完整版基于单片机KL25的数字电压表

1、16课程设计报告课程名称:单片机原理与应用院:信息工程学院业:电子信息工程级:15 电子2班名:夏莹号:20150304251指导教师:袁静成 绩:开课时间:2016201 学年 2学期基于单片机KL25的数字电压表摘要数字电压表(Digital Voltmeter )简称DVM它是采用数字化测量技术, 把连续的模拟量(直流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的 仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采 用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还 可与PC进行实时通信。目前，由各种单片 A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛

2、用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域,示出强大的生命力。与此同时，由DVMT展而成的各种通用及专用数字仪器仪表， 也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本章重点介绍单片A/D转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。关键词：数字电压表A/D转换器PC 电压测量The Desig n of Digital VoltmeterAbstract Digital voltage meter (Digital Voltmeter) referred to as DVM,it is the use of digitalmeasuri ng tech no log

3、y, the con ti nu ous an alog(DCinput voltage) into a non-con ti nu ous,discrete digital form and to dis play the in strume nt.A nalog voltage meter features a traditi onal si ngle, low accuracy, can not meet the digital age, using the sin gle chip digital voltage meter, from the high precision, anti

4、-interferenee ability, scalability, Ji Chengconvenien ce, and P Cca n com muni cate in real time.At p rese nt, by a variety of sin gle A / D conv erter con sisti ng of digitalvoltage meter, has been widely used in electronicand electricalmeasureme nt, in dustrialautomatio n,in strume ntati on,automa

5、ted test systems, in tellige nt measureme nt, show ing stro ng vitality.At the same time, the DVM exte nsion to the various gen eral and sp ecific digital in strume nts, but also the po wer and non-po wer measureme nt up to a newlevel.This chapter focuses on single-chipA / D converter, and they form

6、 by the microc on troller-based digital voltmeter works.Key words Digital voltmeter A/Dc on verier PC Voltage measureme nt目录第一章 系统概要 1.1 课题研究背景 1.2 数字电压表的分类 1.3 系统功能 第二章 设计总方案 2.1 设计题目 2.2 设计内容及要求 2.3 设计原理及方案 第三章 硬件设计 3.1 A/D 转换电路 3.2LED 显示电路 第四章 系统软件设计 4.1 主程序（ main.c ） 4.2 中断子程序（ Isr.c） .4.3 LED 子

7、程序（ LED.c ） 第五章 系统测试 5.1 运行界面调试 5.2 运行结果图 第六章 总结 6.1 结论 6.2 展望 6.3 致谢 6.4 参考文献 55566667101313141515151516第一章 系统概要1.1 课题研究背景数字电压表(Digital Voltmeter)简称DVM，它采用的是数字化测量技术，把连续的模拟量， 也就是连续的电压值转变为不连续的数字量， 加以数字处理然 后再通过显示器件显示，由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、 灵敏度高和分辨率高、 测量速度快等特点而倍受青睐， 数字式电压表就是基于这 种需求而发展起来的 .。而采用单片机的数字电

8、压表由于测量精度高、速度快，读数时也非常方便， 抗干扰能力强， 可扩展性强等优点已被广泛的应用于电子及电工的测量、 工业自 动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。1.2 数字电压表的分类目前实现电压数字化测量的方法仍然模-数(A/D)转换的方法，而数字电压表种类繁多， 型号新异， 目前国际仍未有统一的分类方法。 而常用的分类方法有 如下几种：1按用途来分：有直流数字电压表，交、直流数字电压表，交直流万用表等。2按显示位数来分：有 4 位，5位，6 位，7位，8 位等。3按测量速度来分：有低准确度，中准确度，高准确度等。4按测量速度来分：有低速，中速，高速，超高速等。1.3

9、 系统功能将被测电压信号， 送入 A/D 转换器进行转换， 然后送到单片机中进行数据处 理，处理后得到的电压值再送到 LED中显示。章设计总方案2.1设计题目数字电压表2.2设计内容及要求利用单片机与A/D转换器件设计一个数字电压表，能够测量05V之间的直流电 压值，并用4位数码管实时显示该电压值。2.3设计原理及方案开始1 J初始化广调用A/D转换测 量子程序调用显示子程序 序输出数值第三章硬件设计3.1 A/D转换电路3.2LED显示电路此系统是在LED驱动电路的设计上， 利用单片机P0 口上外接的上拉电阻来实现，即将LED的A-G段显示引脚和 DP小数点显示引脚并联到 P0 口与上拉电阻

10、之间， 这样，就可以加大P0 口作为输出口的驱动能力，使得LED能按照正常的亮度显示出数字。第四章 系统软件设计4.1 主程序（ main.c ）/说明见工程文件夹下的 Doc 文件夹内 Readme.txt 文件 /= #include includes.h /包含总头文件int main(void)/1.声明主函数使用的局部变量uint_32 run_counter;uint_16 ADCResult;uint_16 d;/ADCResult 计算后的值uint_16 c;/uint_16 LEDindex;/uint_16 Dtable4;uint_16 A;uint_16 B;/2.关

11、总中断enter_critical(); / 进入临界区/3.初始化模块LEDInit();/LED 初始化light_init(LIGHT_PORT, LIGHT_PIN_RED, LIGHT_ON); / 指示灯初始化 light_init(LIGHT_PORT, LIGHT_PIN_BLUE, LIGHT_OFF);/串口 1 初始化 , 总线时钟 24000Khz, 波特uart_init (UART_TEST,BUSCLK,9600);率 9600/ADC0 初始化单端输入， 10 位采样精度，adc_init(SingleEND,10,SAMPLE32);32 次硬件均值/4.全局

12、变量及主函数局部变量赋初值 run_counter=0;ADCResult=0;/5.使能模块中断及总中断 uart_enable_re_int(UART_TEST);init_critical(); / 开总中断 uart_send_string(UART_TEST, This is ADC Test!rn);/进入主循环/ 主for(;)run_counter+;/循环计数到一定的值，使小灯的亮、暗状态切换if (run_counter RUN_COUNTER_MAX)run_counter = 0;/指示灯的亮、暗状态切换light_change(LIGHT_PORT, LIGHT_PI

13、N_RED);light_change(LIGHT_PORT, LIGHT_PIN_BLUE);/进行一次模块 0 通道 14采样ADCResult = adc_read(14);/ 将采集的 A/D 值通过串口发送到 PC/uart_send1 (UART_TEST ,(uint_8)(ADCResult8);/uart_send1 (UART_TEST ,ADCResult); / end_ifd=ADCResult*5/4096;A=d*10/10;B=d*10%10;Dtable0=0;Dtable1=A+10;Dtable2=B;Dtable3=21;for(LEDindex=0;L

14、EDindex=4)LEDindex=0;c=LEDchangeCode(DtableLEDindex);LEDshow1(LEDindex,c); / end_while/ 主return 0;/= /文件名称： /功能概要： /版权所有： /更新记录：/=#include includes.h4.2 中断子程序( Isr.c )isr.c中断底层驱动构件源文件 苏州大学飞思卡尔嵌入式中心 () 2013-4-7/= /串口 1 接收中断服务例程 void isr_uart1_re(void) uint_8 ch;uint_8 flag = 1;测试enter_critical();ch =

15、 uart_re1(UART_TEST, &flag); if (0 = flag)uart_send1(UART_TEST, ch); exit_critical();4.3 LED 子程序( LED.c )/=文件名称： led.c功能概要： led 构件源文件版权所有 : 苏州大学飞思卡尔嵌入式中心 ()版本更新 : 2013-04-18 V1.2/=#include led.h/led 位选端口struct GPIO led_cs4=LED_CS0_PORT,LED_CS0,LED_CS1_PORT,LED_CS1,LED_CS2_PORT,LED_CS2,LED_CS3_PORT,L

16、ED_CS3,;/led 数据端口struct GPIO led_d8=LED_D1_PORT,LED_D1,LED_D2_PORT,LED_D2,LED_D3_PORT,LED_D3,LED_D4_PORT,LED_D4,LED_D5_PORT,LED_D5,LED_D6_PORT,LED_D6,LED_D7_PORT,LED_D7,LED_D8_PORT,LED_D8, ;LEDInit无无LED 初始化。/= /函数名称： /函数返回： /参数说明： /功能概要： /= void LEDInit() uint_8 i = 0;/定义 8 根数据线为输出 ，初始输出 0 for(i = 0

17、;i 8;i+)gpio_init (led_di.gpio_port, led_di.gpio_pin, 1, 0);/定义 4 位选线定义为输出 ，初始输出 0 for(i = 0;i 4;i+)/= /函数名称： /函数返回： /参数说明： /功能概要： /=gpio_init (led_csi.gpio_port, led_csi.gpio_pin, 1, 0);LEDshow1无i: 指定 LED 哪一位显示， c: 显示的内容 指定 LED 的第 i 位显示 c。void LEDshow1(uint_8 i, uint_8 c) uint_8 temp;uint_8 j; /位选全

18、部置 0 for (j=0;j=3;j+)gpio_set (led_csj.gpio_port, led_csj.gpio_pin, 0); /数据上线for (j=0;jj) & 0x01;gpio_set (led_dj.gpio_port, led_dj.gpio_pin, temp); /选择的位选置 1gpio_set (led_csi.gpio_port, led_csi.gpio_pin, 1);/显示码表const uint_8 Dtable24 = /01234567890x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66, 0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,1

19、01112131415161718190. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.0xBF,0x86,0xDB,0x4F,0x66, 0x6D,0x7D,0x07,0xFF,0x6F,20 21 22（全亮 ）23（全灭）E F0x79,0x3E, 0xFF, 0x00;/= /函数名称： /函数返回： /参数说明： /功能概要： /=LEDchangeCode返回数据 num 对应的显示码num :需要转换成显示码的数字数字转成显示码uint_8 LEDchangeCode（uint_8 num） return Dtablenum;第五章系统测试5.1运行界面调试1 C/C*-

20、 -f 常Ml !唯轴佃目号屜4S4d 詢旳 WQX iD-G PgR阿gh乔ypp-I-I-r Lr &j V - - * V Al Ihj-H 诃叶# :! Ud diMf Lu iMu h rM育讦訂T压厂T： rr-rFia H十-nzirj : FLAPi： -fif Bi*ian田Oj-& Dw * c*nveiL -. MH/ -PrD|2 SHzrqtI* Lou-En- X*呼4呃hilt.画iMJjjW谭皿单W亡ft 匸kJ： =-i=.t-n_J_ic le:_1Airi：丄疋 =.L=.t_H -c_l xL-C iTCSWTJHZH二i_r Ltl xi. , . 1

21、51-r ririlftr. n M巨-：.昱亍二二县一兰 Lljai . me：闇5 dr r.r- *ur ttJI=;IkZ J1.a二5岛屮!U.E-a-T ex 1 C.X C1 II r-网fuzn.迅中 ZLnlc 41/1L 沪 u* E.L c. ifLi3rK 二 nr.rt_ln.j.t :llftaZ_TT = l, H3a=_K tOc7:比亠;m H曲E1 甌删甘= LE近冶了ij?HT_p：Tf_pr. iiair_jj 币t 町tIb 诃. tT3HTE-ZaH：.3, LI=CT 3m r此 Q JL MK箱忻西几辺恥観（觀I宜破*”乔斥嘛监竝t琦越愴曹tLh

22、nUwi JL ID图一I# X恤* CjJrt再Z诧口*iM 师! PtFC#Enl flig日1亡F*严jr姑PHeg暫MirrCHMQ氏wgvT血.开出Me口血p専-絶fl皆 grQjict Al I III;1 rwiliUu ? -. *2. HIf_h i-a- k411 】： Lr. 血 g 14t呼 芒呦-匸打-；!厶air-li bdodtF b 41*0 匚cnJ I ：1 s 1CDT 51 d ConidlT- pOJlpffl BU114 :* ixmtxjdMgr： Flian foi grL：e-rT ZILhpfi Ti鬥r *：!口 商d I.冲,.自IK r

23、i仲片-13?丹*11rrj.zTvTZ-rM tc: Ptarzhgg cd fcf- drr r all .L Lt. Mduli-nLdl-J回塔三匚和jMnt_j 泄_亡曰T.i- .=1 4-ntZ.t 14品* Uj-Z-t -t Lt i；亠：图二5.2运行结果图第六章 总结6.1 结论经过一个多星期的努力， 简易数字电压表基本完成。 但设计中的不足之处仍 然存在。通过这次设计我学会了 CodeWarrior Development Studio 软件的使用方 法，掌握了从系统的需要、 方案的设计、功能模块的划分、 原理图的设计等内容，积累了不少经验。数字电压表使用性强、结构简单、成本低、外接元件少。通过 本次设计， 我对单片机这门课有了进一步的了解。 ，在调试过程中遇到很多问题， 发现自己在硬件上的理论知识学得不够扎实。 在以后的实践中， 我将继续努力学 习这方面的理论知识，并理论联系实际，争取在电路设计方面能有所提升。6.2 展望一个多星期的课程设计， 让我知道了什么是理论与实践相结合。 这次课程设 计，使我对单片机这门课更加感兴趣。 做好这个课程设计， 首先要提高自己的能 力。不打好专