数字电压表实验报告模板.docx
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数字电压表实验报告模板
《单片机课程设计》设计报告
设计题目:
数字电压表的设计
班级学号:
50809xx
姓名:
xxx
设计时间:
2010-12-28
备注:
目录
1.引言···············································2
2.概述·······················································2
2.1实验要求··············································2
2.2实验目的··············································2
2.3实验器材··············································2
3.总体设计方案················································3
3.1系统的总体结构及实验原理·································3
3.2芯片的选择···············································4
3.3ADC0809的主要性能指标··································4
4.硬件电路设计················································6
4.1AT89S52单片机最小系统··································6
4.1.1AT89S52各引脚及其引脚功能的实现······················6
4.2ADC0809与AT89S52单片机接口电路设计····················7
4.2.1ADC0809和AT89S52单片机接口电路的引脚说明···········8
4.2.2ADC0809与AT89S52单片机的连接与控制的实现············9
4.3显示电路与AT89S52单片机接口电路设计····················10
4.3.1显示电路的组成······································11
4.3.2显示电路和AT89S52接口电路的引脚说明·················12
4.3.3显示电路与AT89S52的连接与控制的实现·················12
5.软件设计····················································13
5.1主程序流程图·············································14
5.1.1主程序说明···········································15
5.2ADC0809电压采集程序框图································16
5.2.1ADC0809电压采集程序说明·····························17
5.3显示程序框图·············································18
5.3.1显示程序说明··········································19
6.调试与测量结果分析···········································20
6.1调试和仿真环境············································20
6.2程序调试··················································20
6.3仿真结果·················································22
6.4实验结果分析·············································23
7.实验总结和实验收获···········································24
8.程序清单和系统原理图(附录)···································25
8.1(附录一)程序清单···········································25
8.2(附录二)系统原理图········································26
1.引言
本次课程设计要求完成是数字电压表的设计,随着电子科学技术的发展,电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段,对测量的精度和功能的要求也越来越高,而电压的测量甚为突出,因为电压的测量最为普遍。
本次课程设计我们小组在参阅了大量前人设计的数字电压表的基础上介绍一种基于89S52单片机的一种电压测量电路,该电路采用adc0809高精度A/D转换电路,测量范围直流0至+5伏,使用7SE数码管显示模块显示。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路,89S52的特点,ADC0809的功能和应用。
该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。
实验报告首先简要介绍了设计数字电压表的实验要求和目的;根据要求和目的设计出直流数字电压表的系统结构流程,以及硬件系统和软件系统的设计,并给出了硬件电路的设计细节,以及调试和仿真结果。
最后进行了实验和心得体会的总结。
通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,使自身了解开发单片机应用系统的全过程,强化巩固所学知识,为以后的学习和工作打下基础。
2.概述
2.1实验要求
采用ADC0809和AT89S52单片机及显示电路完成0~5V直流电压的检测
2.2实验目的
(1)进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理;
(2)掌握单片机的借口技术及,ADC0809芯片的特性,控制方法;
(3)通过这次实训设计,掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术;
(4)通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计的方法和调试技术。
2.3实验器材
⑴主控CPU部分
⑵A/D转换器件
⑶数码管显示电路
所涉及的器件单元的信号连接端口:
IN0,AOUT1,CS4,FF80H,JX0,JX6,8MHZ,T
3.总体设计方案
3.1系统的总体结构
实验原理:
数字电压表的实现。
模拟电压量通过电位器进行改变。
被ADC0809A/D转换器进行采集。
通过转换器内部的功能实现把电压模拟量转化为数字量的过程。
按照单片机所给的地址,ADC0809芯片把已转化好的数据传入到AT89S52单片机中。
在单片机里通过软件程序设计实现对数字电压表量程的控制。
3.2芯片的选择
AT89C51:
单片机
74LS245:
驱动器
8255A:
可编程并行IO接口扩展
74LS373:
D锁存器
ADC0809:
8位并行A/D转换器
74LS240(两片):
数据锁存器
7SEG(一片):
数码显示管
3.3ADC0809的主要性能指标
1)8路输入通道,8位A/D转换器,即分辨率为8位。
2)具有转换起停控制端。
3)转换时间为100μs(时钟为640kHz时),130μs(时钟为500kHz时)
4)单个+5V电源供电
5)模拟输入电压范围0~+5V,不需零点和满刻度校准。
6)工作温度范围为-40~+85摄氏度
7)低功耗,约15mW。
4.硬件系统的设计
4.1AT89S52单片机最小系统
图
4.1.1AT89S52各引脚及其引脚的功能实现;
XTAL1:
芯片内振荡器反向放大器和时钟发生器的输入端
XTAL2:
:
芯片内振荡器反向放大器的输出端
RST:
复位输入。
当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。
PSEN’:
程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号
ALE:
地址锁存允)
EA’:
访问芯片内部和芯片外部程序存储器的选择信号
WR’写信号选通
RD’读信号选通
POAD复用IO口
P2AD复用IO口
4.2ADC0809与AT89S52单片机接口电路设计
图
4.2.1ADC0809和AT89S52单片机接口电路的引脚说明:
本接口电路用到ADC0809,74LS245,AT89C52,74LS373芯片。
ADC0809芯片有28条引脚,采用双列直插式封装,如图13.23所示。
下面说明各引脚功能。
IN0~IN7:
8路模拟量输入端。
2-1~2-8:
8位数字量输出端。
ADDA、ADDB、ADDC:
3位地址输入线,用于选通8路模拟输入中的一路
ALE:
地址锁存允许信号,输入,高电平有效。
START:
A/D转换启动脉冲输入端,输入一个正脉冲(至少100ns宽)使其启动(脉冲上升沿使0809复位,下降沿启动A/D转换)。
EOC:
A/D转换结束信号,输出,当A/D转换结束时,此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。
OE:
数据输出允许信号,输入,高电平有效。
当A/D转换结束时,此端输入一个高电平,才能打开输出三态门,输出数字量。
CLK:
时钟脉冲输入端。
要求时钟频率不高于640KHZ。
REF(+)、REF(-):
基准电压。
Vcc:
电源,单一+5V。
GND:
地。
74LS245:
*当片选端/CE低电平有效
AB/BA’传送选择端口,为高电平时信号由A向B传输;
为低电平时信号由B向A传输;当/CE为高电平时,A、B均为高阻态。
AT89C52P0口AD复用IO口
P2口AD复用IO口
74LS373D锁存器D0~D7数据输入端
Q0~Q7输出端
OE’三态允许控制端(低电平有效)
LE锁存允许端
4.2.2ADC0809与AT89S52单片机的连接与控制的实现:
通过单片机的P0口和P2口给出FF80H地址。
经过D触发器74LS373锁存后,把此地址接到CS4上。
通过软件程序把00H信号送到FF80H中。
此时CS4上信号为低电平。
经过或非门后ADC0809的ALE引脚变为高电平,并且START引脚变为下降沿。
启动AD转换。
转换结果通过OUT1~OUT8送到74LS245驱动器中。
此时AB/BA’选通通道为低电平。
将数据有B到A送到单片机P0口。
单片机进行数据处理。
将数据转过为等待显示的准数据。
4.3显示电路与AT89S52单片机接口电路设计
图
4.3.1显示电路的组成:
由AT89C52,8255,74LS245
(二),74LS240
(二),数码管
4.3.2显示电路和AT89S52接口电路的引脚说明:
AT89C52:
P0口AD复用IO口
WR’引脚:
写信号选通
RD’引脚:
读信号选通
8255:
D0~D7数据输入端
RD’引脚:
读信号选通
WR’引脚:
写信号选通
A0,A1:
地址线,用来选择8255内部端口
RESET:
复位端
CS’:
片选端
PA:
端口A的输入输出线
PB:
端口B的输入输出线
74LS245(二片):
CS片选端,低电平有效
AB/BA’传送选择端口,为高电平时信号由A向B传输;
为低电平时信号由B向A传输;当/CE为高电平时,A、B均为高阻态。
74LS240(二片):
数据锁存器。
A0~A3:
数据输入
Y0~Y3:
数据输出
OE’:
输出使能端
4.3.3显示电路与AT89S52的连接与控制的实现:
8255的复位端和片选端为低电平,读入信号端为高电平,写信号端为低电平,单片机将8255的控制字80H送入控制寄存器表示此时PA口为输出,PB口输出。
8255工作在方式0。
实现AT89S52单片机把处理好的七段码通过8255的PA口,将位选信号送入8255的PB口。
先通过PB口的,经过74LS245和74LS240驱动后,将位选信号送入数码管的位选端,实现位选。
随后将PA口的七段码经过74LS245驱动后送入数码管的a~h段选段。
最后完成电压的数字显示。
5.软件设计
5.1主程序流程图
图
5.1.1主程序说明
详细程序见附录一。
主程序说明如下:
主程序包括:
采用才长调用指令LCALL分别调用初始化子程序CLARMEM--对31H-36H数据缓冲区进行清零,用来存放ADC0809转化的数据;调用TEST—电压测量并转化为BCD码子程序;调用DISP—显示子程序。
5.2ADC0809电压采集程序框图:
图
5.2.1ADC0809电压采集程序说明
TEST:
MOVDPTR,#0FF80H;将地址送入DPTR找到0809
MOVA,#00H;给FF80送控制信号00h
MOVX@DPTR,A;启动转换
HERE:
NOP
MOVXA,@DPTR;提取
5.3显示程序框图
图
5.3.1显示程序说明
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
6.调试与测量结果分析
6.1调试和仿真环境
(1)Keilc51软件调试环境
(2)proteus仿真软件
6.2程序调试
用keilC51软件对已设计好的程序进行编译,根据硬件连线对对试验箱进行连线。
把通过编译后的程序装载进已连线好的实验箱中,运行程序观察实验现象。
在调试过程中,出现XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX现象,对此问题进行程序和联系的调整,具体方法是:
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX.调整好后。
重新对程序进行装载,随后XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
6.3仿真结果
有图么?
有图上图。
没图口述。
。
。
仿真结果分析:
实现了数字电压表的功能,量程为0~5V。
通过调节电位器,实现电压模拟量的改变。
然后XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX仿真与实际误差:
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
6.4实验结果分析
根据调试和仿真得出实验结果
7.实验总结和实验收获
自由发挥吧~~同志们。
。
。
。
。
各种胡言乱语就往上招呼吧~~别拘着~~~~~~~~
8.程序清单和系统原理图(附录)
8.1(附录一)程序清单
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