单片机课程设计电阻测量完整版.docx
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单片机课程设计电阻测量完整版
课程设计扌艮告
课程名称:
里:
片机邈程设计
设计题目:
系:
通信与控制工程系
业:
通信工程
级:
学生姓名:
学号:
08409212
起止日期:
指导教师:
教研室主任:
本设计•电阻测量是利用M/刀转换原理,将被测模拟量转换成数字量,并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。
通常测量电阻都采用大规模的S/D转换集成电路,测量精度高,读数方便,在体积、至量、耗电、稳定性及可鼎性等方面性能指标均明显优于指针式万用表。
其中,虫〃转换器将输入的模拟量转换成数字量,逻辑控制电路产生控制信号,按规定的时序将力〃转换器中各组模拟开关接通或断开,保证//2?
转换正常进行。
月巾转换结果通过计数译码电路变换成BCD码,最后驱动显示器显示相应的数值。
本系统以单片机A139CS2为系统的控制核心,结合A/"转换芯片AD6809设计•一个电阻测量表,能够测量一定数值之间的电阻值,通过四位数码显示。
具有读数据准确,测量方便的特点。
关键词:
单片机(4789052);电压;转换MD60809
1.方案论证与对比
错误!
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1.2方案二
错误!
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错误!
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1.3方案对比与比较
2、系统硬件电路的设计*井误!
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2.I振荡电路模块檣误!
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错误!
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2.2A/D转换电路模块
2.2.1主要性能
错误!
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222ADC0809芯片的组成原理
错误!
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2.2.3ADC0809引脚功能2.3主控芯片AT89C52模块檔误!
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2.3.1主要功能特性嚅误!
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2.3.2主要引脚功能
2.4显示控制电路的设计•及原理
错误!
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程序设计
错误!
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3.1初始化程序
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3.2主程序
错误!
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3.3显示子程序潴误!
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3.4A/D转换测量子程序
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4、调试及性能分析
4.2性能分析啼误!
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6、总结与思考及致谢W:
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参考文献
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附一:
原理图咁i误!
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附二:
程序
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设计要求
电阻测量(需要简单的外a检测电路,将电阻转换为电压)
测量100,1k,4・7k,10k,20k的电阻阻值,山数码管显示。
测试:
误差10%。
方案论证与对比
1.1方案一
利用单稳或电容充放电规律等,可以把被测电阻量的大小转换成脉冲的宽窄,即脉冲的宽度Tx与Rx成正比。
只要把此脉冲和频率固定不变的方波(以下称为时钟脉冲)相与,便可以得到计数脉冲,将它送给数字显示器。
如果时钟脉冲的频率等参数合适,便可实现测量电阻。
讣数控制电路输出的脉冲宽度Tx应与Rx成正比,其电路原理图及具体555单稳态触发器的构成及仿真如图1所示。
用555构成的单稳态电路在正常工作条件下输出脉冲的宽度Tx与Rx的函数
关系是:
Tx=RxCxXIn3
所产生的时间误差可能达到疔分之十五■再加上其他原因产生的误差•测量是的时间延迟太大。
图1方案一原理图
用ADC0809。
电阻测量,以一个1K的电阻作为基准电阻。
和被测电阻进行分
压,分压比例得出电阻比例。
Ri_VI
V2
用ACDO809测量电阻时间误差为%10以下,分辨率高,输出能与TTL电平兼
容。
其原理图如图2所示。
图2方案二原理图
1.3方案对比与比较
山于课程设计的要求是电阻测量需要简单的外ffl检测电路,将电阻转换为电压9测量100,1k,4.7k,10k,20k的电阻阻值,山数码管显示。
测试:
误差10%。
通过比较以上两个方案,可知方案二相对来说比较适合。
所以选用方案二作为实验方案。
2、系统硬件电路的设计
2.1振荡电路模块
摭荡电路通过这两个引脚外并接石英晶体振荡器和两只电容(电容和一般取33pF),这样就构成一个稳定的自激振荡器。
为单片机提供时钟信号。
如图3所示。
8051
C1
C2
图3.振荡电路
2.2A/D转换电路模块
ADCOSQ9是采用逐次逼近式原理的力"转换器。
川?
6809的工作过程是:
首先输入3位地址,并使ALE=1.将地址存入地址锁存器中。
此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。
S羽TfT上升沿将逐次逼近寄存器复位。
下降沿启动A/D转據,之后输出信号变低,指示转换正在进行。
直到儿2?
转换完成,变为高电平,指示A/D转换结束,结果数据已存入锁存器,这个信号可用作中断申请。
当处输入高电平时,输出三态门打开,转换结果的数字量输
出到数据总线上,9电路图如图4所示。
ADCOSOSCCN
A/D转换电路原理图
2.Z1主要性能
1分辨率为8位二进制数。
3每路//D转换完成时间为100“s。
4允许输入4路模拟电压,通过具有锁存功能的4路模拟开关,可以分时进行4路虫/2?
转换。
5工作频率为500kHz,输出与7T厶电平兼容。
2.22ADCO8O9芯片的组成原理
具体设计•要求如图5所示,它杲山地址锁存器、4路模拟开关、8位逐次A/D转换器和三态锁存输出缓冲器构成。
山3位地址输入线ADD/?
71.ADDRB.ADDRC决定4路模拟输入中的1路进8位A/D转换器如转换值进入三态锁存输出缓冲器暂存,在CPU发来输出允许控制信号后,三态门打开,经DB7—DB0进入CPU
总线■完成一次A/D转换全过程。
ADCOSOSCCN
图5切转换电路原路图
2.2.3ADC08O9引脚功能
ADCOSO9采用28引脚的封装,双列直插式。
A/D转换山集成电路ADC0809完成。
ADCO809具有8路模拟输入端口,地址线(23—25脚一B卩CBA)可决定对哪一路模拟输入作/1/D转换。
22脚为地址锁存控制(ALE),当输入为高电平时,对地址信号进行锁存。
6脚为测试控制(START),当输入一个2“$宽高电平脉冲时,就开始AQ转换。
7脚为A/D转换结束标志(EOC),当?
1/D转换结束时,7脚输出高电平。
9脚为A/D转换数据输出允许控制(OE),当OE脚为高电平时转换数据从该端口输dio10脚为ADC0809的时钟输入端(CLOCK),利用单片机30脚的六分频晶振频率再通过14024二分频得到1MHz时钟。
单片机的P1、P3.Q—P3.3端口作
为四位厶ED数码管显示控制。
P3.5端口用作单路显示/循环显示转换按钮,P3.6端
口用作单路显示时选择通道。
P0端口作外/D转换数据读入用,P2端口用作/DC08
09的转换控制。
2.3主控芯片AT89C52模块
月789C52是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8kbytes的
可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器(刊
器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准-I/C5-5
1指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flasb存储单元,功能强大的£78965
2单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
月789C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(Z/0)端口,同时内含2
个外中断口。
3个I6位可编程定时讣数器,2个全双工吊行通信口,2个读写口
线,71789652可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。
其将通用的微处
理器和月asA存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降
低开发成本。
如图6所示为ATS9C52管脚图。
图6Ar89C52管胭I图
2.3.1主要功能特性
•9"OS—5I产品指令和引脚完全兼容
•8&字节可重擦写尸乃S〃闪速存储器
•1000次擦写周期
•全静态操作.QHzTAMHz
•三级加密程序存储器
•32个可编程7/0口线
•低功耗空闲和掉电模武
•3个16位定时/计数器
•可编程串行USTfT通道
2.3.2主要引脚功能
VCC:
电源
GND;地
刊口:
刊口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据总线复用口。
a口:
/!
口是一个具有内部上拉电阻的8位双向Z/0口,P1输出缓冲器能驱动4个7^71逻辑电平。
对闩端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚山于内部电阻的原因,将输出电流(/
/Z)o此外,a.0和P\.2分别作定时器/讣数器2的外部计数输入(71.0/72)和
时器/计•数器2的触发输入(P1.1/72EA%JP2口:
口是一个具有内部上拉电阻的8位双向//0口,忆输出缓冲器能驱动4个TTZ逻辑电平。
对屁端口写“时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚山于内部电阻的原因,将输出电流(//Z)。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行M0VX@DPco时口送出高八位地址。
在这种应用中,耳口使用很强的内部上拉发送1。
在使用8位地址(如•豹yX餌I)访问外部数据存储器时,屁口输出尸2锁存器的内容。
在动编程和校验时,屁口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P1口和尼口的第二功能如下表1所示。
表1刊和P1口的第二功能
功能特性
T1EX<定时/计数2捕获/重载触发和方向控制)
丹口:
P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向Z/0口,丹口输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对丹端口写“严时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚山于内部电阻的原因,将输出电流(血)。
丹口亦作为A789(^2特殊功能(第二功能)使用,在fI5S力编程和校验时,
P3口也接收一些控制信号。
具体功能如表2所示:
表20P3口的第二功能
端口引脚
第二功能
丹.0
RXD厶申行输入口)
F3.1
TXD($行输出口)
丹.2
外中断0
P3.3
外中断1
丹.4
70(定时/i十数器0)
丹.5
门(定时/计数器1)
丹.6
外部数据存储器写选通
P3.7
外部数据存储器读选通
RST:
复位输入。
晶振工作时,RST脚持续2个机器周期奇电平将使单片机复位。
看门狗计时完成后,RST脚输出96个晶振周期的高电平。
特殊寄存器AUXKi地址8渤上的刃位可以使此功能无效。
DISRTO默认状态下,复位高电平有效。
ALE/PROG:
地址锁存控制信号是访问外部程序存储器时,锁存低8位地址的输出脉冲。
在flash编程时,此引脚IPROG}也用作编程输入脉冲。
在一般悄况下,SZE以晶摭六分之一的固定频率输出脉冲,可用来作为外部定时器或时钟使用。
然而,特别强调,在每次访问外部数据存储器时,血疋脉冲将会跳过。
如果需要,通过将地址为BEH的3用的第0位置“ir/厶E操作将无效。
这一位置“1”,月LE仅在执行城7以或MOPC指令时有效。
否则,/1厶£将被微弱拉高。
这个皿E使能标志位(地址为8E〃的S用的第0位)的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。
磁忙外部程序存储器选通信号(磁V)是外部程序存储器选通信号。
当ATS9C52从外部程序存储器执行外部代码时,磁N在每个机器周期被激活两次,而在访问外部数
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