电位器调节模数转换

1、1. 科研步骤一、选题-即提出问题和确立研究问题 选题是进行科学研究的最重要最有决定意义的一步，是每项科研工作的起点。它在一定程度上反映了科学研究的水平和研究成果的价值，同时也决定了最后论文的水平。选题应充分考虑和事先作好调查、阅读相关资料、了解课题背景和研究方向等。 二、查阅文献 （书本，互联网）三、确认研究的变量 变量是指研究对象所具备的特性或属性，是研究所要解释、探讨、描述或检验的因素。因此也称为研究因素。 四、假设形成 假设是对已确立的研究问题提出一个预期性的研究结果。根据假设确定研究对象、方法和观察指标等，获得试验结果用来验证或否定假设，并对提出的问题进行解释和回答。假设常由理论推测

2、而得，所以研究假设能提供研究方向、指导研究设计。一个好的可以被操作的假设，应该提出对所研究变量之间的关系的推测。因此假设的陈述应包括例如同有关、比多/少、与不同之类的有比较意义的词汇。五、科研设计 研究设计是研究工作的总体方案，包括研究对象、研究内容、研究方法、研究所需的人力、物力等设计。任何一个好的研究题目如果没有精心设计的研究方案，都不可能达到预期目的。 六、原始资料的收集 七、科研资料的整理和分析 八、撰写论文 科研论文是研究工作的总结，也是科研工作的重要组成部分。论文内容包括选题背景、研究目的、资料来源、研究方法和对所的结果的整理、归纳和分析等，并对研究的结果进行充分讨论。论文要求有一

3、定格式，要求立意要新。一篇高质量的论文，不但内容要充实，文章应做到通顺易懂，全文结构前后应连贯和相互呼应，易于达到交流目的。2.方案设计本设计是基于水塔的水位高度，通过传感器输入压力从而获得水位的高度，并且通过显示输出出来，当水位不符合正常的要求和标准时，系统进行不同的提示报警。由于不能实际模拟水位的压力，本设计将采用电位器加模数转换芯片，来模拟实际的水位高度输出的压力值。通过AT89C52芯片的各个控制口，控制压力的显示，模数芯片的转换以及报警功能的实现。3. 硬件模块设计3.1 AT89C52芯片的介绍及应用3.2 模数转换芯片的介绍和应用ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关

4、以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。 （1）ADC0809的内部逻辑结构 由下图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。（2）ADC0809引脚结构 ADC0809各脚功能如下：D7-D0：8位数字量输出引脚。IN0-IN7：8位模拟量输入引脚。VCC：+5V工作电压。GND：地。REF（+）：参考

5、电压正端。REF（-）：参考电压负端。START：A/D转换启动信号输入端。ALE：地址锁存允许信号输入端。（以上两种信号用于启动A/D转换）EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。A、B、C：地址输入线。 ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是05V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 地址输入和控制线：4条 ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，

6、地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进入转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。CBA选择的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7数字量输出及控制线：11条 ST为转换启动信号。当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数

7、据。OE1，输出转换得到的数据；OE0，输出数据线呈高阻状态。D7D0为数字量输出线。 CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ， VREF（），VREF（）为参考电压输入。 2 ADC0809应用说明 （1） ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。 （2） 初始化时，使ST和OE信号全为低电平。 （3） 送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。 （4） 在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。 （5） 是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。 （6） 当EOC变为高电平时，这

8、时给OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。 本设计是通过控制ADDA，ADDB，ADDC为000，使IN0为模拟信号的输入，通过加时钟信号，启动信号，由ADC0809的8个输出端输出数字信号到AT89C52，并通过芯片输出到数码管显示出来。如图：3.3 显示模块电路设计共阴极数码管是一类数字形式的显示屏，通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示 时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。由于它的价格便宜、使用简单、在电器，特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。 本设计显示模块采用了共阴极数码

9、管显示数字，通过P0口加上拉电阻（P0口加2k的9脚排阻），输入到共阴极数码管的abcdefgh段，从而显示出数字0-9，并且通过P2口的3个I/O输出实现数码管的位选，及实现动态显示数字。3.4 报警电路模块设计本设计报警模块由3个不同颜色的LED灯实现不同的报警检测效果，其中红灯为水压力大于正常范围时报警所亮的LED，绿灯为正常压力水位时的检测灯，黄色LED是水位过低时，压力低实现的报警检测灯，本设计还加了一个蜂鸣器，用于水位不正常导致的压力不正常时的声音报警电路，通过P2口输出，采用三极管放大电路设计，P2口控制三极管的基极，集电极和发射极接电源的正极以及放大信号输出到蜂鸣器的正极，实现

10、蜂鸣器正常的鸣叫功能。4. 软件模块设计4.1 模数转换的软件设计本设计通过IN0输入模拟信号，并且通过D1-D8输出数字信号。ADC0809工作需要时钟信号，通过软件实现时钟信号。sbit CLK=P13; /时钟信号/T0 定时器中断给ADC0808 提供时钟信号void Timer0_INT() interrupt 1CLK=CLK;ADC0809启动转换和结束，需要通过软件来控制。sbit CLK=P13; /时钟信号sbit ST=P12; /启动信号sbit EOC=P11; /转换结束信号void main()TMOD=0x02; /T1 工作模式2TH0=0x14;TL0=0x

11、00;IE=0x82;TR0=1;P2=0x00;P1=0x0f; while(1)ST=0;ST=1;ST=0; /启动A/D 转换while(EOC=0); /等待转换完成OE=1;Display_Result(P3);OE=0;4.2数码管显示软件设计数码管是通过P0口输出来实现显示的，通过定义数组，实现显示0-9数字，然后直接通过P2口实现数码管的位选，调用数组，从而实现数字的动态显示。void Display_Result(uchar d)P2=0xfe;/第4 个数码管显示个位数P0=DSY_CODEd%10;DelayMS(1);P2=0xfd; /第3 个数码管显示十位数P0=

12、DSY_CODEd%100/10;DelayMS(1);P2=0xfb; /第2 个数码管显示百位数P0=DSY_CODEd/100;DelayMS(1);4.3 延迟环节的实现实现延迟的方法有很多中，本设计采用软件延迟的方法，实现程序中所需要的延迟功能。void DelayMS(uint ms)uchar i;while(ms-) for(i=0;i120;i+);5. 调试电路电路调试采用的是分步调试方法，首先是调试数码管显示部分，通过定义数组，实现数码管单个0-9显示正常，通过位选，实现数码管正常的动态显示接下来调试的是报警电路部分，通过给LED和蜂鸣器的正极定义高电平，使LED和蜂鸣器

13、能正常工作。然后是模数转换部分和电位器改变显示的综合调试，由于焊接时，电烙铁不小心接触了一些已经焊好的线路，导致线路部分短路，显示输出不正常，通过检查排除，重新焊接，解决了问题。6. 科研总结 科研实践是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域， 在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。回顾起此次单片机设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整将近两星期的日子里，可以说

14、得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。参考文献1. 单片机应用系统设计技术 张齐著 电子工业出版社2. 单片机原理及应用技术 范力旻 电子工业出版社3. 例说8051 谢亮、陈敌北、张义 人民邮电出版社4. 单片机C语言应用100例 王东峰 王会良 电子工业出版社5. 51系列单片机设计实例 楼然苗 李光飞 北航出

15、版社附录1程序清单#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit LED1=P23;sbit LED2=P24;sbit LED3=P25;sbit buzzer=P26;/各数字的数码管段码（共阴）uchar code DSY_CODE=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;sbit CLK=P13; /时钟信号sbit ST=P12; /启动信号sbit EOC=P11; /转换结束信号sbit OE=P10; /输出使能/延时void Delay

16、MS(uint ms)uchar i;while(ms-) for(i=0;i120;i+);/显示转换结果void Display_Result(uchar d)P2=0xfe;/第4 个数码管显示个位数P0=DSY_CODEd%10;DelayMS(1);P2=0xfd; /第3 个数码管显示十位数P0=DSY_CODEd%100/10;DelayMS(1);P2=0xfb; /第2 个数码管显示百位数P0=DSY_CODEd/100;DelayMS(1);/主程序void main()TMOD=0x02; /T1 工作模式2TH0=0x14;TL0=0x00;IE=0x82;TR0=1;P2=0x00;P1=0x0f; while(1)ST=0;ST=1;ST=0; /启动A/D 转换while(EOC=0); /等待转换完成OE=1;Dis