毕业论文多量程电压表

1、成都电子机械高等专科学校电气与电子工程系毕业论文毕业论文论文题目：多量程电压表指导老师：学生姓名：张扬专业：应 用 电 子 技 术2010 年 2 月 20 日摘摘 要要:为了进一步了解 51 单片机，在此对 AT89C51 单片机在对电压的测量上进行了研究;整个系统采用 ADC0809 作为数据采集，以 AT89C51 作为整个系统的控制核心，用 LED 进行显示；整个系统以 ADC0809 对电压信号进行采集，（仿真时以滑动变阻器的变化来代表电压的变化， 在实际测量中，滑动变阻器调到最大阻值，将被测电压接在相应量程的接头上） ，将结果在LED 上进行显示；按动三刀开关，就可以改变量程，关键

2、词关键词:AT89C51；ADC0809；汇编；第第 1 1 章章 绪论绪论1.1 本设计的要求：本设计的要求：(1)基于 51 单片机的电压表；(2) 有三个量程，2 伏 20 伏 200 伏可以软件仿真；(3) 用 LED 显示实时电压值；1.2 关于关于 AT89C51 单片机单片机AT89C51 是一种带 4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROMFlashProgrammable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器，俗称单片机。AT89C2051 是一种带 2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机

3、的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器，AT89C2051 是它的一种精简版本。 AT89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。主要技术指标和特性与 MCS-51 兼容4K 字节可编程闪烁存储器寿命：1000 写/擦循环数据保留时间：10 年全静态工作：0Hz-24MHz三级程序存储器锁定1288 位内部 RAM32 可编程 I/O 线两个 16 位

4、定时器/计数器5 个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路外部引脚VCC：供电电压。GND：接地。P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P0 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为

5、高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄

6、存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。RST： 复位输入。 当振荡器复位器件时， 要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频

7、率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。 此时，ALE 只有在执行 MOVX， MOVC指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。/EA/VPP： 当/EA 保持低电平时， 则在此期间外部程序存储器 （0000H-FFFF

8、H） ，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP） 。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。1.3 关于关于 ADC0809 转换器转换器ADC 0808 和 ADC 0809 除精度略有差别外(前者精度为 8 位、后者精度为 7 位)，其余各方面完全相同。它们都是 CMOS 器件，不仅包括一个 8 位的逐次逼近型的 ADC部分，而且还提供一个 8 通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，因而

9、有理由把它作为简单的“数据采集系统” 。利用它可直接输入 8 个单端的模拟信号分时进行 A/D 转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。主要技术指标和特性（1）分辨率： 8 位。（2）总的不可调误差： ADC0808 为21LSB,ADC 0809 为1LSB。（3）转换时间： 取决于芯片时钟频率，如 CLK=500kHz 时，TCONV=128s。（4）单一电源： +5V。（5）模拟输入电压范围： 单极性 05V；双极性5V,10V(需外加一定电路)。（6）具有可控三态输出缓存器。（7）启动转换控制为脉冲式(正脉冲)，上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使 A/D转换开始。（8

10、）使用时不需进行零点和满刻度调节。内部结构和外部引脚ADC0808/0809 的内部结构和外部引脚分别如图一和图二所示。内部各部分的作用和工作原理在内部结构图中已一目了然，在此就不再赘述，下面仅对各引脚定义分述如下：图一ADC0808/0809 内部结构框图（1）IN0IN78 路模拟输入，通过 3 根地址译码线 ADDA、ADDB、ADDC 来选通一路。（2）D7D0A/D 转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。8 位排列顺序是 D7 为最高位，D0 为最低位。（3）ADDA、ADDB、ADDC模拟通道选择地址信号，ADDA 为低位，ADDC 为高位。地址信号与选

11、中通道对应关系如表一所示。（4）VR(+)、VR(-)正、负参考电压输入端，用于提供片内 DAC 电阻网络的基准电压。在单极性输入时，VR(+)=5V，VR(-)=0V；双极性输入时，VR(+)、VR(-)分别接正、负极性的参考电压。图二ADC0808/0809 外部引脚图表一表一地址信号与选中通道的关系地址信号与选中通道的关系地址选中通道ADDCADDBADDA000011110011001101010101IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7（5）ALE地址锁存允许信号，高电平有效。当此信号有效时，A、B、C 三位地址信号被锁存，译码选通对应模拟通道。在使用时，该信号常和 ST

12、ART 信号连在一起，以便同时锁存通道地址和启动 A/D 转换。（6）STARTA/D 转换启动信号，正脉冲有效。加于该端的脉冲的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿开始 A/D 转换。如正在进行转换时又接到新的启动脉冲，则原来的转换进程被中止，重新从头开始转换。（7）EOC转换结束信号，高电平有效。该信号在 A/D 转换过程中为低电平，其余时间为高电平。该信号可作为被 CPU 查询的状态信号，也可作为对 CPU 的中断请求信号。在需要对某个模拟量不断采样、转换的情况下，EOC 也可作为启动信号反馈接到START 端，但在刚加电时需由外电路第一次启动。（8）OE输出允许信号，高电平有效。当微处理

13、器送出该信号时，ADC0808/0809的输出三态门被打开，使转换结果通过数据总线被读走。在中断工作方式下，该信号往往是 CPU 发出的中断请求响应信号。工作时序与使用说明ADC 0808/0809 的工作时序如图三所示。当通道选择地址有效时，ALE 信号一出现，地址便马上被锁存，这时转换启动信号紧随 ALE 之后(或与 ALE 同时)出现。START 的上升沿将逐次逼近寄存器 SAR 复位，在该上升沿之后的 2s 加 8 个时钟周期内(不定)，EOC 信号将变低电平， 以指示转换操作正在进行中， 直到转换完成后 EOC 再变高电平。微处理器收到变为高电平的 EOC 信号后，便立即送出 OE

14、信号，打开三态门，读取转换结果。图三ADC 0808/0809 工作时序模拟输入通道的选择可以相对于转换开始操作独立地进行(当然，不能在转换过程中进行)，然而通常是把通道选择和启动转换结合起来完成(因为 ADC0808/0809 的时间特性允许这样做)。这样可以用一条写指令既选择模拟通道又启动转换。在与微机接口时，输入通道的选择可有两种方法，一种是通过地址总线选择，一种是通过数据总线选择。如用 EOC 信号去产生中断请求，要特别注意 EOC 的变低相对于启动信号有 2s+8 个时钟周期的延迟，要设法使它不致产生虚假的中断请求。为此，最好利用 EOC 上升沿产生中断请求，而不是靠高电平产生中断请

15、求。第第 2 章章 系统设计系统设计2.1 系统硬件设置系统硬件设置设计思路用 ADC0809 转换的信号从 AT89C51 的 P1 口送入， 将收集到得数据用算法处理后从 AT89C51 的 P0 口输出，在 LED 上的显示。用刀开关决定量程的选择。图四系统原理图2.2系统系统软件软件设计设计设计思路程序主要有四部分组成：主程序：进行初始化，以及对各类子程序进行调用；算法子程序：将外部收集的信息进行折算；显示子程序：将折算后的结果在 LED 上显示；延时子程序：是显示正常进行；程序框图图五 程序框图具体程序ORG 0000HLJMP MAINMAIN: MOV 30H,#00H;缓存初始

16、化MOV 31H,#00HMOV 32H,#00HMOV 33H,#00HMAIN1:CLR P2.0;选择 AD 转换器CLR P3.6;启动 AD 转换SETB P3.6SETB P3.3;等待 AD 转换HERE:JB P3.3,HERECLR P3.7;将转换结果输出MOV P1,#0FFH;将 P1 写为高电平，以便外部信号写入MOVA,P1SETB P3.7LCALL PROC;调用算法子程序LCALL DISP;调用显示子程序开始显缓初始进行 AD 转换调用算法子程序调用显示子程序MAIN1LJMP MAIN1;返回继续执行SJMP $DISP:MOVA,30H;输出第一位MOV

17、 DPTR,#SGTRMOVCA,A+DPTRJB P3.0,PORT1;进行小数点位置的判断ORLA,#80H;加小数点PORT1: MOV P0,AMOVA,#0EFHMOV P2,ALCALL DEL;调用延时子程序MOV P2,#0FFH;将 P2 口写一，防止相互干扰MOVA,31HMOV DPTR,#SGTRMOVCA,A+DPTRJB P3.1,PORT2ORLA,#80HPORT2: MOV P0,AMOVA,#0DFHMOV P2,ALCALL DELMOV P2,#0FFHMOVA,32HMOV DPTR,#SGTRMOVCA,A+DPTRJB P3.2,PORT3ORLA

18、,#80HPORT3: MOV P0,AMOVA,#0BFHMOV P2,ALCALL DELMOV P2,#0FFHMOVA,33HMOV DPTR,#SGTRMOVCA,A+DPTRMOV P0,AMOVA,#7FHMOV P2,ALCALL DELMOV P2,#0FFHRETSGTR: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDB 7DH,07H,7FH,6FH;延时子程序DEL:MOV 40H,#14HD0:MOV 41H,#19HD1:DJNZ 41H,D1DJNZ 40H,D0RET;算法子程序PROC:MOV B,#127;最大结果为 2，即#0FF(255)除以 127DIVABMOV 30H,A;将结果送入最高位显缓中XCHA,BMOV B,#4;余数乘以 4 最大为 504,高 8 位存 B，低 8 位存 AMULABJB OV,BCD1 ;有益处就跳，就算有益处，B 的值也只能为一，因为乘以 10 后最大值才 504（1 F8）MOV B,#51;无进位就除以