数字电压表的设计制作课件

1、 设计制作数字电压表MSC51系列单片机定时器/计数器中断、动态扫描、A/D转换相关知识等。ADC0809各管脚功能、TLC2543各管脚功能C51程序语言中for语句、do while语句运行规则，使用方法项目所需掌握的理论知识完成项目所锻炼的能力掌握定时器/计数器的定时程序的编写。掌握定时器中断方式的编写掌握ADC0809以及TLC2543数据采集的编程能力。一 时钟设计学习要求案例引入预备知识讲解电子实物制作与检测参考与消化示例程序并完成项目程序总结与提高 学习指南 二 案例引入 设计数字电压表，设计要求如下：1要求分别采用两种不同模数转换的芯片ADC0809、TLC2543实现设计数字

2、电压表。2设计的数字电压表可以测量05V范围内的输入电压值，并且通过4位LED数码管显示采集的电压值。实物照片三 任务二知识讲解 1.ADC0809芯片知识与使用方法 ADC0809是一种有8路模拟输入、8位并行数字输出的逐次逼近式A/D器件。性能ADC0809主要技术指标和特性（1） 分辨率：8位；（2） 转换时间：取决于芯片的时钟频率，转换1次所需时间；（3） 单一电源：+5V；（4） 模拟输入电压范围：单级性为0+5V。2.引脚介绍8路输入端数据输出端输入选择控制端时钟输入端，决定转换速率，时频率50800kHz启动转换信号转换结束信号输出允许信号地址锁存允许信号注意：理解这些管脚的作用

3、对理解程序语句非常有帮助！3.ADC0809工作过程START工作分为4大步每步工作内容如图所示启动信号START（6脚）为转换启动信号。当START为上升沿时，所有内部寄存器清零；下降沿时，开始进行A/D转换START保持低电平EOC当EOC变为高电平时，转换结束OE当OE变为高电平时，输出数据1234上升沿高电平信号高电平信号下降沿在转换期间，START应保持低电平。4.电路连接图显示电路单片机P2口的低4位接4个1K电阻，4个PNP三极管，作为数码管的位码输出，P0口与74LS245的A1A8相连，B1B8串个300欧姆的电阻，作为数码管段码输出。ADC0809的D0D7与P3口相接，采

4、集的数据通过P3口传送给单片机。P1.4P1.7作为ADC0809的控制信号端，控制ADC0809的采集工作。5.程序分析在程序设计时，由于ADC0809在进行A/D转换时需要有CLK信号，而此时的ADC0809的CLK是接在单片机的P1.4端口上，也就是要求从P1.4端口能够输出CLK信号供ADC0809使用。1采用T0定时器中断方式产生ADC0809所需要的CLK信号，CLK为时钟输入信号线，它的取值范围为10KHz1280KHz，我们这里取值50KHz。根据定时器的计算公式可得TH0=TL0=0XF6。主程序流程图揭示程序工作过程2项目源程序：#include#define uint u

5、nsigned int#define uchar unsigned charuchar code led10=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/数码管显示0-9uint volt; /电压值测定值sbit LW1=P23;sbit LW2=P22;sbit LW3=P21;sbit LW4=P20;/定义数码管位选脚sbit CLK=P14;sbit START=P15;sbit EOC=P16;sbit OE=P17;/定义ADC0809各脚红色语句是依据电路连接定义的，定义这些语句是便于程序书写。/函数

6、名：ADC()/功能：数模转换程序/调用函数：/输入参数：/输出参数：/说明：将转换好的测定值保存在变量volt中/*/void ADC()START=0;START=1;START=0;/ad开始转换while(EOC=0); /等待转换结束OE=1;volt=P3;/取走转换值OE=0;/输出转换结束volt=volt*196;/转换值处理3红色语句严格依据芯片工作过程书写。将P3口得到的A/D转换值通过计算公式转换为正确的电压值，这是因为项目的满量程为5V，转换分辩率为8位即最大值是255，5/255=196mV,即1代表196mV。4/*/函数名：timer() interrupt 1

7、/功能：定时中断0响应程序/说明：为ADC提供时钟信号/*/void timer() interrupt 1CLK=CLK;/取反 产生时钟信号/主程序void main() EA=1;/开总中断 TMOD=0 x02;/设定定时计数工作方式 TH0=0XF6; TL0=0XF6;/为定时器初赋值 ET0=1;/开定时器0中断 TR0=1; while(1) ADC();/调用模数转换程序 display();/调用显示程序 采用T0定时器中断方式产生ADC0809所需要的CLK信号，CLK为时钟输入信号线，我们这里取值50KHz。根据定时器的计算公式可得TH0=TL0=0XF6。 使用并行A

8、DC会限制系统I/O口的功能扩展，采用串行ADC比较适合那些低速采样而控制管脚又比较多的系统。 TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。 1.TLC2543芯片知识与使用方法 TLC2543是12位串行A/D转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。四 任务三知识讲解 AIN0AIN10为模拟输入通道DATA INPUT为串行数据输入端，DATA OUT为A/D转换结果的三态串行输出端EOC为转换结束端，I/O CLK为I/O时钟端，REF+为正基准电压端，REF-

9、为负基准电压端，VCC为电源端，GND为地。为片选端D7D6D5D4D3D2D1D0TLC2543控制字 控制字为从DATA INPUT端串行输入端8位数据，规定了TLC2543要转换的模拟量通道、转换后的输出数据长度以及输出数据端格式。高4位（D7D4）决定通道号，对于模拟输入通道0至模拟输入通道10低4位（D3D0）决定输出数据长度及格式其值为00001010，对应通道为通道0通道10其中D3、D2决定输出数据长度，01表示输出数据长度为8位，11表示输出数据长度为16位，其他为12位.D1决定输出数据是高位先送出，还是低位先送出，为0表示高位先送出D0决定输出数据是纯正数还是有负数，若为

10、纯正数，该位为0，否则为1。TLC2543工作过程工作开始，片选端CS必须先高到低当片选端CS变低时12个时钟信号从 CLOCK端依次加入，控制字从DATA INPUT一位一位在时钟的上升沿被送入TLC2543（高位先送入），同时上一周期转换的结果数据从DATA OUT一位一位地移出。TLC2543收到第4个时钟信号后，通道号已收到，此时TLC2543开始对选定通道的模拟量进行采样，并保持到第12个时钟的下降沿。在第12个时钟下降沿，EOC变低，进行A/D转换，约需10us，转换完成后EOC变高，转换的数据在输出数据寄存器中，待下一个工作周期输出。2.电路连接图TLC2543连接电路 单片机的

11、P1.0、P1.3、P1.4作为TLC2543的控制信号端，起到控制TLC2543的采集电压工作，单片机的P1.1、P1.2分别接TLC2543的DATA OUT和DATA INPUT，作为TLC2543串行数据线。显示电路与前边一样！3.程序分析 AT89C51单片机通过编程产生串行时钟，并按时序发送与接收数据位，完成通道方式/通道数据的写入和转换结果的读出。其中模数转换程序是重点。#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define ulong unsigned longulong volt;/测量的电压值u

12、char code led10=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/数码管显示0-9sbit LW1=P23;sbit LW2=P22;sbit LW3=P21;sbit LW4=P20;/定义数码管位选脚sbit CLK=P13;/定义时钟信号口sbit DIN=P12;/定义2543数据写入口sbit DOUT=P11;/定义2543数据读取口sbit CS=P10;/定义2543片选信号口红色语句是依据电路连接定义的，定义这些语句是便于程序书写。12/函数名：read2543(uchar addr)/说

13、明：进行ad转换将结果存于volt变量中 addr为测量位地址void read2543(uchar addr) uint ad=0; uchar i; CLK=0; CS=0;/启动2543 addr=4;/对地址位预处理 for(i=0;i12;i+)if(DOUT=1)ad=ad|0 x01;/单片机读取ad数据DIN=addr&0 x80;/2543读取测量地址位CLK=1;/很短的延时CLK=0;/产生时钟信号;addr=1;ad=1;volt=ad;/取走转换结果（是上一个时钟的结果）volt=volt*1221;/对测量值进行处理以符合实际 此段程序按TLC2543时序图写，是程序的重点，也是难点，要重点理解。因为项目的满量程为5V，转换分辩率为12位为什么要乘以1221？重点理解3/主程序/*/void main()while(1)read2543(0);/调用2543驱动程序测量地址为0display();/调用显示程序这里为什么是0 呢？要重点理解。这是要传送的就是TLC2543控制字，结合控制