单片机的数字电压表课程设计报告.doc

课程设计报告一、题目：基于单片机的数字电压表二、内容和要求：内容：利用带有ADC的 STC12C5A60S2单片机、1602LCD显示器设计一个数字电压表，要求：4位数码LCD显示，测量范围：05V。带8位LED。可自行添加器件实现其它功能。三、目的与意义：1、掌握单片机应用系统设计的基本方法；2、掌握模数转换电路原理及其应用；3、掌握单片机外围电路接口设计；4、掌握单片机应用软件编程的基本方法；5、掌握单片机应用系统制作、调试的基本方法。四、课程设计过程：1、总体方案与设计思路：系统主要功能：1、ADC转换；2、数据处理，包括乘除法；3、格式转换，二进制转十进制；4、LCD显示。主要器件：一、元件清单1、STC12C5A60S2（）单片机1片、40脚集成电路插座1个2、12晶振1个、30p瓷片电容2个；3、LED：红、绿、黄各3个，蓝、白各1个（8个作为流水灯、交通灯、步进电机演示，要求至少4色）；4、轻触开关5个（4个作为按键，1个作为复位）；5、脚自锁电源开关1个；6、1k、4.7K排阻各1个、10k电阻1个、可调电阻1个；7、40脚排针、排插各1个；8、1602LCD；9、复位电路：22uf电解电容1个、1电阻个。10、电源每2人一组；11、USB转串口数据线每2人1条（TTL电平）二、需要自配的元件：1、22uf电解电容1个；2、3.5mm电源插座1个。电路设计思路：本次课程设计使用的单片机为STC12C5A60S2增强型单片机，带有ADC转换器，为8路电压输入型。输入口为P1口。P1口既可以设为I/O口，又可以设为A/D转换口。本次设计使用P1.0做为AD转换输入口，输入电压经一个10K限流电阻连接P1.0口，输入电压为系统电压，经一滑动变阻器接接到P1.0口。 LCD的数据/命令输入端口接下单片机的P0口，P0口接上一个1K的排阻作为上拉电阻。LCD的RS（数据/命令选择端4引脚）、RW（读写选择端5引脚）、E（使能信号端6引脚）分别接于P2的P2.0、P2.1、P2.2。四个轻触开关分别接在P2的4、5、6、7口。2、原设计Proteus原理图在以上电路中必须加入3.5mm电源插座和电源开关。3、电路原理图；4、PCB版图；四、软件设计：1）系统框图：输入电压ADC转换数据处理并送LCD显示 ADC转换：本次使用的单片机是带ADC转换的逐次比较型的ADC，ADC换口在P1口（P1.7-P1.0），有8路10位高速转换器。本次设计使用P1.0口作模拟电压输入，ADC将模拟电压转化为相应的数字量。 数据处理并LCD显示：ADC转换得到的二制数只是二进制数，还需要进一步处理得到十进数，并且进行精度处理，也就是课题要求的四位有效数据。对数据的处理按下工式式中D为ADC的转换的二进数，V为显示的数据。V设为浮点型数，乘以1000后强制转换为整型。则得到四位有效数据。再依次除于1000取商则得个位，取余除于100取商则得十分位，再取余除10则得百分位，取余则得千分位。将各位加0x30转化为ASCII码后送LCD显示。2）软件流程图子程序流程图主程序的流程图 Write_com()LCD写命令函数 write_data()LCD写数据函数Initlcd()LCD初始化函数 Initadc()ADC初始化函数 get_data()ADC启动函数 change_data()数据处理并显示函数 delay()延时函数开始Resl=ADC_RESresl=(resl0x=zx0结束y-x-YNYN源程序#include#defineuchar unsigned char#define uint unsigned intsbit lcdrs=P20; /LCD数据/命令选择端sbit lcdrw=P21; / LCD读写控制端sbit lcden=P22;/LCD使能信号端uchar code table1=channel 0 (0-5V);/LCD第一行显示uchar code table2=voltage:0;/LCD第二行显示void delay(uint z);/函数声明void write_com(uchar com);void write_data(uchar date);void initlcd();void initadc();void get_data();void change_data();void main()/主函数EA=0;initlcd();initadc();while(1)get_data();P3=ADC_RES;change_data(); void delay(uint z)/延时函数uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-); void write_com(uchar com)/ LCD写命令函数lcdrs=0;P0=com;delay(10);lcden=1;delay(10);lcden=0;void write_data(uchar date)/LCD写数据函数 lcdrs=1; P0=date; delay(10); lcden=1; delay(10); lcden=0;void initlcd()/LCD初始化函数uchar num;lcden=0;lcdrw=0;write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80);for(num=0;num16;num+)write_data(table1num);write_com(0x80+0x40);for(num=0;num9;num+)write_data(table2num);P3=0;void initadc()/ADC转换器初始化函数P1ASF = 0x01; ADC_RES=0;ADC_RESL=0; ADC_CONTR = 0x00;delay(5);AUXR1=0x00;void get_data()/ADC启动函数ADC_CONTR = 0x80;delay(5);ADC_CONTR |= 0x08;delay(5); while (!(ADC_CONTR &0x10 );ADC_CONTR=ADC_CONTR&0xef;delay(5); void change_data() /数据处理并显示函数 float vin;uint resl;uchar i;resl=ADC_RES;resl=(resl2)+ADC_RESL;vin=resl*5.0/1023;resl=(uint)(vin*1000);i=(uchar)(resl/1000);resl=resl%1000;i=i+0x30;write_com(0x80+0x48);write_data(i);write_data(.);i=(uchar)(resl/100);resl=resl%100;i=i+0x30;write_data(i);i=(uchar)(resl/10);i=i+0x30;write_data(i);i=(uchar)(resl%10);i=i+0x30;write_data(i);5、电路版制作调试过程1、PCB板的制作1）分析资料，设计电路，用Protel原理图在DXP中绘制原理接线图。 2）画好封装图后，将各封装导入对应的元件，将原理图导入PCB板中，手动调整好元件的位置，将同一功能的元件尽量放在一起，晶振和瓷片电容要放在一起且靠近单片机。在调整时需要注意元件之间的距离。然后进行自动布线，待自动布线完后，进行手动调整，尽量减少跳线。3）到实验室将板子做出来，需要注意的是在将PCB图过塑到板子是要小心，如果有断线要加墨使其连接。4）焊接元件前，先再次检查PCB板的线路有没有正确。待检查无误后，把元件焊上去，在焊完一部分时要检测有没有虚焊和短焊。2、PCB板的调试1）流水灯测试：编写流水灯程序，送P3口显示。ORG 0 MAIN:MOV DPTR,#TAB MOV R5,#71H LOOP:MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV P3,A ACALL DELAY ACALL DELAY INC DPTR DJNZ R5,LOOP LJMP MAINDELAY:MOV R7,#00H MOV R6,#00H DE:DJNZ R7,$ DJNZ R6,DE RET TAB:DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,7FH DB 0FFH,7FH,0BFH,0DFH,0EFH,0F7H,0FBH,0FDH DB 0FEH,0FFH,0FEH,0FCH,0F8H,0F0H,0E0H,0C0H DB 80H,00H,80H,0C0H,0E0H,0F0H,0F8H,0FCH DB 0FEH,0FFH,7FH,3FH,1FH,0FH,07H,03H DB 01H,00H,01H,03H,07H,0FH,1FH,3FH DB 7FH,0FFH,7EH,3CH,18H,00H,18H,3CH DB 7EH,0FFH,0FEH,0FCH,0FCH,0F9H,0F3H,0E7H DB 0CFH,9FH,3FH,7FH,0FFH,7FH,3FH,9FH DB 0CFH,0E7H,0F3H,0F9H,0FCH,0FEH,0FFH DB 0FEH,0FCH,0F8H,0F0H,0E0H,0C0H,80H,00H DB 80H,40H,20H,10H,08H,04H,02H,01H,00H DB 01H,02H,04H,08H,10H,20H,40H,80H,00H DB 80H,0C0H,0E0H,0F0H,0F8H,0FCH,0FEH,0FFH END2）LCD测试；编写LCD驱动程序，让LCD显示一段字符测试程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code table=lizhongmin;uchar code table1sbit lcdrs=P20; /LCD数据/命令选择端sbit lcdrw=P21;/读写控制端sbit lcden=P22;/使能控制端uchar num;void delay(uint z) /延时函数uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-); void write_com(uchar com)/LCD写命令函数lcdrs=0;P0=com;delay(10);lcden=1;delay(10);lcden=0;void write_data(uchar date) /LC写数据函数lcdrs=1;P0=date;delay(10);lcden=1;delay(10);lcden=0; void init() /LCD初始化lcden=0;lcdrw=0;write_com(0x38);write_com(0x0e);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80);void main() /主函数init();for(num=0;num10;num+)/显示第一行write_data(tablenum);delay(20); write_com(0x80+0x40);/显示第二行for(num=0;num11;num+)write_data(table1num);delay(20);while(1);测试结果：LCD第一行显示“oumeiqing”，第二行显示。3）数据处理：给一个二进制，代入计算公式转成电压送LCD显示。测试程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit lcdrs=P20;sbit lcdrw=P21;sbit lcden=P22;void delay(uchar z) /延时函数uchar x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void write_com(uchar com) /LCD写命令函数lcdrs=0;P0=com;delay(10);lcden=1;delay(10);lcden=0;void write_data(uchar date) /LCD写数据函数lcdrs=1;P0=date;delay(10);lcden=1;delay(10);lcden=0;void initlcd() /LCD初始化 lcden=0; lcdrw=0; write_com(0x38); write_com(0x0e); write_com(0x06); write_com(0x01); write_com(0x80); void main() /主函数 float vin;uint resl;uchar i;initlcd();/LCD初始化resl=1023; /设一个十位二进制数vin=resl*5/1023.0;resl=(uint)(vin*1000);i=(uchar)(resl/1000);resl=resl%1000;i=i+0x30;write_com(0x80);write_data(i);write_data(.);i=(uchar)(resl/100);resl=resl%100;i=i+0x30;write_data(i);i=(uchar)(resl/10);i=i+0x30;write_data(i);i=(uchar)(resl%10);i=i+0x30; write_data(i);测试结果：当resl=1023时，LCD显示5.000；当resl=512时LCD显示2.500；当resl=0时；LCD显示0.000。6、制作作品