基于单片机的电量检测系统设计方案

1 基于单片机的电量检测系统设计方案 1 绪论 自第一个微处理器问世以来，以微处理器为核心构成的计算机以各种各样的形式，无孔不入的渗入到人们的生产、生活、科研等各个领域，为人类带来了渗透到各个领域的“智能”。微处理器是整个智能仪器仪表的核心，检测电路时微处理器的外围设备，微机通过接口发出各种控制信息给检测电路，以规定功能、启动测量、改变工作方式等。微机通过查询或检测电路向微机提出的中断请求，使微机及时了解检测电路的工作状态。当检测电路完成一次测量后，微机读取测量数据，进行了解检测电路的工作状态。当检测电路完成一 次测量后，微机读取测量数据，进行必要的加工、计算、变换等处理，最后以各种方式输出，如送显示器、打印机打印，或送给系统的主控制器等等。 近二十年来，以计算机科学，信息学，生命科学为代表的各门新兴学科的迅猛发展，极大限度的刺激了全球经济的发展，在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，电能是人们日常生活和工业生产中的重要能源之一，在现代社会中起着越来越重要的作用，而电压、电流是其中最 关键的两个因素，是否准确的测量电压、电流对我们的生活和生产有着至关重要的影响，特别是电工和电力系统等领域经常要对交流电量进行采样测试以了解工作电压或整个电网的工作情况。 2 2 列交流电量传感器 述 列交流电量传感器采用电磁隔离技术和专用厚膜集成电路。对电网或电路中的交流电流或交流电压进行实时测量，将其变换成跟踪电压暑促（ 、直流电压输出（ 、直流电压输出（ 、频率输出（ 。传感器的输出可以与各型 可以与传统模式、数字式指示仪表配接，显示被测量之值。体积小、重量轻、精度高、耗能低，输入电路、输出电路完全隔离，输出信号可以共地，输出形式多样，满足各种使用要求，在 0 120%标称输入范围内，输出信号入输出信号之间保持正比例关系，通聘宽带，可以测量 5内的正弦交流电流或交流电压。结构形式多样，提供直插式、 装式安装方式，方便各种场合使用等特点。 B 交流电量传感器的工作原理 本系列传感器采用模块化电路结构，如图 2（或电压侧头 2）、采样电路 3、定标放大器 4、装用厚膜集成转化器 5、 6、 7组成。 l xU 576- EV gV zI zF k+ 电路结构 被测电流信号 或被测电压信号 经电流测头 1或电压测头 2隔离变换，在二次回路形成高精度毫安级跟踪电流，经采样电路 3 转换为跟踪电压信号，在经定标放大器 4 进行放大、定标 ，形成跟踪电压输出 踪电压信号经 C 转换器 5 后，形成直流电压输出 出经 V/I 转换器 6 后形成直流输出 出 3 经 V/F 变换器 7 后形成频率输出 只有输出跟踪电压 产品才使用正负电源 +E,其他产品才使用单一正电源。 图 2电流测头 1 和电压测头 2 是本系列产品的关键部件，属于精密互感器系列，承担隔离和线性变换的双重作用，改变电流测头规格或改变电压测头的输入电阻可以改变传感器的测量范围。定标放大器 4 是一个宽带交流放大器，它产生的电压输出 在波形和相位上快速跟踪输入信号的变化， 出型传感器适用于交流采样系统。转换器 5 是配套研发的专用厚膜集成器件，它把交流电压信号变换为直流电压或直流电流输出。转换原理分为平均值转换和真有效值转换，平均值转换 器成本低，适用于标准正弦交流信号转换；真有效值转换器适用于含有多次谐波的交流信号（如三角波、矩形波、梯形波、可控硅调功波等），单成本较高。转换器 5（或转换器 6）的 “基准波 ”接地时，他输出 0 5V（或 0 20为它们配加以个高稳定的偏置电路，就形成 1V 5V（或 420为它们配加一个高稳定的偏置电路，就形成了 1V 5V（ 420出。 感器型号及技术指标 采用 流电压传感器和 流电 流传感器对电流和电压进行数据采集。 术指标： 输入规格： 10V 1000出规格： 420应时间 : 250载能力： 6V 静态功耗： 50电电源： +12 或 +24 其他指标：（ 1）线性范围： 0 120%标称输入 （ 2）输入频响： 25 5K （ 3）环境条件： 0 +50 术指标： 输入规格： 5A 50A 4 输出规格： 420度等级： 响应时间： 300载能力： 6V 静态 功耗： 800电电源： +12 或 +24 其他指标：（ 1）线性范围： 0 120%标称输入 （ 2）输入频响： 255别适合工频至中频 （ 3）环境条件： 0 +50 。 3 硬件系统的设计 件框图 A D C 0 8 0 9按 键A T 8 9 C 5 1L E D 显 示W B V 4 1 4 A S 3W B I 4 1 4 A S 1图 3件框图 本设计是 片机控制的电量检测系统。其工作原理是：先由电量传感器采集数据，启动 A D 转换，后将数据读入单片机中进行运算并显示，即由数据采集，数据分析和数据处理三部分完成。 本设 计中，控制系统的控制器有单片机 核心，系统采用 流电流传感器）和 流电压传感器对电流和电压进行数据采集，并输出标准电流 420有新型电磁隔离，高精度变送等优点。 片机控制 行模数转换，数据经过单片机的运算，输出结果，并把结果在 4 位 8 段数码管上显示 。 5 制电路的设计 片机的选择 20 世纪 80 年代以来，单片机的发展非常迅速，就通用单片机而言，世界上一些著名的 计算机厂家已经投放市场的产品就有 50 多个系列，数百个品种。目前世界上较为著名的 8 位单片机的生产厂家和主要机型如下： 美国 司： 列和其增强型系列 美国 司： 6801 系列和 6805 系列 美国 司 :89单片机 美国 司： 列和 3870 系列 美国 司： 列及 国 司： 6500 1 系列 美国 克萨斯仪器仪表）公司： 列 国国家半导体）公司： 列等等。 尽管单片机的品种很多，但是在我国使用最多还是 司的 列单片机和美国 司的 89片机。 列单片机包括三个基本型 8031、 8051、 8751。 8031 内部包括一个 8 为 128 个字节 21 个特殊功能的寄存器（ 4 个 8 位并行 I O 口、 1 个全双工穿行口、 2 个 16 位定时器计数器，但片内无程序存储器，需外扩 片。比较麻烦，不予采用。 8051 是在 8031 的基础上，片内集成有 4为程序存储器，是一个程序不 超过 4K 字节的小系统。 的程序是公司制作芯片时，代为用户烧纸的，出场的 8051 都是含有特殊用途的单片机。所以 8051 适用用应用在程序已定且批量大的单片机产品中，所以也不采用。 8751 是在 8031 基础上，增加了 4K 字节的 构成了一个程序小于 4户可以将程序固化在 以反复修复程序。但其价格相对 8031较贵。 8031 外扩一片 4相当于 8751，它的最大优点是价格低。随着大规模集成电路技术的不断发展，能装入片内的外围接口。虽然虽都在不断的改变制造工艺，但 内核却一样，也就是说这类单片机指令系统完全兼容，绝大多数管脚也兼容；在使用上基本可以直接互换。所以不采用 6 89片机 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（ 低电压，高性能 微处理器，俗称单片机。 89C 51是一种带 2片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100次。该器件采用 工业标准的 令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8 位 闪烁存储器组合在单个芯片中， 89一种高效微控制器，89它的一种精简版本。 89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。 所以采用此单片机较好。 主要特征： 与 容 ； 4； 寿命： 1000写 /擦循环 ； 数据保留时间： 10年 ； 全静态工作： 0 三级程序存储器锁定 ； 128*8位内部 32可编程 I/； 两个 16位定时器 /计数器 ； 5个中断源 ； 可编程 串行通道 ； 低功耗的闲置和掉电模式 ； 片内振荡器和时钟电路 ； 管脚说明： 电电压。 地。 ： 为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8电流。当 时，被定义为高阻输入。 够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据 /地址的第八位。在 作为原码输入口，当 时 位双向 I/ 出 4后，被内部上拉为高，可用作输入， 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 位双向 I/出4个 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， 的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。 序存储器或 16位地址外部数据存储器进行存取时， 给出地址 “1” 时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， 输出其特殊功能寄存器的内容。 在 程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 ： 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 电流。当 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， 是由于上拉的缘故。 除了作为一般的 I 重要的用途是它的 第二功能，如下表所示： 表 3 位输入。当振荡器工作时， 脚出现两个机器周期以上高电平将单片机复位。 端口引脚 第二功能 行输入口） 串行输出口） 外中断 0) 外中断 1) 0(定时计数器 0) 1(定时计数器 1) R （外部数据存储器写选通） D （外部数据存储 器读选器） 8 当访问外部程序存储器或说句存储器时， 址锁存允许 )输出脉冲用于锁存地址的低 8位字节。即使不访问外部存储器， 6 输出固定的正弦脉冲信号，因此它可以对外输出时钟或用于定时目的。但要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 对 储器编程期间，该引脚还用于输入变成脉冲 如有必要，可通过对特殊功能寄存器 (中的 80位置位，可禁止 位置后，只有一条 外，该引脚后被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 程序存储允许 (输出时外部程序存储器的读取通信号，当 个机器周期两次 效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据储存器时，这两次有效的 号不出现。 部访问允许，欲使 访问外部程序存储器 (地址为 0000H地。需要注意的是：如果加密位 编程，复位时内部会锁存 引脚加上 +12然这必须是该器件是使用 12 荡器反相 放电器及内部时钟发生器的输入端。 荡器 3 放大器的输出端。 时钟振荡器： 有一个用于购车个内部振荡器的高增益反相放大器，引脚 别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器，振荡电路如图 3 外界适应晶体 (或陶瓷振荡器 )及电容 外接电容 然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低，振荡器工作的稳定性，起振的难易程序及温度 稳定性，如果使用石英晶体，则推荐电容使用 3010如使用陶瓷振荡器建议使用 400 用户也可以采用外部时钟，采用时钟的电路如图 3这种情况下，外部时钟脉冲接到 内部时钟发生器的输入端， 9 C 2X E N 外 部 振 荡 信 号 输 入N C X T A L 2X T A L 1E N 内部振荡电路 图 3部振荡电路 由于外部时钟信号是通过一个 2 分钟触发器作为内部时钟信号的，所 以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。 些属于低电平编程方式，而有些则是高电压编程方式。用户可以从芯片上的型号和读取芯片内的签名字节获得该信息。如表 3表 312V 5V 芯片顶面标示 5 名字节 030H 1 031H 5 032H 030H 1 031H 51H 032H 05H 次写入一个字节要对整个芯片内的 须使用擦除的方式将整个存储器的内容写清楚。 编程方法 : 编程前，先设置好地址，数据及控制信号，编程单元的地址加在 和 10 11 位地址范围为 0000H 0数据从 低电平， 持高电平， 脚是编程电源的输入端，按要求加上标称电压，脉冲。编程时，可采用 4 20时钟振荡器 , (1)在底线上加上要编程单元的地址信号。 (2)在数据线上加上要写入的数据字节。 (3)激活相应的控制信号。 (4)在高电压编程方式时，将 12 (5)每对 上一个 改变编程电源的地址和写入一个字节，重复 1到全部文件编程结束。每个字节写入周期是自身定时的，通常约为 极限参数 ： 工作温度 : 25； 储藏温度： 50；任一引脚对地电压 ： 最高工作电压 ： 流输出电压： 数转换部分的设计 随着半导体技术数字化和集成化的日益调高，在推动微控制器、数字信号处理器、微机械电子系统的发展中，也推动了嵌入或隐形模数 A D转换技术的发展，A D 转换技术在变得越来越复杂的同时，也正朝着高精度、高速度的发展方向迈进。由于数字信号处理技术在图形、视频、无线通讯的广泛应用，对高速高精度的 的要求日益迫切。 A D 转换器的种类繁多，工作原理各异，但逐次比较型 A D 转换器是应用较多的类型之一，其原因是该类型的 A D 转换器转换速度快、精度高。因此本次设计选用一款逐次比较型 A D 转换器 被采样的电压、电流信号分两路进入 行模数转换，写信号 制 地址锁存和转换器，即当 跳沿时，所有内部寄存器清零；下调沿时，开始进行 A D 转换，在转换期间， 保持低电平。 ，可通过查询方式来检测转换 是否完成。当 明转换结束，否者表明正在进行 A D 转换，即 时，读信号 制的 号即控制三条锁存器向单片机输出转换得到的数据。 11 ，其工作原理方框图如图 3示 。 A / D 转 换 器+_电 源模 拟 输 入（ V i n ）参 考 电 压（ V r e f ）数 字 输 出（ D n . . D 0 ）图 3 A 由图中可以看出， A D 转换器的输入有两种，即模拟输入信号 参 考电压 输出时一组二进制数。可以认为， A D 转换器是一个将模拟信号值编制成对应的二进制码的编码器。 常用的 A D 转换器有：双积分式、逐位比较式及秉性比较时几种。 如图 3示，一个完整的 A D 转换器应该包含这样的一些输入、输出信号 。 A / D 转 换 器V r e 输 入V c cV s 输 出图 3A （ 1） 模拟输入信号 参考电压 2） 数字输出信号 （ 3） 启动转换新号，输入 12 （ 4） 转换完成信号或者 “忙 ”信号，输出 （ 5） 数据输出允许信号，输入 为了与单片机接口，必须设置图所示的 一些数据输入接口、状态输入接口及控制输出接口等。 首先，单片机通过控制口发出启动转换信号，命令 A D 转换器开始转换，肉厚单片机通过状态读入转换器的状态，并判断它是否转换结束。转换结束， 出数据输出允许信号，将装换完成的数据读入。 介 图 3部逻辑结构，图 3 8 位逐次逼近型 A D 转换器，它由一个 8 路模拟开关、一个地址锁存译码器、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。三态输出锁存器用于锁存 A D 转换完的数字量，当 为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 I N 0I N 1I N 2I N 3I N 4I N 5I N 6I N 78路模拟量开关8 路A / 锁 存器 与 译 码器 E+ O A R D 1D 2D 3D 5D 6D 7D 4E O 数字部分定义如下： 拟通道的地址选择线，输入。信号单极性，电压范 13 围是 0V 5V，若信号太小，必须进行放大。 址锁存允许信号，输入。由低到高的正跳变有效，此时锁存地址选择先的状态，从而选通相应的模拟通道，一边进行 A D 转换。当 为高电平时，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模拟量进转换器进行转换。 A、 B、 C 为地址输入线，用于选通 一路模拟 量输入。通道选择表如表 3 026m s b 2 2201272 4182282 615312 s b 2 42E O 53A D D - 64A D D - D - 75A L f (-)16E N A B L A R f (+ )12C L O C C 0 8 0 9图 3表 3C B A 选择的通道 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 14 8 条模拟 量输入通道。 228 位数量输出端。 位地址输入线，用于选通 8 路模拟输入中的一路。 址锁存允许信号，输入，高电平有效。 A D 转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少 100）使其启动（脉冲上升沿使 0809 复位，下降沿启动 A D 转换）。 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）。 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。 钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于 640 +）、 -）：基准电压。 源，单一 5V。 。 工作过程： 首先输入 3 位地址，并使 ，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。 升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A D 转换，之后 出信号变低，指示转换正在进行。直到 A D 转换完成， 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 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 盘输入部分 阵式键盘 在 键盘中按键数量较多时，为了减少 I/O 口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如 ）就可以构成 4*4= 16 个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20 键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（ 9 键）。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是 合理的。 矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，列线通过电 15 阻接正电源，并将行线所接的单片机的 I/O 口作为输出端，而列线所接的 I/O 口则作为输入。这样，当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。 立式键盘 独立式按键就是各按键相互独立，每个按键各接入一根输入线，一根输入线上的安检工作状态不会影响其他输入线的工作状态。因此，通过检测输入线的电平状态可以很容易判 断哪个按键按下了。独立式按键电路配置灵活，软件简单，但每个按键需要占用一个输入口线，在按键数量较多时，需要较多的输入口线且电路结构复杂，故此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合。 在此系统中，查看电压 、电流只需要两个按键，比较简单，所以就采用独立式按键接口电路。 示部分 示屏是二十世纪八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体。它具有可靠性高、使用寿命长、性能价格比较高等特点。在单片机应用系统中，如果需要显示的内容只有数码和某些字母，使用 码管是一种 较好的选择。 本低廉，配置灵猴，与单片机接口简单易行。 码管是有发光二极管作为显示字段的数码型显示器件，其中七只发光二极管分别对应 a g 笔端构成 “日 ”字形，另一个发光二极管 为小数点。因此这种示器被称为七段数码管或八段数码管。 D P D g 位 L E 位 L E 数码管 16 示器是由 N 各 示块拼接成 N 个 示器。 N 个 示块有 位选线，根据显示方式的不同，位选线和段选线的连接方法也不同。段选线控制显示字符的 字形，而位选线为各个 示块的公共端，它控制该 示位的亮 、暗。 示器有动态显示和静态显示两种显示方式。 动态显示方式 在多位 示时，为了简化硬件电路，通常将所有位的段选线相应的并联在一起，有一个 8 位 I/O 控制，形成段选线的多路复用。而各位的共阳极或共阴极分别由相应的 I/O 线控制，实现各位的分时选通。其中段选线占用一个 8 位 I/O 口，而位选段占用一个 4 位 I/O 口。由于各位的段选线并联，段码的输出对各位来说都是相同的，因此，同一时刻，如果各位位选线都处于选通状态的话， 4 位 显示相同的 字符。若要将各位 够显示出与本位相应的显示字符，就必须采用扫描显示方式，即在某一时刻，只让某一位的位选线状态，而其他各位的位选线处于关闭状态，同时段选线上输出相应位要显示字节的段码。在确定 同位显示的时间间隔，不能太短，因为发光二极管从导通到发光有一定的延迟，导通时间太短，发光太弱人眼无法看清。但也不能太长，因为毕竟要受限于临界闪烁频率，而且此时间越长，占用 间也越多，另外，显示位增多，也将占用大量的 间，因此动态显示实质是以牺牲 间换取元就爱你的减少。 态显示方式 示器工作于静态显示方式时，各位的共阴极或共阳极连接在一起并接地（或 +5V）；每位的段选码（ a 别与一个 8 位的锁存器输出相连，所以称为静态显示。各个 显示字符一经确定，相应锁存器的输出将维持不变，知道显示另一个字符为止。也正因为如此，静态显示器的亮度都较高。这种显示方式接口编程容易，付出的代价是占用口线较多，若用 I O 接口，则要占用 4 个 8 位口，若用锁存器接口，则要 4 片 7片。如果显示器位数较多，则静态显示方式更是无法适应，因此在显示位数较多 的情况下，一般都采用动态显示方式。 由于本系统只涉及到 4 位显示输出，就采用了 4 片 8 位移位寄存器串级使用的态显示方式。 17 4介 S E C L C L L H C 5 9 53474含有 8 位串入、串并出移位寄存器和 8 位三态输出锁存器。寄存器和锁存器分别由各自的时钟输入 都是上升沿有效。当 行输入数据 入寄存器；当 低到高电平只对寄存器的数据置入锁存器。清除端 低电平只对寄存器复位 低电平，而对锁存 器无影响。当输出允许控制 G 为高电平时，并行输出 H为高阻态，而串行输出 受影响。 74多需要 5 根控制线，即 G。其中 软件实现寄存器清零；如果不需要软件改变亮度， G 可以直接接到低电平，而用硬件来改变亮度。把其他三根线和单片机的 I O 口相接，即可实现 制。 数据从 送入 74每个 上升沿， 上的数据移入寄存器，在 第 9 个上升沿，数据开始从 出。如果把第一 个 74第二个 74 接，数据即移入第二个 74，照此一个一个接下去，可接任意多个。数据全部送完后，给 个上升沿，寄存器中的数据即置入锁存器。此时如果 G 为低电平，数据即从并口 出，把 8 段相接。 可以实现显示了。 18 键盘及显示电路 1D P Y _7 - S E G _D 2D P Y _7 - S E G _D 3D P Y _7 - S E G _D 4D P Y _7 - S E G _D +5910 1+5+5910 2D P 0 3+5+5910+5+5910 74 H C 5 95 74 H C 5 95 74 H C 5 952 2 2 74 H C 5 953 3 3 +5 +5 +5+U 41 51 0 S T 1. 0 59 2P P F+5 T 1A L E+54+5P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07 7C L 74 L S 27 3A L E . 0 / A D 039P 0. 1 / A D 138P 0. 2 / A D 237P 0. 3 / A D 336P 0. 5 / A D 534P 0. 4 / A D 435P 0. 6 / A D 633P 0. 7 / A D 732P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 2. 0 / A 821P 2. 1 / A 922P 2. 2 / A 1 023P 2. 3 / A 1 124P 2. 4 / A 1 225P 2. 5 / A 1 326P 2. 6 / A 1 427P 2. 7 / A 1 528X T A L 218X T A L 119R S / V P E . 0 / R X . 1 / T X . 2 / I N T 012P 3. 3 / I N T 113P 3. 4 / T 014P 3. 5 / T 115P 3. 6 / W . 7 / R 89 C 5 1 3键盘及显示电路 19 4 软件系统设计 语言简介 C 语言是近年来在国内外普遍使用的一种程序设计语言。 C 语言功能丰富，表达能力强应用广，既有高级语言的 特点，也有汇编语言的特点。 C 是中级语言。它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。 C 语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作， 而这三者是计算机最基本的工作单元。 C 是结构式语言。结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化，即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护以及调试。 C 语言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便的调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向，从而使程序完全结构化。 C 语言功能齐全。具有各种各样的数据类型，并 引入了 指针 概念，可使程序效率更高。另外 C 语言也具有强大的图形功能，支持多种显示器和驱动器。而且计算功能、逻辑判断功能也比较强大。 程序流程图 调 用 按 键 子 程 序电 压 、 电 流 交 替 2 s 显 示开 始系 统 初 始 化启 动 A / D 转 化延 时图 4主程序流程图 20 键程序流程图 在本系统中，有查看电压或电流的功能，由两个按键 制。首先要判断是否有减按下，如果的确有键按下， 例如 通模拟通道，单片机通过 发出启动转换信号 换结束，将数据从 读取送入片机中进行标度转换和拆数等运算，并显示于 码管。 标度转换的目的是要把实际采样的二进制转换成 式的电量值，然后存放到显示缓冲区。 一般按键在按下的时候有抖动的问题，即键的簧片会有轻微的弹跳，需要经过一个短暂的时间才会可靠的接触。若在簧片抖动时惊醒扫描就可能得到不正确的结果。因此，在程序中需要考虑到防抖动的问题。最简单的办法是在检测到有键按下时，延时一段时间再次 检测看是否有键按下，这个可以通过调用子程序来解决。 开 始K E Y 1 是 否 按 下K E Y 2 是 否 按 下返 回跳 K E Y 2 子 程 序跳 K E Y 1 子 程 序按键程序流程图 时器 0 中断服务程序设计 6位的可编程定时器计数器， 1。定时器实际上是工作在计数方式下 ，只不过对固定平率的脉冲计数，由于脉冲周期也固定，由计数值可以计算出计数时就爱你，有定时的功能。 T C 是加 1 计数的。当工作在定时器方式时，对振荡源 12 分频的脉冲计数，即每个机器 周期计数值加 1，计 21 数速率 1 12 2数速率 =1000计数器每加 1用时 1 开 始延 时再 次 判 断 是 否 有 键 按 下设 计 标 志 位 为 0启 动 A D C 0 8 0 9调 用 显 示再 次 判 断 是 否 有 键 按 下设 置 标 志 位 为 1返 回 程序流程图 T 数器的工作方式。 22 表 4方式寄存器 位 名称 功 能 时器 /计数器 控制 ； C/T =1 计数器， C/T =0 定时器 1 定时器 /计数器 式选择位 0 定时器 /计数器 式选择位 时器 /计数器 控制 ； C/T =1 为计数器， C/T =0 为定时器 1 定时器计数器 式选择 位 0 定时器计数器 是选择位 表 4定时器计数器 适用于定时器计数器前，应对它进行标称初始化，在本系统中，适用定时器作方式 1，计算 初值，定时 2S 显示，如果到 2S 显示电压值，否则显示电流值。流程图如图 4 式 功 能 0 0 0 为 12位定时器计数器， 位， 高 8位 0 1 1 为 16位定时器计数器 1 0 2 常数自动装入 8位定时器计数器 1 1 3 仅适用于 个 8位定时器计数器 23 、电流信号分两路进入 行模数转换，写信号 当 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， 保持低电平。转换完成后，读信号 同控制的 号即控制三条输出锁存器单片机输出转换得到的数据。流程图如图 4 开 始给 定 时 器 T 0 初 值设 定 2 s 时 间 计 数图 4定时器 0中断流程图 开 始启 动 A D C 0 8 0 9延 时数 据