数字电压表实验报告

简易数字电压表设计报告姓名：何绍金班级：自动化1202学号：201203870408指导教师:贾立新2014年11月26日设计题目采用C8051F360单片机最小系统设计一个简易数字电压表，实现对0~3.3V直流电压的测量。二．设计原理模拟输入电压通过实验板PR3电位器产生，A/D转换器将模拟电压转换成数字量，并用十进制的形式在LCD上显示。用一根杜邦实验线将J8口的0~3.3V输出插针与J7口的P2.0插针相连。注意A/D转换器模拟输入电压的范围取决于其所选择的参考电压，如果A/D转换器选择内部参考电压源，其模拟电压的范围0~2.4V，如果选择外部电源作为参考电压，则其模拟输入电压范围为0~3.3V。原理框图如图1所示。图1简易数字电压表实验原理框图设计方案1.设计流程图如图2所示。图2简易数字电压表设计A/D转换和计时流程图2.实验板连接图如图3所示。图3简易数字电压表设计实验板接线图3.设计步骤（1）编写C8051F360和LCD初始化程序。（2）AD转换方式选用逐次逼近型，A/D转换完成后得到10位数据的高低字节分别存放在寄存器ADCOH和ADC0L中，此处选择右对齐，转换时针为2MHZ。（3）选择内部参考电压2.4V为基准电压（在实际单片机调试中改为3.311V），正端接P2.0，负端接地。四、测试结果在0V~3.3V中取10组测试数据，每组间隔约为0.3V左右，实验数据如表1所示：显示电压（V）0.2060.5040.8051.0541.406实际电压（v）0.2100.5100.8121.0611.414相对误差（%）1.9051.1760.8620.6590.565显示电压（V）2.0502.3832.6522.9353.246实际电压（v）2.0612.3912.6602.9433.253相对误差（%）0.4210.3340.3010.2720.215表1简易数字电压表设计实验数据（注：其中显示电压指LCD显示值，实际电压指高精度电压表测量值）五．设计结论1.LCD显示模块的CPLD部分由FPGA充当，芯片本身自带程序，所以这个部分不用再通过quartus软件进行编程。2.在参考电压选择过程中发现，单片机实际最大电压并不是2.4V而是3.3V，则在转换中将3.3V替换2.4V即可。3.开始时发现调节电阻之后，实际电压值改变但LCD显示电压值并没有发生改变，原因是：EC6仿真器没有开启并且每次KEIL重新开启后，要重新输入相应解码。附录：程序源代码（C语言）/*简易数字电压表*/#include<C8051F360.H>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineWCOMADDR 0xC008//写命令寄存器的地址#defineWDATADDR 0xC009//写数据寄存器的地址#defineRCOMADDR 0xC00A//读命令寄存器的地址#defineRDATADDR 0xC00B//读数据寄存器的地址#defineKEYCS0xC00Cucharcodehanzi[]="简易数字电压表";ucharcodekeynum[]="键值";ucharcodekeyc[]="次数";uinttime=0;floatvolt;uintv[4];uintAT,voltage;ucharkeyn,keycode;voidOscInit(); //内部振荡器初始化 voidPortIoInit();//I/O端口初始化voidXramInit();//外部数据存储器接口初始化voidPcaInit(); //PCA初始化（设置看门狗定时器的工作状态）voidInitDevice();//内部资源初始化voidCheckLcd(); //检查LCD是否空闲子程序voidWriteCom(ucharn); //Lcd写指令子程序voidWriteData(ucharm); //Lcd写数据子程序voidInsitiLcd(); //Lcd初始化子程序voidDispHan(ucharcode*a,ucharm,uchark);//显示汉字子程序voidTimerInit();//定时器初始化voidInterruptsInit();//中断系统初始化voidADC_init();//ADC0初始化详见书本P144voidInt0Init();//外部中断初始化voidmain(){uchari;InitDevice(); //F360初始化InsitiLcd(); //LCD模块初始化ADC_init();DispHan(hanzi,0x90,0x0e); //显示“键盘显示测试程序”AD0BUSY=1;while(1){if(TF0==1){ TF0=0; TL0=0xf0; TH0=0xd8;//重置时间常数10ms time++; } if(time>=49) { time=0; AT=ADC0H*256+ADC0L; volt=AT*0.003234; voltage=volt*1000; for(i=0;i<4;i++) { v[i]=voltage%10; voltage=voltage/10; } WriteCom(0x8d); WriteData(v[3]+0x30); WriteData(0x2e); WriteData(v[2]+0x30); WriteData(v[1]+0x30); WriteData(v[0]+0x30); TR0=1; AD0BUSY=1; }}}voidReadKey()interrupt0{ ucharxdata*addr; ucharc1,c2; addr=KEYCS; keycode=*addr; keycode&=0x0F; keyn++; DispHan(keynum,0x88,0x04); WriteCom(0x8b); if(keycode<10) { WriteData(0x30); WriteData(keycode+0x30); } else { c1=keycode%10; c2=keycode/=10; WriteData(c2+0x30); WriteData(c1+0x30); } DispHan(keyc,0x98,0x04); WriteCom(0x9b); if(keyn==10) keyn=0; WriteData(keyn+0x30); }voidInt0Init(){ EA=1; IT01CF=0x05; EX0=1; IT0=1; }voidOscInit(void) //内部振荡器初始化 { SFRPAGE=0x0f; //选择特殊功能寄存器页地址 OSCICL=OSCICL+4; OSCICN=0xc2; //允许内部振荡器,频率除2作为SYSCLK=12MHz CLKSEL=0x00; //选择内部振荡器 SFRPAGE=0x00; }voidADC_init() { ADC0CF=0x28;//选择内部参考电压2.4V为基准 ADC0CN=0x80;//正端接P2.0 AMX0P=0x08;//负端接地 AMX0N=0x1F;//右对齐，转换时针为2MHZ REF0CN=0x08;//写AD0BUSY启动A/D转换器 }voidTimerInit() { TMOD=0x01; TH0=0xd8; TL0=0xf0; TR0=1; }voidInterruptsInit(void) { EA=1; ET0=1; EX0=1; PX0=1; IE0=0; }voidPortIoInit(void) //I/O口初始化{ SFRPAGE=0x0f; P0MDIN=0xe7; //P0.3、P0.4模拟量输入 P0MDOUT=0x83; //P0.0、P0.1、P0.7推拉式输出 P0SKIP=0xf9; //P0.1、P0.2被交叉开关跳过 P1MDIN=0xff; //P1设置为数字量输入 P1MDOUT=0xff; //P1设置为推拉式输出 P1SKIP=0xff; //P1被交叉开关跳过 P2MDIN=0xff; //P2设置为数字量输入 P2MDOUT=0xff; //P2设置为推拉式输出 P2SKIP=0xff; P3MDIN=0xff; //P3设置为数字量输入 P3MDOUT=0xff; //P3设置为推拉式输出 P3SKIP=0xff; P4MDOUT=0xff; //P4.5设为OC输出，其余推拉式输出 XBR0=0x01; //使能UART XBR1=0xC0; //禁止弱上拉，交叉开关允许 SFRPAGE=0x00; return; }voidXramInit(void) //外部数据储存器初始化 { SFRPAGE=0x0f; EMI0CF=0x07; //引脚复用方式 SFRPAGE=0x00; return; }voidPcaInit(void) //PCA初始化 { PCA0CN=0x40; //允许PCA计数器/定时器 PCA0MD=0x00; //禁止看门狗定时器 return; }voidInitDevice(void) { OscInit(); PortIoInit(); XramInit(); //SmbInit(); //UartInit(); ADC_init(); TimerInit(); InterruptsInit(); Int0Init(); PcaInit(); return; }voidCheckLcd(){uchartemp=0x00; ucharxdata*addr; while(1) { addr=RCOMADDR; temp=*addr; temp&=0x80;if(temp==0x00) break; }}voidWriteCom(ucharn){ ucharxdata*addr; CheckLcd(); addr=WCOMADDR; *addr=n;}voidWriteData(ucharm){ ucharxdata*addr; CheckLcd(); addr=WDATADDR; *addr=m;}voidInsitiLcd() { WriteCom(0x30);//设为基本指令集 WriteCom(0x01); //清屏 WriteCom(0x0c); //开整体显示 }voidDispHan(ucharcode*a,ucharm,uchark) // 书本177页有详细解释{ uchardat,i,j,length; length=k/2; WriteCom(m);