电压表以及计数器系统

1、江西农业工程职业学院毕业论文(设计)05V电压表以及计数器系统 学 生 黄柏明 指导老师 _黄 美 红_专 业 _机电一体化_层 次 _大学专科_班 级 _09机电2班_ 学 号 _A0711232_ 日 期 _2010年4月27日_ 江西农业工程职业学院科研处制论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果将由本人承担。论文设计作者(签名)： 日期： 年

2、月 日摘要本文介绍了用ADC0804转换芯片AT89C51单片机设计制作的数字直流电压表，及用ADC0809芯片AT89C52单片机设计制作的数字直流电压表，在测量仪器中，电压表是必须的，电压表的好坏直接影响到测量精度。具有一个精度高、转换速度快、性能稳定的电压表才能符合测量的要求。为此，我们设计了这两种单片机类别的数字电压表，并加以比较，A/D转换器在单片机的控制下完成对模拟信号的采集和转换功能，最后由数码管显示采集的电压值。此设计通过调试完全满足设计的指标要求。电路设计简单，设计制作方便有较强的实用性。关键词： MCS-51单片机； 直流电压； A/D转换； 程序框图； 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; 目录摘 要 ABSTRACT.第一章 引言 511单片机简介 5第二章 系统设计 61.2设计要求 61.3总体设计 6设计方案（一）6设计方案（二）7方案（1）电路图9方案（2）电路图101.5程序流程图111.6源程序设计131.7总体设计性能分析22第三章 参考文献 23第四章 毕业设计（论文）谢词 .24第五章 结束语.25第六章 毕业设计（论文）答辩记录26 引言单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算，逻辑

7、运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU)。随着单片机技术的飞速发展，各种单片机蜂拥而至，单片机技术已成为一个国家现代化科技水平的重要标志。单片机可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化。现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。本毕业设计的课题是“05V数字电压表的设计”。主要考核我们对单片机技术，编程能力等方面的情况。观察独立分析、设计单片机的能力，以及实际编程技能。本课题主

8、要解决A/D转换、数据处理及显示控制等三个模块。控制系统采用AT89C51、AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0804、ADC0809。第二章 系统设计一：05V电压表以及计数器系统的设计要求 能测量05V的直流电压，其误差范围在±9999，能用按键调整计数器的值。并且使用的元器件最少。二：设计总体方案方案1：采用ADC0804和AT89C51单片机加数码管来实现（ADC0804与单片机接口电路和数码管的电路如图（1） AT89C51单片机是一个128*8位的内部RAM；内含4 KB可反复擦除（大于1000次）ISP FLASH ROM ；32个双向I/O口；全双工UART串

9、行中断口线，2个外部中断，2个16位定时/计数器；软件设计空闲和省电模式，工作电压为4。5V5。5V，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及8051引脚结构。ADC0804：字长为8位，转换速率为10KHZ（100us）。其使用的时钟频率可通过迁择外接RC元件值将其设置为不小于800KHZ（fclk1/1.1RC,R10K）。但ADC0804时钟要外接RC，不符合设计要求。数码管采用共阴LED84S四位数码显示。数码管的驱动电流大，需要接驱动电路，增加了元件，不符合设计的要求。并且它的刷新速率慢。方案2：采用ADC0809和AT89C52单片机加1

10、6*2 LCD来实现（见电路（2） AT89C52单片机包含了AT89C51所有的特征和功能，而且它比89C51多加了4 KB可反复擦除ISP FLASH ROM。这给写程序带来了方便。ADC0809：字长为8位，转换速率可达50KHZ（20us）。时钟频率（CLOCK）可通过单片机来设定。减少了外围元件。其转换精度也达到了设计的要求。由于ADC0809的参考电压VREF=5V所以转换后的数据要经过数据处理，在LCD上显示实际电压应为D/256*VREF。 特点：5V电压供电 具有三态输出，可与单片机直接相连。 允许05V的模拟电压输入引脚功能如下：IN0IN7：8路模拟量输入ADDC、ADD

11、B、ADDA：三位地址输入，地址不同可选择不同的8路输入ALE：地址锁存启动信号。OUT1OUT8：数据输出OE：输出允许信号，当OE=1时，数据允许输出START：启动信号输入端，当START为正脉冲时则启动A/D转换。EOC：转换完成信号，当EOC=1时，表明内部A/D转换完毕。CLK：时钟信号VREF+、VREF-：参考信号。 LCD 16*2：其刷新速率满足设计要求。并且LCD模块不但简便而且又省电，LCD的显示方法很简单比如要显示A，字符A的字符码为01000001=41H，则只要把41H送到LCD模块就可以显示A。LCD 的引脚功能如下：VDD：电路的主电源接+5VVSS：电路的地

12、电位VC ：显示字形明暗对比控制DB7DB4：数据总线的高4位 DB7也用来传送忙碌标志BF的内容，DB3DB0：数据总线低4位， 当与4位的单片机相接时，LCD模块只使用DB7DB4。E ：使能端R/ -W ：=1时，表示单片机要从LCD模块中读取数据 =0时，表示单片机要把数据或指令写入LCD模块中RS ：寄存器选择信号 =1时，选中数据寄存器 =0时，选中指令寄存器结论：综合各相关因素考虑，采用方案二比较合理。 方案一电路图（1） 方案二电路图（2）三：程序流程图 开始 1 设定LCD模块初始状态为：（1）2行显示，8位显示，5*7点字形（2）每当LCD模块接收1字节数据后，AC值自动加

13、1（3）不显示小数点 2 设定DDRAM的地址为00H，以便从显示器第1行的第1个字开始显示 3 21HP3，22H21H，21P3 4 1： Made by V HuangBaiMming 调用显示 5初始化0809，把P2=DB0_DB7如果OE=1，则把数据放在44H和45H中，并调用显示程序。OE=0，则在此等待。 6扫描P3口，如果P3.7由1变0则40H加1（计数器1的内容加1），如果P3.6由1变0则40H减1。（计数器1的内容减1），调用显示程序 7 显示程序返回 结束 四：总体性能分析 根据MF47万用表（测量直流电压误差为±0.1V）实验结果,证明该0-5V电压表

14、达到设计的要求。其测量数据如下：电压(V)00.511.522.533.544.55MF47型万用表0 0.5 11.5 2 2.5 33.5 4 4.5 5该系统 0 0.5 11.52 2.5 33.544.5 5.1数据证明，该系统测量0-5V直流电压其误差范围在±0.2V。调节P3.7 和P3.6口的按键，能实现09999的可调节计数功能，显示电压的刷新速度不小于200ms/次。设计所用的元器件数目最少，各项性能和指标都达到了设计的要求。 注： 程序如下 附源程序ADC EQU 55H/装数据ORG 00H MOV P0,#0FFHMOV P2,#0FFHSJMP TESTO

15、RG 0BHLJMP INT_T0/跳到中断程序TEST:ACALL INIT ACALL LABLE/调用初显画面 START: MOV TMOD,#02H/工作方式1，16位计数 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为1则跳转 SETB P0.2/允许数据输出 NOP NOP NO

16、P MOV ADC ,P2/将数据送到ADC NOP NOP CLR P0.2/关闭数据输出 ACALL CHECK/调用按键扫描程序 ACALL CNTDSP/调用按键加程序 AJMP START/返回主程序 NOP NOP NOP AJMP START/如果程序出错则返回主程序INIT:ACALL DELAY/液晶显示初始化程序 MOV A,#38H ACALL WRINS/调用写命令程序 MOV A,#38H ACALL WRINS MOV A,#38H ACALL WRINS MOV A,#38H ACALL WRINS MOV A,#08H ACALL WRINS MOV A,#01

17、H ACALL WRINS MOV A,#06H ACALL WRINS MOV A,#0CH ACALL WRINS MOV 40H,#0000H/各显示单元清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/将初始按键值给21H RETDSP4: ACALL WRDATA/写数据 INC R7AJMP NEXT1LABLE:ACALL L0101/初始显示的数据 MOV A, #'1' AC

18、ALL 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 MOVC A,A+DPTRCJNE A,#1

19、0H,DSP1LCALL STARTDSP1: ACALL WRDATA INC R7AJMP NEXTCHECK: MOV 22H,21H MOV 21H,P3/P3.7按键是否由1变0CHK1: JB 21H.7,CHK2 /如果是则加1 JNB 22H.7,CHK2 MOV R0,#40H ACALL CNTINCCHK2:JB 21H.6,OK/P3.6按键是否由1变0 JNB 22H.6,OK/如果是则减1 MOV R0,#40H/ ACALL DEC1OK:RETDEC1: MOV A,R0/按键减1程序 DEC A PUSH ACC ANL A,#00001111B CJNE A

20、,#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/按键加1程序 MOV A,#1 ADD A,R0 DA A MOV R0,A INC R0 MOV A ,#0 ADDC

21、 A,R0 DA A MOV R0,A CLR A RET INT_T0:CPL P0.3/提拱CLOCK信号 RETICNTDSP:ACALL ASCII0/将数字转成ASCIIO用于显示 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 SWAP A ANL A,#00001111B A

22、DD 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数据转换处理程序 DIV AB MOV B,#10 DIV AB PUSH ACC MOV A,B ANL A,#0000

23、1111B 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/显示的地址程序，为第一行第一个字显示 ACALL WRINS RETL0103:MOV

24、 A,#10000010B/第一行第三个字 ACALL WRINS RETL0201:MOV A,#11000000B/第二行第一个字地址 ACALL WRINS RETL0203:MOV A,#11000010B/第二行第三个字 ACALL WRINS RETL0204:MOV A,#10000111B/第一行第八个字即MADE OF ACALL WRINS RETL0205:MOV A,#11000110B/第二行第七个字地址，即LIUZHIBIN WRINS:MOV P3,#11111000B/写命令程序 NOP SETB P3.0 MOV P1,A NOP CLR P3.0 ACALL

25、 DLY1 RETDLY1: MOV R6,#20DL1: MOV R7,#200 DJNZ R7,$ DJNZ R6,DL1 RETWRDATA: MOV P3,#11111100B/写数据程序 NOPSETB P3.0MOV P1,ANOPCLR P3.0ACALL DLY2RETDLY2: MOV R6,#80 DJNZ R6,$RETTAB1:DB' '/所要显示的数据 DB 'Ma'DB'de'DB' 'DB'b'DB'y'DB 10HRETTAB2: DB' 'DB

26、9;Li'DB'uZ'DB 'hi'DB'Bi'DB'n'DB 10HRETEND总体性能分析 根据MF47万用表（测量直流电压误差为±0.1V）实验结果,证明该0-5V电压表达到设计的要求。其测量数据如下：电压(V)00.511.522.533.544.55MF47型万用表0 0.5 11.5 2 2.5 33.5 4 4.5 5该系统 0 0.5 11.52 2.5 33.544.5 5.1数据证明，该系统测量0-5V直流电压其误差范围在±0.2V。调节P3.7 和P3.6口的按键，能实现09999

27、的可调节计数功能，显示电压的刷新速度不小于200ms/次。设计所用的元器件数目最少，各项性能和指标都达到了设计的要求。三参考文献 1 李广弟等 单片机基础 北京航空航天出版社， 2001.7 2 楼然苗等 51 系列单片机设计实例 北京航空航天出版社， 2003.3 3 唐俊翟等 单片机原理与应用 冶金工业出版社， 2003.9 4 刘瑞新等 单片机原理及应用教程 机械工业出版社， 2003.7 5 吴国经等 单片机应用技术 中国电力出版社， 2004.1 6 李全利，迟荣强编著 单片机原理及接口技术 高等教育出版社，2004.1 7 侯媛彬等，凌阳单片机原理及其毕业设计精选 2006年，科学出版社 8 罗亚非，凌阳十六位单片机应用基础2003年 北京航空航天大学出版社 9 北京北阳电子有限公司，061A凌阳单片机及其附带光盘2003年 10 张毅刚等， MCS-51单片机应用设计，哈工大出版社，2004年第2版 11 霍孟友等，单片机原理与应用，机械工业出版社