毕业论文（设计）-数字电压表的设计.doc

宜宾职业技术学院宜宾职业技术学院 毕业论文 设计 题目 简易数字电压表的设计 系 部 电 子 系 专 业 名 称 电气自动化技术 班 级 电 气 1051 姓 名 袁 晓 琴 学 号 200510274 指 导 教 师 凌 泽 明 2007 年 9 月 23 日 宜宾职业技术学院 毕业论文 设计 选题报告 姓名袁晓琴性别女学号200510274系部电子系专业电气自动化 论文 设计 题 目 简易数字电压表的设计 课题来源课题类别工程设计 选做本课题的原因及条件分析 数字电压表 Digital Voltmeter 简称 DVM 它是采用数字化测量技术 把连续的模拟量 直流输入电压 转换成不连续 离散的数字形式并加以显示的仪表 传统的指针式电压 表功能单一 精度低 不能满足数字化时代的需求 采用单片机的数字电压表 由精度高 抗干扰能力强 可扩展性强 集成方便等 与此同时 由 DVM 扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表 也把电量及非电量测量 技术提高到崭新水平 本章重点介绍单片 A D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字 电压表的工作原理 指导教师意见 签名 年 月 日 系部毕业论文 设计 领导小组意见 签章 年 月 日 宜宾职业技术学院 毕业论文 设计 任务书毕业论文 设计 任务书 系 部 电 子 系 班 级 电 气 1051 姓 名 袁 晓 琴 学 号 200510274 毕业论文 设计 题目 简易数字电压表的设计 指导教师姓名 凌 泽 明 教研室 系 主任签字 年 月 日 内容和要求 利用单片机 AT89S51 与 ADC0809 设计一个数字电压表 能够测量 0 5V 之间的直流电压值 四位数码显示 但要求使用的元器件数目最少 由于 ADC0809 在进行 A D 转换时需要有 CLK 信号 而此时的 ADC0809 的 CLK 是接在 AT89S51 单片机的 P3 3 端口上 也就是要求从 P3 3 输出 CLK 信号供 ADC0809 使用 因此产生 CLK 信号的方法就得用软件来产生了 由于 ADC0809 的参考电压 VREF VCC 所以转换之后的数据要经过数据处理 在数 码管上显示出电压值 实际显示的电压值 D 256 VREF AD0809 采用逐次逼 近法转换 把模拟两转换成 16 进制的 D 由于是对直流电压 0 5V 进行采集 所以 D 对应的电压为 我们的目的就是要把 V0 显示在 LED 显示器上 因 为单片机不好进行小数点计算 所以有 V0 2 D 扩大了 100 倍 扩大 100 倍 后的结果高八位放寄存器 B 低八位放寄存器 A 分寄存器 B 为 0 或不为 0 的 情况进行存取数据 得到的结果个位放 R0 十分位 R1 通过查表使之显示在 LED 显示器 指导教师签字 年 月 日 宜宾职业技术学院 毕业论文 设计 指导教师成绩评定表毕业论文 设计 指导教师成绩评定表 学生 学号 200510274 学生 姓名 袁哓琴 题目 评价内容具 体 要 求分值评 分 调查论证 能独立查阅文献和从事其他调研 有收集 加工各种信息及获取新知识的能力 10 分析及实践 能力 理论分析与计算正确 有较强的实际动手能 力 分析能力和计算机应用能力 20 基础理论与 专业知识 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问 题 能对课题进行理论分析 得出有价值的 结论 20 论文 设计 写作质量 立论正确 论述充分 结论严谨合理 分析 处理科学 文字通顺 技术用语准确 符号 统一 编号齐全 书写工整规范 图表完备 整洁 正确 论文有应用价值 设计结果达 到要求 30 学习态度与 工作质量 按期圆满完成规定的任务 工作量饱满 难 度较大 工作努力 遵守纪律 工作作风严 谨务实 10 创 新 有创新意识 对前人工作有改进或突破 或 有独特见解 10 总分 30 总分 指导 教师 评语 是否可以提交答辩是否 指导教师签字 年 月 日 宜宾职业技术学院 毕业论文 设计 评阅教师成绩评定表毕业论文 设计 评阅教师成绩评定表 学生学号 200510274 学生姓名袁晓琴 题目简易数字电压表的设计 评价内容具 体 要 求分值评 分 文献综述 综述简练完整 有见解 有收集 加工各 种信息及获取新知识的能力 10 论文 设计 写作质量 立论正确 论述充分 结论严谨合理 实 验正确 分析处理科学 文字通顺 技术 用语准确 符号统一 编号齐全 书写工 整规范 图表完备 整洁 正确 论文结 果有应用价值 设计结果达到要求 70 工作量 及难度 工作量饱满 难度较大 10 创 新 有创新意识 对前人工作有改进或突破 或有独特见解 10 总分 30 总分 评阅 教师 评语 是否可以提交答辩是否 评阅教师签字 年 月 日 宜宾职业技术学院 毕业论文 设计 答辩记录表毕业论文 设计 答辩记录表 学生姓名袁晓琴学生学号 200510274 题 目简易数字电压表的设计 答辩小组成员 姓 名职称工作单位备注 答辩中提出的主要问题及学生回答问题的简要情况 答辩小组代表签字 年 月 日 宜宾职业技术学院 毕业论文 设计 答辩成绩评定表毕业论文 设计 答辩成绩评定表 学生学号 200510274 学生姓名袁晓琴 题 目简易数字电压表的设计 姓名 答辩小组 成员 职称 评价内容具 体 要 求分值评 分 报告内容 思路清晰 语言表达准确 概念清楚 论 点正确 实验方法科学 分析归纳合理 结论严谨 论文 设计 结果有应用价值 40 答 辩 回答问题有理论根据 基本概念清楚 主 要问题回答准确 有深度 30 创 新 对前人工作有改进或突破 或有独特见解 10 综合素质 能合理运用挂图 幻灯 投影或计算机多 媒体等辅助手段 用普通话答辩 10 报告时间符合要求 10 总分 40 总分 答辩小组评语 答辩小组组长签字 年 月 日 宜宾职业技术学院宜宾职业技术学院 毕业论文 设计 综合成绩评定表 学生学号 200510274 学生姓名袁晓琴 题 目简易数字电压表的设计 指导教师评定成绩 评阅教师评定成绩 答辩成绩 毕业论文 设计 综合成绩百分制五级制 毕业论文 设计 答辩委员会 审定意见 主任签字 年 月 日 学院意见 年 月 日 I 简易数字电压表的设计 摘要 数字电压表的设计和开发 已经有多种类型和款式 传统的数字电压 表各有特点 它们适合在现场做手工测量 要完成远程测量并要对测量数据做进一 步分析处理 传统数字电压表是无法完成的 AD0809 采用逐次逼近法转换 把模 拟两转换成 16 进制的 D 由于是对直流电压 0 5V 进行采集 所以 D 对应的电压 为 我们的目的就是要把 V0 显示在 LED 显示器上 因为单片机不好进行小数点 计算 所以有 V0 2 D 扩大了 100 倍 扩大 100 倍后的结果高八位放寄存器 B 低 八位放寄存器 A 分寄存器 B 为 0 或不为 0 的情况进行存取数据 得到的结果个位 放 R0 十分位 R1 通过查表使之显示在 LED 显示器 关键词 单片机 电压测量仪表 AT89S51 A D 转换器 LED 数码管 II Simple digital voltmeter design Abstract The digital voltmeter design and the development already had many kinds of types and the design The traditional digital voltmeter has the characteristic respectively they suit in the scene make the manual survey must complete the long distance survey and must to survey the data to do further analyzes processing the traditional numeral voltmeter is unable to complete AD0809 uses the successive approximation method to transform simulates two transforms 16 to enter the system D because is carries on gathering to DC voltage 0 5V therefore the D correspondence voltage is Our goal is must the V0 demonstration on the LED monitor because the monolithic integrated circuit not good carries on the decimal point computation therefore has V0 2 D expanded 100 times expands 100 time of after result high eight to put register B low eight put register A divides register B is 0 or is not 0 situations carries on the deposit and withdrawal data obtains the result units place puts R0 ten rank R1 causes it demonstration through the table look up at the LED monitor Key word Monolithic integrated circuit voltage measurement measuring appliance AT89S51 A D switch LED nixietube III 目 录 按此格式重新生成目录 前 言 3 一 系统电路设计 2 1 1 方案论证 2 1 1 1 方案论证一 2 1 1 2 方案论证二 2 二 单元硬件电路的设计 2 2 1 硬件系统设计 2 2 2 单片机 AT89S51 的外部结构 引脚功能 的介绍 2 2 2 1 设计的目的 掌握单片机的引脚功能 2 2 2 设计的重点 单片机的 P0 P1 P2 P3 口的使用和区别 2 2 3 设计的步骤 2 3 1 单片机 AT89S51 外观如图 2 1 所示 2 2 3 2 单片机 AT89S51 的引脚功能图如图 2 2 所示 2 2 5 系统板上硬件连线 8 2 6 实际接线图 9 三 软件电路的设计 10 3 1 系统程序的设计 10 3 1 1 初始化程序 10 3 1 2 主程序 10 3 1 3 显示子程序 10 3 1 4 模 数转换测量子程序 11 四 调试及性能分析 12 4 1 调试与测试 12 4 2 性能分析 12 五 总结 14 六 致谢 15 七 参考文献 16 八 附录 17 1 前前 言言 随着微电子技术的不断发展 微处理器芯片的集成程度越来越高 单片机 已可以在一块芯片上同时集成 CPU 存储器 定时器 计数电路 这就很容易 将计算机技术与测量控制技术结合 组成智能化测量控制系统 数字电压表 Digital Voltmeter 简称 DVM 它是采用数字化测量技术 把连续的模拟量 直流输入电压 转换成不连续 离散的数字形式并加以显示的仪表 与此同 时 由 DVM 扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表 也把电量及非电量测量 技术提高到崭新水平 本章重点介绍单片 A D 转换器以及由它们构成的基于单 片机的数字电压表的工作原目前 由各种单片 A D 转换器构成的数字电压表 已被广泛用于电子及电工测量 工业自动化仪表 自动测试系统等智能化测量 领域 示出强大的生命力理 本设计 AT89S51 单片机的一种电压测量电路 该电路采用 ADC0809 本文介绍 一种基于 A D 转换电路 测量范围直流 0 5V 的 8 路输入电压值 并在四位 LED 数码管上显示或单路选择显示 测量最小分辨率为 0 019V 测量误差约为 正负 0 02V 2 一 系统电路设计一 系统电路设计 利用单片机 AT89S51 与 ADC0809 设计一个数字电压表 测量 0 5V 之间的 直流电压值 四位数码显示 但要求使用的元器件数目最少 1 1 方案论证 1 1 1 方案论证一 采用数字化测量技术 把连续的模拟量 直流输入电压 转换成不连续 离散的数字形式并加以显示的仪表 这种传统的指针式电压表功能单一 精 度低 不能满足数字化时代的需求 1 1 2 方案论证二 采用单片机 AT89S51 与 ADC0809 设计一个数字电压表 测量 0 5V 之间的 直流电压值 四位数码显示 使用的元器件数目有 CPU 模块 ADC0809 做 A D 转换器 一台装有 S51 程序调试软件的电脑 数字电压表一个 导线若干 能方便地进行 4 路其它 A D 转换量的测量 远程测量结果传送等扩展功能 目 前 由各种单片 A D 转换器构成的数字电压表 已被广泛用于电子及电工测量 工业自动化仪表 自动测试系统等智能化测量领域 示出强大的生命力 从以上两种方案 很容易看出 按系统功能实现要求 决定控制系统采用 89S51 单片机 A D 转换采用 ADC0809 它能确保实现要求的功能外 还可以方便 地进行 4 路其它 A D 转换量的测量 远程测量结果传送等扩展功能 两者相比 较方案二的设计及简单又实用 软件设计也比较简单同时也实现了功能的要求 故采用了方案二 1 1 3 方案二的总体设计框图 按系统功能实现要求 决定控制系统采用 AT89S51 单片机 A D 转换采用 ADC0809 系统除能确保实现要求的功能外 还可以方便地进行 8 路其它 A D 转 换量 远程测量结果传送等扩展功能 数字电压表系统设计方案框图如图 1 1 3 图 1 1 数字电压表系统设计方案框图 2 二 单元硬件电路的设计二 单元硬件电路的设计 2 1 硬件系统设计 简易数字电压测量电路由 A D 转换 数据处理及显示控制等组成 电路原 理图如图附录 2 所示 A D 转换由集成电路 0809 完成 0809 具有 8 路模拟输入 端口 地址 23 25 脚可决定对那路模拟输入作 A D 转换 22 脚为地址锁存控 制 当输入为高电平时 对地址信号进行锁存 6 脚为测试控制 当输入一个 2us 宽高电平脉冲时 就开始 A D 转换 7 脚为 A D 转换结束标志 当 A D 转换 结束时 7 脚输出高电平 9 脚为 A D 转换数据输出允许控制 当 OE 脚为高电平 时 A D 转换数据从该端口输出 10 脚为 0809 的时钟输入端 利用单片机 30 脚的六分频晶振频率再通过 14024 二分频得到 1MHz 时钟 单片机的 P1 P3 0 P3 3 端口作为四位 LED 数码管现实控制 P3 5 端口用作单路显示 循环显示转换按钮 P3 6 端口用作单路显示时选择通道 P0 端口作 A D 转换数 据读入用 P2 端口用作 0809 的 A D 转换控制 2 2 单片机 AT89S51 的外部结构 引脚功能 的介绍 2 2 1 设计的目的 掌握单片机的引脚功能 2 2 2 设计的重点 单片机的 P0 P1 P2 P3 口的使用和区别 删去 2 3 设计的步骤 2 3 1 单片机 AT89S51 外观如图 2 1 所示 图 2 1 单片机 AT89S51 外观 2 3 2 单片机 AT89S51 的引脚功能图如图 2 2 所示 3 图 2 2 引脚功能图 51 系列单片机 8031 8051 及 89c51 89s51 均采用 40Pin 封装的双列直接 DIP 结构 上图是它们的引脚配置 40 个引脚中 正电源和地线两根 外置石英 振荡器的时钟线两根 4 组 8 位共 32 个 I O 口 中断口线与 P3 口线复用 2 3 3 引脚的功能加以介绍 1 电源引脚 Vcc 40 脚 正电源脚 工作电压为 5V 另有 AT89LV51 工作电压则是 2 7 6V 引脚功能一样 GND 20 接地端 4 2 外接晶体引脚如图 2 3 所示 图 2 3 外接晶体引脚图 Pin19 时钟 XTAL1 脚 Pin18 时钟 XTAL2 脚 XTAL1 是片内振荡器的反相放大器输入端 XTAL2 则是输出端 使用外部振 荡器时 外部振荡信号应直接加到 XTAL1 而 XTAL2 悬空 内部方式时 时钟 发生器对振荡脉冲二分频 如晶振为 12MHz 时钟频率就为 6MHz 晶振的频率 可以在 1MHz 24MHz 内选择 电容取 30PF 左右 型号同样为 AT89C51 的芯片 在其后面还有频率编号 有 12 16 20 24MHz 可选 大家在购买和选用时要注意了 如 AT89C51 24PC 就是最高振荡频率为 24MHz 40P6 封装的普通商用芯片 3 复位 RST 9 在振荡器运行时 有两个机器周期 24 个振荡周期 以上的高电平出现在 此引脚时 将使单片机复位 只要这个脚保持高电平 51 芯片便循环复位 复 位后 P0 P3 口均置 1 引脚表现为高电平 程序计数器和特殊功能寄存器 SFR 全 部清零 当复位脚由高电平变为低电平时 芯片为 ROM 的 0000H 处开始运行程 序 常用的复位电路如 2 4 图所示 5 图 2 4 常用的复位电路 复位操作不会对内部 RAM 有所影响 当 8051 通电 时钟电路开始工作 在 RESET 引脚上出现 24 个时钟周期以上的高电平 系统即初始复位 什么叫复位 复位是单片机重新执行程序代码的意思 8051 的复位方式可以是自动复位 也 可以是手动复位 见下 2 5 图所示 此外 RESET Vpd 还是一复用脚 Vcc 掉电 期间 此脚可接上备用电源 以保证单片机内部 RAM 的数据不丢失 图 2 5 自动和手动复位电路图 6 4 输入输出 I O 引脚 Pin39 Pin32 为 P0 0 P0 7 输入输出脚 称为 P0 口 是一个 8 位漏极开路 型双向 I O 口 内部不带上拉电阻 当外接上拉电阻时 P0 口能以吸收电流的 方式驱动八个 LSTTL 负载电路 通常在使用时外接上拉电阻 用来驱动多个数 码管 在访问外部程序和外部数据存储器时 P0 口是分时转换的地址 低 8 位 数据总线 不需要外接上拉电阻 Pin1 Pin8 为 P1 0 P1 7 输入输出脚 称为 P1 口 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I 0 口 P1 口能驱动 4 个 LSTTL 负载 通常在使用时外不需要外接上拉电阻 就可以直接驱动发光二极管 端口置 1 时 内部上拉电阻将端口拉到高电平 作输入用 在介绍一个它的输出功能吧 在单片机工作时 可以通过用指令控制单片 机的引脚输出高电平或者低电平 如 指令 CLR 清零的意思 CLR P1 0 让单片机从第一脚输出低电平 指令 SETB 置 1 的意思 SETB P1 0 让单片机从第一个脚输出高电平 请问让第 8 个脚输出低电平的指令如何写 Pin21 Pin28 为 P2 0 P2 7 输入输出脚 称为 P2 口 是一个带内部上拉电 阻的 8 位双向 I O 口 P2 口能驱动 4 个 LSTTL 负载 端口置 1 时 内部上拉电 阻将端口拉到高电平 作输入用 对内部 Flash 程序存储器编程时 接收高 8 位地址和控制信息 在访问外部程序和 16 位外部数据存储器时 P2 口送出高 8 位地址 而在访问 8 位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不 会改变 Pin10 Pin17 为 P3 0 P3 7 输入输出脚 称为 P3 口 是一个带内部上拉电阻 的 8 位双向 I O 口 P2 口能驱动 4 个 LSTTL 负载 这 8 个引脚还用于专门的第 二功能 端口置 1 时 内部上拉电阻将端口拉到高电平 作输入用 对内部 Flash 程序存储器编程时 接控制信息 P1 3 端口在做输入使用时 因内部有上接电阻 被外部拉低的引脚会输 出一定的电流 除此之外 P3 端口还用于一些专门功能 具体请看表 2 1 所示 格式调整以下 7 P3 引脚兼用功能 P3 0 串行通讯输入 RXD P3 1 串行通讯输出 TXD P3 2 外部中断 0 INT0 P3 3 外部中断 1 INT1 P3 4 定时器 0 输入 T0 P3 5 定时器 1 输入 T1 P3 6 外部数据存储器写选通 WR P3 7 外部数据存储器写选通 RD 表 2 1 端口功能表 应处于表的正上方 什么叫上拉电阻 上拉电阻简单来说就是把电平拉高 通常用 4 7 10K 的 电阻接到 Vcc 电源 下拉电阻则是把电平拉低 电阻接到 GND 地线上 具体说 明也不是这里要讨论的 接下来还是接着看其它的引脚功能吧 2 3 5 其它的控制或复用引脚 4 ALE PROG 30 访问外部存储器时 ALE 地址锁存允许 的输出用于锁 存地址的低位字节 即使不访问外部存储器 ALE 端仍以不变的频率输出脉冲 信号 此频率是振荡器频率的 1 6 在访问外部数据存储器时 出现一个 ALE 脉冲 对 Flash 存储器编程时 这个引脚用于输入编程脉冲 PROG 5 PSEN 29 该引是外部程序存储器的选通信号输出端 当 AT89C51 由外部 程序存储器取指令或常数时 每个机器周期输出 2 个脉冲即两次有效 但访问 外部数据存储器时 将不会有脉冲输出 6 EA Vpp 31 外部访问允许端 当该引脚访问外部程序存储器时 应输入 低电平 要使 AT89S51 只访问外部程序存储器 地址为 0000H FFFFH 这时该 引脚必须保持低电平 对 Flash 存储器编程时 用于施加 Vpp 编程电压 2 4 端口的结构及工作原理 P0 端口 8 位中的一位结构图见 2 5 图所示 8 图 2 5 P0 端口 8 位中的一位结构图 由上图可见 P0 端口由锁存器 输入缓冲器 切换开关 一个与非门 一 个与门及场效应管驱动电路构成 再看图的右边 标号为 P0 X 引脚的图标 也 就是说 P0 X 引脚可以是 P0 0 到 P0 7 的任何一位 即在 P0 口有 8 个与上图相 同的电路组成 2 5 系统板上硬件连线 1 把 单片机系统 区域中的 P1 0 P1 7 与 动态数码显示 区域 中的 ABCDEFGH 端口用 8 芯排线连接 2 把 单片机系统 区域中的 P2 0 P2 7 与 动态数码显示 区域 中的 S1S2S3S4S5S6S7S8 端口用 8 芯排线连接 3 把 单片机系统 区域中的 P3 0 与 模数转换模块 区域中的 ST 端子用导线相连接 4 把 单片机系统 区域中的 P3 1 与 模数转换模块 区域中的 OE 端子用导线相连接 5 把 单片机系统 区域中的 P3 2 与 模数转换模块 区域中的 EOC 端子用导线相连接 9 6 把 单片机系统 区域中的 P3 3 与 模数转换模块 区域中 的 CLK 端子用导线相连接 7 把 模数转换模块 区域中的 A2A1A0 端子用导线连接到 电 源模块 区域中的 GND 端子上 8 把 模数转换模块 区域中的 IN0 端子用导线连接到 三路可 调电压模块 区域中的 VR1 端子上 9 把 单片机系统 区域中的 P0 0 P0 7 用 8 芯排线连接到 模数转换模块 区域中的 D0D1D2D3D4D5D6D7 端子上 2 6 实际接线图 电路图的接线在实验操作平台上 0809 的片选信号 CS0809 接 CS0 电位器 的输出信号 AN0 接 0809 的 ADIN0 而 0809 的 EOC 接 CPU 板的 INT0 图 2 6 数字电压表电路接线图 10 10 三 三 软件电路的设计软件电路的设计 3 1 系统程序的设计 3 1 1 初始化程序 系统上电时 初始化程序将 70H 77H 内存单元清 0 P2 口置 0 3 1 2 主程序 在刚上电时 系统默认为循环显示 8 个通道的电压值状态 当进行一次测量后将显 示每一通道的 A D 转换值 每个通道的数据显示时间为 1s 左右 主程序在调试用 显示子程序和测试子程序之间循环主程序流程图见图 3 1 所示 开始 调用 A D 转换子程序 初始化 调用显示转换子 程序 图 3 1 主程序流程图 3 1 3 显示子程序 现实子程序采用动态扫描法实现四位数码管的数值显示 测量所得的 A D 转换数据放在 11 11 70H 77H 内存单元中 车辆数据在显示时需转换成为十进制 BCD 码放在 78H 7BHD 单元中 其中 7BH 存放通道标志数 寄存器 R3 用作 8 路循环控制 R0 用作实数据地址指针 3 1 4 模 数转换测量子程序 模 数转换测量子程序用来控制对 0809 八路模拟输入电压的 A D 转换 并将对 应的数值移入 70H 77H 内存单元 其程序流程图如图 3 2 所示 开始 启动测试 TESTART 取数据 P2 5 1 0809 地址加 1 A D 转换结束 P3 7 1 地址数小于 8 结束 N Y Y N 图 3 2 程序流程图如图 12 12 四 四 调试及性能分析调试及性能分析 4 1 调试与测试 采用 Wave E2000 编译器进行源程序编译及仿真调试 同时进行硬件电路 板的设计制作 烧好程序后进行软硬件联调 最后进行端口电压的对比测试 测试对比见表 4 1 表中标准电压值采用 UT56 数字万用表测得 表 4 1 简易数字电压表与 标准 数字电压表对比测试表 标准值 V 0 000 150 851 001 251 751 982 322 65 简易电压表测 V 0 000 170 861 021 261 762 002 332 66 绝对误差 V 0 00 0 02 0 01 0 02 0 01 0 01 0 02 0 01 0 01 标准值 V 3 003 453 554 004 504 604 704 814 90 简易电压表测 V 3 013 473 564 014 524 624 724 824 92 绝对误差 V 0 01 0 02 0 01 0 01 0 02 0 02 0 02 0 01 0 02 从表中可以看出 简易数字电压表与 标准 数字电压表测得的绝对误差均 在 0 02V 以内 这与采用 8 位 A D 转换器所能达到的理论误差精度相一致 在 一般的应用场合可以完全满足要求 4 2 性能分析 由于单片机为 8 位处理器 当输入电压为 5 00V 时 输出数据值为 255 FFH 因此单片机最大的数值分辨率为 0 0196V 5 255 这就决定了该 电压表的最大分辨率 精度 只能达到 0 0196V 测试时电压数值的变化一般 以 0 02 的电压幅度变化 如要获得更高的精度要求 应采用 12 位 13 位的 A D 转换器 简易数字电压表测得的值基本上均比标准值偏大 0 01 0 02V 这可以通过 校正 0809 的基准电压来解决 因为该电压表设计时直接用 7805 的供电电源作 13 13 为基准电压 电压可能有偏差 另外可以用软件编程来校正测量值 ADC0809 的直流输入阻抗为 1M 欧姆 能满足一般的电压测试需要 另外 经测试 ADC0809 可直接在 2MHz 的频率下工作 这样可省去分频率 1402 缺少仿真图或实物图 14 14 总总 结结 设计已经完全成功 LED 的显示结果和直接用数字电压表测试模拟量输入 所得结果几乎一致 误差完全在合理的范围之内 由于仪器误差 LED 显示最 大值只能是 4 8V 离标准最大值 5 0V 已经不远 达到预期目的 设计成功 本设计参考了 8051 实验指导书上实验 15 A D 转换实验 从中理解了许多基本 的知识和接线方法 在程序的设计中 遇到了很多的问题 特别是在开始时候 对小数点的处理不当 一度失败了 非常的灰心 后来在大家的共同思考和讨 论下 用先增大 100 倍后分两次除 10 来实现 终于克服了这个难点 在做数字 量输出时候 由于用到乘法 存在进位的问题 我们采用了分两种情况存取数 据 即有进位和无进位的情况 这样就避免了 LED 无法显示大于 2 5V 的情况出 现 在查表的时候 由于个位和十分之一位对小数点的要求不同 所以我们采 取了分开列表 分开查询 不用循环查表法 通过这次实验 体现了团队合作 的重要性和交流的必要性 15 15 致致 谢谢 该设计是我的毕业设计作品在这个过程中我遇到了很多问题 除了自己查 找资料外凌泽明老师给还我提供了许多资料 并对实践中出现的问题给予耐心 的解答 完稿之后细阅读 给出修改意见 在他精心的指导下促进了我对专业 知识的学习掌握 我的毕业设计也得以顺利的进行 凌老师爱岗敬业 治学严 谨 思维严密 平易近人是我十分尊敬的老师 在此对他表示感谢 另外我也 要衷心的感谢我所有的老师 因为这三年来我所学的一切离不开他们的教导 16 16 参考文献参考文献 1 作者 蒋廷彪 刘电霆 高富强 方华 书名 单片机原理及应用 出版 社 重庆大学出版社 出版时间 2005 年 1 月第 2 次印刷 2 书名 8051 实验指导书电子电气综合实训系统 出版社 北京精仪达盛科 技有限公司 3 徐爱钧 智能化测量控制仪表原理与设计 第二版 M 北京 北京航空航天大学出 版社 2004 4 吴金戌 沈庆阳 郭庭吉 8051 单片机实践与应用 M 北京 清华大学出版社 2002 5 张国勋 缩短 ICL7135A D 采样程序时间的一种方法 J 电子技术应用 1993 第一期 6 高峰 单片微型计算机与接口技术 M 北京 科学出版社 2003 7 刘伟 赵俊逸 黄勇 一种基予 C8051F 单片机的 SOC 型数据采录器的设计与实现 删去书名号 17 17 附录附录 1 1 控制源程序清单控制源程序清单 简易数字电压表测量电压最大为 5V 显示最大为 5 00V 70H 77H 存放采样值 78H 7BH 存放显示数据 依次为个位 十位 百位 通道标志位 P3 5 作单路显示转换按键用 P3 6 作为单路显示时选择通道按键用 主程序和中断程序入口 ORG 0000H LJMP START ORG 0003H RETI ORG 000BH RETI ORG 0013H RETI ORG 001BH RETI ORG 0023H RETI ORG 002BH RETI 初始化程序中的各变量 CLEARMEMIO CLR A MOV P2 A MOV R0 70H MOV R2 0DH LOOPMEM MOV R0 A INC R0 DJNZ R2 LOOPMEM MOV 20H 00H 18 18 MOV A 0FFH MOV P0 A MOV P1 A MOV P3 A 主程序 START LCALL CLEARMEMIO MAIN LCALL TEST LCALL DISPLAY AJMP MAIN NOP NOP NOP LIMP START DIAPPLAY JB 00H DISP11 MOV R3 08H MOV R0 70H MOV 7BH 00H DISLOOP1 LCALL TUNBCD MOV R2 0FFH DISLOOP2 LCALL DISP LCALL KEYWORK1 DJNZ R2 DISLOOP2 INC R0 INC 7BH DJNZ R3 DISLOOP1 RET DISP11 MOV A 7BH SUBB A 01H MOV 7BH A 19 19 ADD A 70H MOV R0 A DISLOOP11 LCALL TUNBCD MOV R2 0FFH DISLOOP22 LCALL DISP LCALL KEYWORK2 DJNZ R2 DISLOOP22 INC 7BH RET 显示数据转换为三位 BCD 码子程序 显示数据转为三位 BCD 码存入 7AH 79H 78H 最大值 5 00V TUNBCD MOV A R0 MOV B 51 DIV AB MOV 7AH A MOV A B CLR F0 SUBB A 1AH MOV F0 C