单片机数字电压表课程设计(共11页)

1、哈 尔 滨 理 工 大 学 荣 成 学 院单片机原理(yunl)课程设计题目(tm)： 数字电压表设计 班级(bnj)： 电气 12-2 姓名： 学号： 题目(tm)简介本文介绍了用TLC549集成电压转换芯片和AT89C51单片机设计制作的一个简易的数字电压表。设计的电压表是由A/D转换器TLC549在单片机的控制下完成对模拟信号的采集和转换功能，最后由数码管显示采集的电压值。在本次设计中要求测量精度小数点后两位。党所测得的电压大于4V或小于1V时，就会使蜂鸣器报警。由于这次的课程设计蜂鸣器采用无源，故应接入音频方波，改变方波频率可以(ky)得到不同音调的声音。在报警过程中当按下按键时，报警

2、停止。在A/D转换过程中，应该每秒送一次数据。此设计通过调试完全满足设计的指标要求。实现(shxin)方案TLC549是TI公司生产的一种低价位、高性能的8位A/D转换器，它以8位开关电容逐次逼近的方法实现A/D转换，其转换速度小于17s,最大转换速率为40000Hz。电源为36V。它可以采用三线串行的方式与单片机进行接口。TLC549的引脚定义 图1.1TLC549的引脚定义 REF+：正基准电压，2.5VREF+Vcc+0.1；REF-：负基准电压，-0.1VREF-2.5V。 VCC：系统电源, 3V Vcc 6V；GND：接地端。：芯片选择输入端，要求高电平VIN0.8V。DATA O

3、UT：转换结果数据串行输出端，与TTL电平兼容，输出时高位在前，低位在后。ANALOGIN：模拟信号输入端 ，0ANALOGINVcc，当ANALOGINREF+电压时，转换结果为全1（0FFH）, ANALOGINREF-电压时，转换结果为全0（00H）。I/O CLOCK：外接输入/输出时钟输入端 ，用于同步芯片的输入输出操作，无需与芯片内部系统时钟同步。TLC549的功能框图TLC549由采样保持器、模数转换器、输出数据寄存器、数据选择与驱动器及相关控制逻辑电路组成。TLC549内部结构如图1.2所示。图1.2TLC549的内部(nib)结构图 TLC549带有片内系统时钟，该时钟与I/

4、O CLOCK是独立工作的，无需特殊的速度及相位(xingwi)匹配。当 为高时，数据输出端DATA OUT处于高阻状态(zhungti)，此时I/O CLOCK不起作用。这种控制作用允许在同时使用多片TLC549时，以减少多片A/D转换器使用时的I/O控制端。TLC549的工作时序TLC549的工作时序如图1.3所示。图1.3TLC549的时序图首先置低，内部电路在测得下降沿后，在等待两个内部时钟上升沿和一个下降沿后，再确认这一变化，最后自动将前一次结果的最高位D7输出到DATA OUT。在前4个I/O CLOCK周期的下降沿依次移出D6,D5,D4,D3,片上采样保持电路在第4个I/O C

5、LOCK下降沿开始采样模拟输入。接下来的三个I/O CLOCK周期的下降沿可移出D2,D1,D0各位。在第8个I/O CLOCK后，必须为高或I/O CLOCK保持低电平，这种状态需要维持36个内部(nib)系统时钟周期以等待保持和转换工作的完成。应注意(zh y)，此时的输出是前一次的转换结果而不是正在进行的转换结果。若要在待定的时刻采样模拟信号，则应使第8个I/O CLOCK时钟的下降沿与该时刻对应。因为芯片虽在第4个I/O CLOCK时钟的下降沿开始采样，却在第8个I/O CLOCK的下降沿才开始保存。TLC549芯片(xn pin)的工作原理 当/CS变为低电平后， TLC549芯片被

6、选中， 同时前次转换结果的最高有效位MSB （A7）自 DATA OUT 端输出，接着要求自 I/O CLOCK端输入8个外部 HYPERLINK /view/188811.htm t _blank 时钟信号，前7个 I/O CLOCK信号的作用，是配合 TLC549 输出前次转换结果的 A6-A0 位，并为本次转换做准备：在第4个 I/O CLOCK 信号由高至低的跳变之后，片内采样/保持电路对输入模拟量采样开始，第8个 I/O CLOCK 信号的下降沿使片内采样/保持电路进入保持状态并启动 A/D开始转换。转换时间为 36 个系统时钟周期，最大为 17us。直到 A/D转换完成前的这段时间

7、内，TLC549 的控制逻辑要求：或者/CS保持高电平，或者 I/O CLOCK 时钟端保持36个系统时钟周期的低电平。由此可见，在自 TLC549的 I/O CLOCK 端输入8个外部时钟信号期间需要完成以下工作：读入前次A/D转换结果；对本次转换的输入模拟信号采样并保持；启动本次 A/D转换开始。原理图软件(run jin)流程图实验(shyn)源程序#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint Volt; uchar num,you;uchar frq;void DelayUs2x(uns

8、igned char t);void DelayMs(unsigned char t);uchar table= 0XAF,0XA0,0XC7,0XE5,0XE8,0X6D,0X6F,0XA1,0XEF,0XE9, 0XEB,0X6E,0X0F,0XE6,0X4F,0X4B,0XCB,0X10,0X00;sbit CLK = P13; /时钟(shzhng)sbit DO = P32; /数据输出sbit CS = P33; /片选sbit P20=P20;sbit ge = P23;sbit shi = P34;sbit bai= P35;sbit qian=P24;sbit LED=P36

9、;sbit SPK=P37; void TIM0_Init() TMOD=0 x01; TH0=0X4C; /50ms TL0=0X00; EA=1; ET0=1; TR0=1; void TIM1_Init(void) TMOD |= 0 x10; EA=1; ET1=1; TR1=1; uchar TLC549_ADC(void) /TLC549转换(zhunhun)函数 uchar i,tmp; CS = 1; /CS置高，片选无效(wxio) CLK = 0; CS = 0; /CS置低，片选有效 ，同时(tngsh)DO输出最高位 _nop_(); _nop_(); /适当延迟时间1

10、.4us 等待启动 for(i = 0; i 8; i+) /串行数据移位输入 tmp = 1; tmp |= DO; CLK = 1; /在CLK的下降沿读取数据 _nop_(); /CLK保持低电平一段时间等待数据读出 CLK = 0; CS = 1; /CS置高，DO处于高阻状态，且CLK禁止转换完成系统必须马上把CS置高 for(i=0;i17;i+) /转换周期为17us _nop_(); return (tmp);void Data_Conversion(void) uchar AD_Data; AD_Data = TLC549_ADC(); Volt = 4.60* AD_Dat

11、a/256 * 1000; /扩大(kud)1000倍以输出小数void display() uchar i,j,k; uint count; i = Volt / 1000 ; /个位加小数点 j = Volt / 100 % 10; /十分(shfn)位 k = Volt / 10 % 10; /百分位 ge=1;P0=0 xff;P0=tablek;for(count=0;count200;count+);ge=0;shi=1;P0=0 xff;P0=tablej;for(count=0;count200;count+);shi=0;bai=1;P0=0 xff;P0=tablei|0

12、x10;for(count=0;count=4000|Volt=1000) if(you=0) TR1=1; else TR1=0; DelayMs(1); frq+; display(); LED=1; if(P20=0) DelayMs(10); while(P20=0) you=1; else you=0; SPK=0; TR1=0; LED=0; void main() TIM0_Init(); TIM1_Init(); qian=0; SPK=0; TR1=0; while(1) display();baojing(); void TIM0_Int() interrupt 1 TH0

13、=0X4C, TL0=0X00; num+; if(num=10) num=0; Data_Conversion(); void DelayUs2x(unsigned char t) while(-t);void DelayMs(unsigned char t) while(t-) DelayUs2x(245); DelayUs2x(245); void TIM1_Int(void) interrupt 3 TH1=0 xfe; TL1=frq; SPK=!SPK; 六、总结(zngji) 通过此次的课程设计，是我更加扎实的掌握了有关单片机应用方面的知识。在这次课程设计的过程中，遇到了很多困难，但是经过一次又一次的思考和查阅资料，解决(jiju)了大部分的问题。在一些比较困难的问题上，经过老师的耐