简易直流电压表的设计

目录1技术要求.................................................................................................................................-1-2基本原理.................................................................................................................................-1-2.1设计的具体思想...........................................................................................................-1-2.2主要芯片介绍...............................................................................................................-2-2.2.189c51系列芯片介绍..........................................................................................-2-2.2.2ADC0809芯片介绍...........................................................................................-5-2.2.3LED基本结构....................................................................................................-7-2.2.4LED显示器的选择............................................................................................-8-3建立模型描述.........................................................................................................................-9-3.1方案一...........................................................................................................................-9-3.2方案二.........................................................................................................................-11-4模块功能分析或源程序代码...............................................................................................-14-4.1方案一代码.................................................................................................................-14-4.2方案二代码.................................................................................................................-19-5调试过程及结论...................................................................................................................-21-6心得体会...............................................................................................................................-23-7参考文献...............................................................................................................................-24-武汉理工大学《课程设计4》课程设计说明书-1-简易直流电压表的设计1技术要求以89s51单片机为核心芯片，设计一个简易直流电压表，要求如下：A、能够对直流电压进行相应的采集和转换；B、利用led对电压值进行显示，精确到小数点后一位。2基本原理对于数字电压表的设计，其主要功能从外界获取模拟电压信号，再通过相应的芯片（即ADC0809）转换为数字电压信号，用微处理芯片89C51芯片处理后在数码管上输出显示。其设计工作原理图如图1所示。图1设计工作原理图2.1设计的具体思想测量电压输入：这是模拟电压的输入端，输入0~5V的电压，特别地，为了使电压能够连续输入到系统中，使用了滑动变阻器来控制输入电压的大小。为了能够与数字显示的电压大小相比较，在输入端加入了电压表。时钟电路（在仿真时可不加，实物时一定要加）复位电路A/D转换电路测量电压输入多位数字显示系统89C51P1P2P2P0武汉理工大学《课程设计4》课程设计说明书-2-时钟电路：这部分电路是为了给89s51芯片提供时钟脉冲的，在proteus软件仿真时可以不加时钟电路，但在实际电路时，一定要加时钟电路。复位电路：这部分电路可以直接接80c51的引脚9，当输入高电平时，可进行复位操作，也可以在时钟电路部分加如开关，当无时钟信号输入时，同样可以达到复位的目的，两种方法都可以。A/D转换电路：这部分的功能是将模拟电压量转换为数字信号输入到89s51中。对于A/D转化芯片使用的是ADC0809芯片，只要连好电路，不要线，这并不是很难。多位数字显示系统：这个系统是使用两个LED数码管显示需要输出的数字，特别要注意小数点的位数显示规则；也可以使用一个多位数码显示管，流水显示，这一点也可以达到实验要求。2.2主要芯片介绍2.2.189c51系列芯片介绍微处理芯片89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除10000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89C51是一种高效微控制器，89C51是它的一种精简版本。89C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。因此这种芯片使用范围十分广泛，是初学者学习微处理器的敲门砖。89C51结构特点：8位CPU，一次处理8位字节的数据；具有片内振荡器和时钟电路；32根I/O线，即4*8个数据交换端口；外部存贮器寻址范围ROM、RAM64K；2个16位的定时器/计数器；5个中断源，两个中断优先级，使用INT和INTR、端口控制中断；觉有全双工串行口；武汉理工大学《课程设计4》课程设计说明书-3-布尔处理器；89C51芯片的实物管脚图如图2所示图289c51芯片的管脚89C51芯片的管脚说明：VCC：供电电压，+5V。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P1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/地址的低八位。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，当对外武汉理工大学《课程设计4》课程设计说明书-4-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。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。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。在设计时，正确使用，可以帮助结束死循环。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。武汉理工大学《课程设计4》课程设计说明书-5-/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），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。2.2.2ADC0809芯片介绍芯片ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。（1）ADC0809主要特性1）拥有8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位，由此