电子信息专业论文多路采集液晶数字电压表.doc

学 号： 0965121003 杭州师范大学 钱江学院单片机实训题 目 多路采集数字电压表（软件）分 院钱 江 学 院专 业电 子 信 息班 级电 子 091姓 名 褚 富 华指导教师 孙 亚 萍2012年1 0月0 9日1目 录第一章 引 言1第二章 仿真软件介绍12.1 仿真软件简介1 2.1.1 proteus 6 professional1 2.1.2 keil uvision22第三章 电路原理图、程序流程图23.1主程序设计33.2 a/d转换程序33.3 lcd显示程序设计4第四章 系统的软件实现5第五章 系统调试11第六章 实训总结12参 考 文 献12第一章 引 言数字电压表的基本工作原理是利用a/d转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号，通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。较之于一般的模拟电压表，数字电压表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。电压表的数字化测量，关键在于如何把随时连续变化的模拟量转化成数字量，完成这种转换的电路叫模数转换器（a/d）。数字电压表的核心部件就是a/d转换器，由于各种不同的a/d转换原理构成了各种不同类型的dvm。一般说来，a/d转换的方式可分为两类：积分式和逐次逼近式。积分式a/d转换器是先用积分器将输入的模拟电压转换成时间或频率，再将其数字化。根据转化的中间量不同，它又分为u-t（电压-时间）式和u-f（电压-频率）式两种。逐次逼近式a/d转换器分为比较式和斜坡电压式，根据不同的工作原理，比较式又分为逐次比较式及零平衡式等。斜坡电压式又分为线性斜坡式和阶梯斜坡式两种。在高精度数字电压表中，常采用由积分式和比较式相结合起来的复合式a/d转换器。本设计以at89c51单片机为核心，以逐次比较型a/d转换器adc0808、液晶显示器lcd1602为主体，构造了一款简易的数字电压表，能够测量1路05v直流电压，最小分辨率0.001v。第二章 仿真软件介绍2.1 仿真软件简介2.1.1 proteus 6 professionalisis 6 professiona软件是它不仅具有其它eda工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。它从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到pcb设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前将电路仿真软件、pcb设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、hc11、pic10/12/16/18/24/30/dspic33、avr、arm、8086和msp430等，2010年即将增加cortex和dsp系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持iar、keil和mplab等多种编译器。isis 6 professiona软件具有的功能：原理布图；pcb自动或人工布线；spice电路仿真。2.1.2 keil uvision2keil提供了包括c编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uvision）将这些部分组合在一起。keil c51集成开发环境主要由菜单栏、工具栏、源文件编辑窗口、工程窗口和输出窗口五部分组成。工具栏为一组快捷工具图标，主要包括基本文件工具栏、建造工具栏和调试工具栏，基本文件工具栏包括新建、打开、拷贝、粘贴等基本操作。建造工具栏主要包括文件编译、目标文件编译连接、所有目标文件编译连接、目标选项和一个目标选择窗口。调试工具栏位于最后，主要包括一些仿真调试源程序的基本操作，如单步、复位、全速运行等。在工具栏下面，默认有三个窗口。左边的工程窗口包含一个工程的目标（target）、组（group）和项目文件。右边为源文件编辑窗口，编辑窗口实质上就是一个文件编辑器，我们可以在这里对源文件进行编辑、修改、粘贴等。下边的为输出窗口，源文件编译之后的结果显示在输出窗口中，会出现通过或错误（包括错误类型及行号）的提示。第三章 电路原理图、程序流程图根据需要，可将系统软件按照功能划分为4个模块，分别是主程序模块、a/d转换模块、液晶显示模块、中断服务程序模块(改变显示的小数点位置)，各模块的功能关系如图3.1所示。编写系统软件时，可首先编写各模块的底层驱动程序，而后是系统联机调试，编写上层主程序。系统主程序液晶管显示a/d转换中断服务.图3.1 系统软件框图3.1主程序设计图3.2 主程序流程图主程序主要负责初始化工作：设置定时器、寄存器的初值，启动a/d转换，读取转换结果，处理量程转换响应，控制液晶实时显示等，其流程图如图3.2所示。3.2 a/d转换程序a/d转换程序的功能是采集数据，在整个系统设计中占有很高的地位。当系统设置好后，单片机扫描转换结束管脚p1.7的输入电平状态，当输入为高电平则转换完成，将转换的数值转换并显示输出。若输入为低电平，则继续扫描。程序流程图如图3.3所示。图3.3 a/d转换程序流程图 3.3 lcd显示程序设计lcd显示程序的设计一般先要确定lcd的初始化、光标定位、确定显示字符后，显示流程如图3.4显示。图3.4 lcd显示程序流程图3.4 lcd初始化从通电开始延时，先经过判忙后再进行功能设置，过一段时间后可以设制显示状态（如设制行、位或阵列）再经过延时清屏后才可以设置输入方式，具体实现过程如图3.5所示。图3.5 lcd初始化流程图第四章 系统的软件实现lcd1602的驱动程序#include#define uchar unsigned charsbit rs=p20;sbit rw=p21;sbit e=p22;/延时程序void delayms(uchar ms)uchar i;while(ms-)for(i=0;i250;i+);/忙检程序(读状态）uchar busy_check()uchar lcd_status;rs=0; /寄存器选择rw=1; /读状态寄存器e=1; /开始读delayms(1);lcd_status=p0;e=0;return lcd_status;/写lcd命令void write_lcd_command(uchar command)while(busy_check()&0x80)=0x80);/忙等待，等待忙碌标志位bf(d7)=0rs=0; /选择命令寄存器rw=0; /写e=0;p0=command;e=1;delayms(1);e=0;/发送数据(写数据）void write_lcd_data(uchar dat)while(busy_check()&0x80)=0x80);/忙等待，等待忙碌标志位bf(d7)=0rs=1; /选择数据存储器rw=0; /写e=0;p0=dat;e=1;delayms(1);e=0;/lcd初始化void initialize_lcd()write_lcd_command(0x38); /dl=1:8位，n=1:双行显示，f=0:5*7点阵字符delayms(1);write_lcd_command(0x01); /清屏delayms(1);write_lcd_command(0x06); /字符进入模式，屏幕不动，字符后移delayms(1);write_lcd_command(0x0c); /显示屏开，光标不显示不闪烁delayms(1);/显示字符串函数void show_string(uchar x,uchar y,uchar *s)uchar i=0;/设置显示起始位置if(y=0) write_lcd_command(0x80|x);/首行第一个地址0x80，if(y=1) write_lcd_command(0xc0|x);/第二行第一个地址0x80+0x40,即从0xc0开始/输出字符串for(i=0;i16;i+)write_lcd_data(si);主程序/*15和2628（in0in7）：8路模拟量输入端。 8、14、15和1721：8位数字量输出端。 22（ale）：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 6（start）： ad转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动a/d转换）。 7（eoc）： ad转换结束信号，输出，当ad转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 9（oe）：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当ad转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 10（clk）：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640khz。 11（vcc）：主电源输入端。 12（vref（+）和16（vref（-）：参考电压输入端 13（gnd）：地。 2325（add_a,add_b,add_c）：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路*/#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit clk=p24;sbit st=p25;sbit eoc=p27;sbit oe=p17;sbit add_a=p10;/ad0808的输入控制引脚sbit add_b=p11;sbit add_c=p12;sbit s0=p13;sbit s1=p14;uchar *display1=wellcome to use!;uchar *display2=author:chufuhua;uchar *display3=current voltage ;uchar *display4= v is 0.000v ;uchar ad_data,zs,x1,x2,x3,x4;uchar t0num=0;bit sim=1;/函数声明void delayms(uchar);void write_lcd_command(uchar);void write_lcd_data(uchar);void initialize_lcd();void show_string(uchar,uchar,uchar);/启动ad转换程序void ad_convert()st=0;clk=0;delayms(1);st=1;clk=1;delayms(1);st=0;clk=0;while(eoc=0)clk=1;delayms(1);clk=0;delayms(1);oe=1;ad_data=p3;oe=0;void change()double value;uint xs;value=ad_data*0.0196078;/电压值zs=(uchar)value;/整数xs=(uint)(value-zs)*1000);/小数x3=xs%10; /小数第3位x2=xs/10%10; /小数第2位x1=xs/100; /小数第1位void write_sfm(uchar add,uchar dat) /转字符串函数write_lcd_command(0x80+0x40+add);write_lcd_data(0x30+dat);void timer0() interrupt 1th0=(65536-50000)/256; /定时50mstl0=(65536-50000)%256;t0num+;if(t0num=20) /50ms*20=1s进行一次转换t0num=0;sim=1;void main()initialize_lcd(); /初始化lcdshow_string(0,0,*display1); /显示wellcome to use!show_string(0,1,*display2); /显示author:chufuhuadelayms(250);delayms(250);delayms(250);show_string(0,0,*display3); /显示current voltage show_string(0,1,*display4); /显示 v is 0.000v delayms(250);delayms(250);delayms(250);tmod=0x01; /定时器0工作方式1th0=(65536-50000)/256; /定时50mstl0=(65536-50000)%256;ea=1; /开总中断et0=1; /开定时器0中断tr0=1; /启动定时器0while(1) if(s0=0&s1=0) /路径选择由开关s0,s1设置 add_a=0; add_b=0; add_c=0; x4=0; else if(s0=0&s1=1) add_a=1; add_b=0; add_c=0;x4=1; else if(s0=1&s1=0) add_a=0; add_b=1; add_c=0; x4=2; else add_a=1; add_b=1; add_c=0;x4=3; write_sfm(9,zs); write_sfm(11,x1); write_sfm(12,x2); write_sfm(13,x3); write_sfm(3,x4); if(sim=1)ad_convert();change();sim=0;第五章 系统调试 当按键s0=1，s0=0是ad0808的in3模拟输入端选通(s0，s1控制ad0808的地址输入线，地址输入线控制ad0808的模拟输入端口1n0in7)，当前电压值进入ad0808将模拟信号转换成数字信号经过out端输出，单片机的p3口将数据接收然后转换成lcd1602的显示码，通过lcd1602液晶屏幕进行显示。如图5.1所示。液晶屏幕显示当前流通的电压值