LCALLDELAY;調(diào)用延時(shí)大于A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間MOVXA,@DPTR;取A/D轉(zhuǎn)換后十六進(jìn)制數(shù)INCDPTR;A/D轉(zhuǎn)換芯片地址加一PUSHDPL;壓入堆棧PUSHDPHDECR0;4路轉(zhuǎn)換次數(shù)減一JZSB2;判斷是否是0VMOVR4,AL1:MOVA,R1;進(jìn)行十六進(jìn)制到十進(jìn)制調(diào)整ADDA,50H;每次加19DAAMOVR1,AJCL2;假如溢出則跳轉(zhuǎn)到L2MOVA,R5;進(jìn)行0.5V相加ADDA,54HDAAMOVR5,AJCL3;假如溢出則跳轉(zhuǎn)到L3SB1:DJNZR4,L1;判斷十六進(jìn)制數(shù)是否轉(zhuǎn)換完成，假如沒有則循環(huán)MOVA,R5SWAPAANLA,#0FHMOVB,R1ADDA,BDAAMOVR1,ASB2:LCALLDISPLCALLDJWDJNZR3,SB2POPDPHPOPDPLMOVA,53HINCAMOV53H,ACJNER0,#00H,L4LJMPMAINL2:CLRCMOVA,R2ADDA,#01HDAAMOVR2,ALJMPSB1L3:CLRC;0.5V相加溢出后進(jìn)位MOVA,R1ADDA,#01HDAAMOVR1,ALJMPSB1DISP:MOVA,R1;顯示電壓子程序SWAPAANLA,#0FHMOVDPTR,#TAB1MOVCA,@A+DPTRCLRP3.0MOVP1,ALCALLDELAYSETBP3.0MOVA,R2ANLA,#0FHMOVDPTR,#TAB1MOVCA,@A+DPTRCLRP3.1MOVP1,ALCALLDELAYSETBP3.1MOVA,R2SWAPAANLA,#0FHMOVDPTR,#TAB2MOVCA,@A+DPTRCLRP3.4MOVP1,ALCALLDELAYSETBP3.4RETDJW:MOVA,53H;顯示第幾路轉(zhuǎn)換電壓子程序MOVDPTR,#TAB1MOVCA,@A+DPTRCLRP3.5MOVP1,ALCALLDELAYSETBP3.5RETINTV:PUSHACC;只顯示其中一路中止PUSH53HMOV53H,#00HCX2:MOVR1,#00HMOVR2,#00HMOVR3,#0FFHMOVR4,#00HMOVDPH,51HMOVDPL,52HMOVX@DPTR,ALCALLDELAYMOVXA,@DPTRMOVR4,AJZSB22L11:MOVA,R1ADDA,50HDAAMOVR1,AJCL22MOVA,R5;進(jìn)行0.5V相加ADDA,54HDAAMOVR5,AJCL33SB11:DJNZR4,L11MOVA,R5SWAPAANLA,#0FHMOVB,R1ADDA,BDAAMOVR1,ASB22:LCALLDISPLCALLDJWJNBP3.3,EXITDJNZR3,SB22JNBP3.2,CX1LJMPCX2L22:CLRCMOVA,R2ADDA,#01HDAAMOVR2,ALJMPSB11L33:CLRCMOVA,R1ADDA,#01HDAAMOVR1,ALJMPSB11