1、江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計)05V電壓表以及計數(shù)器系統(tǒng) 學(xué) 生 黃柏明 指導(dǎo)老師 _黃 美 紅_專 業(yè) _機(jī)電一體化_層 次 _大學(xué)?？芲班 級 _09機(jī)電2班_ 學(xué) 號 _A0711232_ 日 期 _2010年4月27日_ 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院科研處制論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是本人在老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果將由本人承擔(dān)。論文設(shè)計作者(簽名)： 日期： 年

2、月 日摘要本文介紹了用ADC0804轉(zhuǎn)換芯片AT89C51單片機(jī)設(shè)計制作的數(shù)字直流電壓表，及用ADC0809芯片AT89C52單片機(jī)設(shè)計制作的數(shù)字直流電壓表，在測量儀器中，電壓表是必須的，電壓表的好壞直接影響到測量精度。具有一個精度高、轉(zhuǎn)換速度快、性能穩(wěn)定的電壓表才能符合測量的要求。為此，我們設(shè)計了這兩種單片機(jī)類別的數(shù)字電壓表，并加以比較，A/D轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)的控制下完成對模擬信號的采集和轉(zhuǎn)換功能，最后由數(shù)碼管顯示采集的電壓值。此設(shè)計通過調(diào)試完全滿足設(shè)計的指標(biāo)要求。電路設(shè)計簡單，設(shè)計制作方便有較強(qiáng)的實(shí)用性。關(guān)鍵詞： MCS-51單片機(jī)； 直流電壓； A/D轉(zhuǎn)換； 程序框圖； AbstractT

3、his article describes the conversion with the ADC0804 chip AT89C51 microcontroller designed and manufactured digital DC voltage meter, and the use of ADC08019 chip AT89C52 microcontroller designed and manufactured digital DC voltage meter, measuring instruments, the voltage meter is a must, voltmete

4、r will have a direct impact on measurement accuracy. With a high accuracy, conversion speed, stable performance of the voltmeter in order to meet the measurement requirements. To this end, we have designed these two types of digital voltage meter microcontroller and compared, A / D converter under t

5、he control of the MCU to complete the analog signal acquisition and conversion, finally collected by the digital tube display voltage value.This design through debugging fully meet the design requirements of the target. Circuit design simple, designed to facilitate a stronger practical.Keywords: MCS

6、-51 microcontroller; DC voltage; A / D converter; process block diagram; 第一章 引言 511單片機(jī)簡介 5第二章 系統(tǒng)設(shè)計 61.2設(shè)計要求 61.3總體設(shè)計 6設(shè)計方案（一）6設(shè)計方案（二）7方案（1）電路圖9方案（2）電路圖101.5程序流程圖111.6源程序設(shè)計131.7總體設(shè)計性能分析22第三章 參考文獻(xiàn) 23第四章 畢業(yè)設(shè)計（論文）謝詞 .24第五章 結(jié)束語.25第六章 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯記錄26 單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力(如算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理)的微處理

7、器(CPU)。隨著單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種單片機(jī)蜂擁而至，單片機(jī)技術(shù)已成為一個國家現(xiàn)代化科技水平的重要標(biāo)志。單片機(jī)可單獨(dú)地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機(jī)最大的特征。單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復(fù)雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，可以軟件控制來實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化?，F(xiàn)在單片機(jī)控制范疇無所不在，例如通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過程控制和專用控制裝置等等，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。本畢業(yè)設(shè)計的課題是“05V數(shù)字電壓表的設(shè)計”。主要考核我們對單片機(jī)技術(shù)，編程能力等方面的情況。觀察獨(dú)立分析、設(shè)計單片機(jī)的能力，以及實(shí)際編程技能。本課題主要解決A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及顯示控

8、制等三個模塊。控制系統(tǒng)采用AT89C51、AT89C52單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0804、ADC0809。第二章 系統(tǒng)設(shè)計一：05V電壓表以及計數(shù)器系統(tǒng)的設(shè)計要求 能測量05V的直流電壓，其誤差范圍在±0.2V.顯示電壓的刷新速度不小于200ms.該系統(tǒng)應(yīng)帶有計數(shù)功能。計數(shù)范圍為09999，能用按鍵調(diào)整計數(shù)器的值。并且使用的元器件最少。二：設(shè)計總體方案方案1：采用ADC0804和AT89C51單片機(jī)加數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)（ADC0804與單片機(jī)接口電路和數(shù)碼管的電路如圖（1） AT89C51單片機(jī)是一個128*8位的內(nèi)部RAM；內(nèi)含4 KB可反復(fù)擦除（大于1000次）ISP FLASH

9、ROM ；32個雙向I/O口；全雙工UART串行中斷口線，2個外部中斷，2個16位定時/計數(shù)器；軟件設(shè)計空閑和省電模式，工作電壓為4。5V5。5V，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及8051引腳結(jié)構(gòu)。ADC0804：字長為8位，轉(zhuǎn)換速率為10KHZ（100us）。其使用的時鐘頻率可通過遷擇外接RC元件值將其設(shè)置為不小于800KHZ（fclk1/1.1RC,R10K）。但ADC0804時鐘要外接RC，不符合設(shè)計要求。數(shù)碼管采用共陰LED84S四位數(shù)碼顯示。數(shù)碼管的驅(qū)動電流大，需要接驅(qū)動電路，增加了元件，不符合設(shè)計的要求。并且它的刷新速率慢。方案2

10、：采用ADC0809和AT89C52單片機(jī)加16*2 LCD來實(shí)現(xiàn)（見電路（2） AT89C52單片機(jī)包含了AT89C51所有的特征和功能，而且它比89C51多加了4 KB可反復(fù)擦除ISP FLASH ROM。這給寫程序帶來了方便。ADC0809：字長為8位，轉(zhuǎn)換速率可達(dá)50KHZ（20us）。時鐘頻率（CLOCK）可通過單片機(jī)來設(shè)定。減少了外圍元件。其轉(zhuǎn)換精度也達(dá)到了設(shè)計的要求。由于ADC0809的參考電壓VREF=5V所以轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)要經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，在LCD上顯示實(shí)際電壓應(yīng)為D/256*VREF。 特點(diǎn)：5V電壓供電 具有三態(tài)輸出，可與單片機(jī)直接相連。 允許05V的模擬電壓輸入引腳功能如下

11、：IN0IN7：8路模擬量輸入ADDC、ADDB、ADDA：三位地址輸入，地址不同可選擇不同的8路輸入ALE：地址鎖存啟動信號。OUT1OUT8：數(shù)據(jù)輸出OE：輸出允許信號，當(dāng)OE=1時，數(shù)據(jù)允許輸出START：啟動信號輸入端，當(dāng)START為正脈沖時則啟動A/D轉(zhuǎn)換。EOC：轉(zhuǎn)換完成信號，當(dāng)EOC=1時，表明內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換完畢。CLK：時鐘信號VREF+、VREF-：參考信號。 LCD 16*2：其刷新速率滿足設(shè)計要求。并且LCD模塊不但簡便而且又省電，LCD的顯示方法很簡單比如要顯示A，字符A的字符碼為01000001=41H，則只要把41H送到LCD模塊就可以顯示A。LCD 的引腳功能如下

12、：VDD：電路的主電源接+5VVSS：電路的地電位VC ：顯示字形明暗對比控制DB7DB4：數(shù)據(jù)總線的高4位 DB7也用來傳送忙碌標(biāo)志BF的內(nèi)容，DB3DB0：數(shù)據(jù)總線低4位， 當(dāng)與4位的單片機(jī)相接時，LCD模塊只使用DB7DB4。E ：使能端R/ -W ：=1時，表示單片機(jī)要從LCD模塊中讀取數(shù)據(jù) =0時，表示單片機(jī)要把數(shù)據(jù)或指令寫入LCD模塊中RS ：寄存器選擇信號 =1時，選中數(shù)據(jù)寄存器 =0時，選中指令寄存器結(jié)論：綜合各相關(guān)因素考慮，采用方案二比較合理。 方案一電路圖（1） 方案二電路圖（2）三：程序流程圖 開始 1 設(shè)定LCD模塊初始狀態(tài)為：（1）2行顯示，8位顯示，5*7點(diǎn)字形（2

13、）每當(dāng)LCD模塊接收1字節(jié)數(shù)據(jù)后，AC值自動加1（3）不顯示小數(shù)點(diǎn) 2 設(shè)定DDRAM的地址為00H，以便從顯示器第1行的第1個字開始顯示 3 21HP3，22H21H，21P3 4 1： Made by V HuangBaiMming 調(diào)用顯示 5初始化0809，把P2=DB0_DB7如果OE=1，則把數(shù)據(jù)放在44H和45H中，并調(diào)用顯示程序。OE=0，則在此等待。 6掃描P3口，如果P3.7由1變0則40H加1（計數(shù)器1的內(nèi)容加1），如果P3.6由1變0則40H減1。（計數(shù)器1的內(nèi)容減1），調(diào)用顯示程序 7 顯示程序返回 結(jié)束 四：總體性能分析 根據(jù)MF47萬用表（測量直流電壓誤差為

14、77;0.1V）實(shí)驗結(jié)果,證明該0-5V電壓表達(dá)到設(shè)計的要求。其測量數(shù)據(jù)如下：電壓(V)00.511.522.533.544.55MF47型萬用表0 0.5 11.5 2 2.5 33.5 4 4.5 5該系統(tǒng) 0 0.5 11.52 2.5 33.544.5 5.1數(shù)據(jù)證明，該系統(tǒng)測量0-5V直流電壓其誤差范圍在±0.2V。調(diào)節(jié)P3.7 和P3.6口的按鍵，能實(shí)現(xiàn)09999的可調(diào)節(jié)計數(shù)功能，顯示電壓的刷新速度不小于200ms/次。設(shè)計所用的元器件數(shù)目最少，各項性能和指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計的要求。 注： 程序如下 附源程序ADC EQU 55H/裝數(shù)據(jù)ORG 00H MOV P0,#0FF

15、HMOV P2,#0FFHSJMP TESTORG 0BHLJMP INT_T0/跳到中斷程序TEST:ACALL INIT ACALL LABLE/調(diào)用初顯畫面 START: MOV TMOD,#02H/工作方式1，16位計數(shù) MOV TH0,#20/ MOV TL0,#00H MOV IE,#82H SETB TR0 CLR P0.0/初始化0809 START/ALE 0-1-0 SETB P0.0 NOP NOP CLR P0.0 /P0.0 START 0.1 EOC 0.2 OE 0.3 CLOCK 0.4 ALE WAT: JNB P0.1,WAT/如果EOC為1則跳轉(zhuǎn) SETB

16、 P0.2/允許數(shù)據(jù)輸出 NOP NOP NOP MOV ADC ,P2/將數(shù)據(jù)送到ADC NOP NOP CLR P0.2/關(guān)閉數(shù)據(jù)輸出 ACALL CHECK/調(diào)用按鍵掃描程序 ACALL CNTDSP/調(diào)用按鍵加程序 AJMP START/返回主程序 NOP NOP NOP AJMP START/如果程序出錯則返回主程序INIT:ACALL DELAY/液晶顯示初始化程序 MOV A,#38H ACALL WRINS/調(diào)用寫命令程序 MOV A,#38H ACALL WRINS MOV A,#38H ACALL WRINS MOV A,#38H ACALL WRINS MOV A,#08

17、H ACALL WRINS MOV A,#01H ACALL WRINS MOV A,#06H ACALL WRINS MOV A,#0CH ACALL WRINS MOV 40H,#0000H/各顯示單元清0 MOV 41H,#0000H MOV 42H,#0000H MOV 43H,#0000H MOV 44H,#0000H MOV 45H,#0000H MOV 46H,#0000H MOV 47H,#0000H MOV 21H,P3/將初始按鍵值給21H RETDSP4: ACALL WRDATA/寫數(shù)據(jù) INC R7AJMP NEXT1LABLE:ACALL L0101/初始顯示的數(shù)據(jù)

18、 MOV A, #'1' ACALL WRDATA MOV A,#':' ACALL WRDATA ACALL L0204 MOV DPTR ,#TAB1 DISPLAY1:MOV R7,#00HNEXT1: MOV A ,R7 MOVC A,A+DPTRCJNE A,#10H,DSP4 ACALL L0201 MOV A, #' ' ACALL WRDATA MOV A,#'+' ACALL WRDATA ACALL L0205 MOV DPTR ,#TAB2 DISPLAY:MOV R7,#00HNEXT: MOV A ,R7

19、 MOVC A,A+DPTRCJNE A,#10H,DSP1LCALL STARTDSP1: ACALL WRDATA INC R7AJMP NEXTCHECK: MOV 22H,21H MOV 21H,P3/P3.7按鍵是否由1變0CHK1: JB 21H.7,CHK2 /如果是則加1 JNB 22H.7,CHK2 MOV R0,#40H ACALL CNTINCCHK2:JB 21H.6,OK/P3.6按鍵是否由1變0 JNB 22H.6,OK/如果是則減1 MOV R0,#40H/ ACALL DEC1OK:RETDEC1: MOV A,R0/按鍵減1程序 DEC A PUSH ACC

20、ANL A,#00001111B CJNE A,#0FH, AAA POP ACC DEC A DEC A DEC A DEC A DEC A DEC A MOV R0,ABBB: JC DCC INC R0 MOV R0,#00 SJMP OK1DCC: INC R0 MOV A,R0 DEC A MOV R0,A MOV 40H,#99 SJMP OK1OK1:RET AAA: POP ACC MOV R0,ASJMP BBB/CCC : POP ACC/DDD: MOV R0,A CNTINC:MOV A,00H/按鍵加1程序 MOV A,#1 ADD A,R0 DA A MOV R0,

21、A INC R0 MOV A ,#0 ADDC A,R0 DA A MOV R0,A CLR A RET INT_T0:CPL P0.3/提拱CLOCK信號 RETICNTDSP:ACALL ASCII0/將數(shù)字轉(zhuǎn)成ASCIIO用于顯示 LL: ACALL L0103 MOV R0,#33H ACALL DSP ACALL L0203 MOV R0,#3BH ACALL DSP RETASCII0: MOV R0,#40H MOV R1,#30H MOV A,R0 PUSH ACC ANL A,#00001111B ADD A,#30H MOV R1,A MOV A,R0 POP ACC SW

22、AP A ANL A,#00001111B ADD A,#30H INC R1 MOV R1,A INC R0 INC R1 MOV A,R0 PUSH ACC ANL A,#00001111B ADD A,#30H MOV R1,A POP ACC SWAP A ANL A,#00001111B ADD A,#30H INC R1 MOV R1,A MOV R0,#44H MOV R1,#38H MOV A,#26H ADD A,#30H MOV R1,A INC R1 MOV A,ADC MOV B,#5/0809數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理程序 DIV AB MOV B,#10 DIV AB PUSH

23、ACC MOV A,B ANL A,#00001111B ADD A,#30H MOV R1,A INC R1CLR AADD A,#2EHMOV R1,AINC R1 POP ACC ANL A,#00001111B ADD A,#30H MOV R1,A RET DSP:MOV R1,#4LOOP2:MOV A,R0 ACALL WRDATA DEC R0 DJNZ R1,LOOP2 RET DELAY:MOV R6,#100DL: MOV R7,#200 DJNZ R7,$ DJNZ R6,DL RETL0101:MOV A,#10000000B/顯示的地址程序，為第一行第一個字顯示 A

24、CALL WRINS RETL0103:MOV A,#10000010B/第一行第三個字 ACALL WRINS RETL0201:MOV A,#11000000B/第二行第一個字地址 ACALL WRINS RETL0203:MOV A,#11000010B/第二行第三個字 ACALL WRINS RETL0204:MOV A,#10000111B/第一行第八個字即MADE OF ACALL WRINS RETL0205:MOV A,#11000110B/第二行第七個字地址，即LIUZHIBIN WRINS:MOV P3,#11111000B/寫命令程序 NOP SETB P3.0 MOV

25、P1,A NOP CLR P3.0 ACALL DLY1 RETDLY1: MOV R6,#20DL1: MOV R7,#200 DJNZ R7,$ DJNZ R6,DL1 RETWRDATA: MOV P3,#11111100B/寫數(shù)據(jù)程序 NOPSETB P3.0MOV P1,ANOPCLR P3.0ACALL DLY2RETDLY2: MOV R6,#80 DJNZ R6,$RETTAB1:DB' '/所要顯示的數(shù)據(jù) DB 'Ma'DB'de'DB' 'DB'b'DB'y'DB 10HRETT

26、AB2: DB' 'DB'Li'DB'uZ'DB 'hi'DB'Bi'DB'n'DB 10HRETEND總體性能分析 根據(jù)MF47萬用表（測量直流電壓誤差為±0.1V）實(shí)驗結(jié)果,證明該0-5V電壓表達(dá)到設(shè)計的要求。其測量數(shù)據(jù)如下：電壓(V)00.511.522.533.544.55MF47型萬用表0 0.5 11.5 2 2.5 33.5 4 4.5 5該系統(tǒng) 0 0.5 11.52 2.5 33.544.5 5.1數(shù)據(jù)證明，該系統(tǒng)測量0-5V直流電壓其誤差范圍在±0.2V。調(diào)節(jié)

27、P3.7 和P3.6口的按鍵，能實(shí)現(xiàn)09999的可調(diào)節(jié)計數(shù)功能，顯示電壓的刷新速度不小于200ms/次。設(shè)計所用的元器件數(shù)目最少，各項性能和指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計的要求。三參考文獻(xiàn) 1 李廣弟等 單片機(jī)基礎(chǔ) 北京航空航天出版社， 2001.7 2 樓然苗等 51 系列單片機(jī)設(shè)計實(shí)例 北京航空航天出版社， 2003.3 3 唐俊翟等 單片機(jī)原理與應(yīng)用 冶金工業(yè)出版社， 2003.9 4 劉瑞新等 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程 機(jī)械工業(yè)出版社， 2003.7 5 吳國經(jīng)等 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 中國電力出版社， 2004.1 6 李全利，遲榮強(qiáng)編著 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 高等教育出版社，2004.1 7 侯媛彬等，凌陽單片機(jī)原理及其畢業(yè)設(shè)計精選 2006年，科學(xué)出版社 8 羅亞非，凌陽十六位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)2003年 北京航空航天大學(xué)出版社 9 北京北陽電子有限公司，061A凌陽單片機(jī)及其附帶光盤2003年 10 張毅剛等， MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計，哈工大出版社，2004年第2版 11 霍孟友等，單片機(jī)原理與應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出