arm课程设计-基于ARM数字电压表的设计

PAGEPAGE16课程设计报告题目基于ARM数字电压表的设计系别机汽学院年级14专业机制高端班级1413学号2014123251 学生姓名於良凯指导教师齐家敏职称博士设计时间2016/12/13目录摘要 3第一章

绪论 41.1设计背景 41.2设计要求 4第二章设计内容 51、数字电压表的设计程序流程框图 52、最小系统整体框图 53、整体电路原理图 64、具体设计框图 64.1、A/D转换器 64.2、报警电路 74.3、LED报警电路 75、数字电压表程序设计 8第三章结论与总结 15摘要本设计介绍了一种基于LPC2131的数字电压表。根据数据数据采集的工作原理，设计实现数字电压表，然后完成微控制器与上位机EasyARM的通信，将所测量的电压值传送给EasyARM的显示界面,进行显示。该电压表的主控芯片LPC2131内部有一个10位8路A/D转换器,这个A/D转换器即可单路软件启动也可对某几路信号逐个循环采样。这种电压表不仅整个电路结构简单、明了，直观的显示测量结果，而且具有精度高,性价比高,使用方便等特点。

【关键词】

电压测量，LPC2131，LED，蜂鸣器报警

AbstractThisdesignintroducesadigitalvoltagemeterbasedonLPC2131.Accordingtotheworkingprincipleofdataacquisition,datadesigntorealizedigitalvoltmeter,andcompleteEasyARMmicrocontrollerandtheuppermachinecommunication,totransferthemeasuredvoltagevaluetoEasyARMdisplayinterface,display.ThevoltmeteristhemaincontrolchipLPC2131withinA108A/Dconverter,theA/DconvertercanbesinglestartsoftwarecanalsobeofAfewroadcyclingsignalsamples.Thevoltmeterisnotonlythewholecircuitstructureissimple,clear,intuitivedisplaymeasurementresults,andhashighprecision,highcostperformance,convenientuse,etc.

【keywords】voltagemeasurement,LPC2131,LED,buzzeralarm第一章

绪论1.1设计背景

随着电子科学技术不断发展，电子测量也变得越来越普遍，并且对测量的精度和功能的要求也是越来越高，而电压的测量尤为突出，因为电压的测量最为普遍。而且随着电子技术的日益发展，更是经常需要测量高精度的电压，数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。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（直流或交流输入电压）转换成不连续的、离散的数字形式并加以显示的仪表。由于数字是仪表具有读书准确方便、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。

1.2设计要求

以ARM为控制器，采用中断方式，对2路0-5v的模拟电压进行循环采集，每路连续采集16次，取平均值。采集的数据送LED显示，并存入内存。超过界限时指示灯闪烁10次后一直亮，指示灯闪烁时喇叭发声，以示警告。第二章设计内容1、数字电压表的设计程序流程框图2、最小系统整体框图3、整体电路原理图4、具体设计框图4.1、A/D转换器特性：1）10位逐次逼近式A/D转换器2）测量范围0～3.3V3）10位转换时间≥2.44μs4)一路或多路输入的Burst转换模式5）转换触发信号可选择：输入引脚的跳变或定时器的匹配6）具有掉电模式A/D转换器的基本时钟由VPB时钟提供，可编程分频器可将时钟调整至44.5MHz(逐步逼近转换的最大时钟)，10位精度要求的转换需要11个A/D转换器。图4-1A/D4.2、报警电路使用GPIO的P0.7控制蜂鸣器鸣叫报警图4-2蜂鸣器报警电路4.3、LED报警电路LED发光二极管闪烁十次后一直亮（LED1表示通道1，LED2表示通道2）图4-3LED报警电路5、数字电压表程序设计*文件名：main.c*功能：使用ADC模块的通道0、1进行电压的测量，然后将转换结果从串口输出，*上位机使用EasyARM软件全仿真的DOS字符窗口观察。*说明：跳线JP8、JP30短接。由W1、W2调节测量电压值。*通讯格式：8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，波特率为115200。**************************************************************************/#include"config.h"#defineLED11<<16//P2.16#defineLED21<<17 //P2.17#defineBEEPCON1<<20//P0.7引脚控制B1，低电平蜂鸣#defineLEDCON 0x00000000/***************************************************************************名称：DelayNS()*功能：长软件延时*入口参数：dly 延时参数，值越大，延时越久*出口参数：无***********************************************************************/voidDelayNS(uint32dly){uint32i;for(;dly>0;dly--){for(i=0;i<5000;i++);}}/***************************************************************************名称：UART0Init()*功能：初始化串口0。设置为8位数据位，1位停止位，无奇偶校验*入口参数：bps通讯波特率*出口参数：无**************************************************************************/voidUART0Init(uint32bps){uint16Fdiv;PINSEL0=(PINSEL0&(~0x0F))|0x05; //不影响其它管脚连接,设置I/O连接到UART0U0LCR=0x83; //DLAB=1，可设置波特率Fdiv=(Fpclk/16)/bps; //设置波特率U0DLM=Fdiv/256;U0DLL=Fdiv%256;U0LCR=0x03;}/***************************************************************************名称：UART0SendByte()*功能：向串口发送字节数据，并等待发送完毕。*入口参数：data要发送的数据*出口参数：无**************************************************************************/voidUART0SendByte(uint8data){U0THR=data; //发送数据while((U0LSR&0x40)==0); //等待数据发送完毕}/***************************************************************************名称：UART0SendStr()*功能：向串口发送一字符串*入口参数：srt 要发送的字符串的指针*出口参数：无*************************************************************/voidUART0SendStr(char*str){while(1){if(*str=='\0')break;UART0SendByte(*str++); //发送数据}}/***************************************************************************名称：PCDispChar()*功能：向PC机发送显示字符。*入口参数：x显示位置的纵坐标，0-79*y显示位置的横坐标，0-24*chr显示的字符，不能为0xff*color显示的状态包括前景色、背景色、闪耀位。它与dos的字符显示状态一样。*即0~3位：前景色，4~6位：背景色，7位：闪耀位。*出口参数：无**************************************************************************/voidPCDispChar(uint8x,uint8y,uint8chr,uint8color){UART0SendByte(0xff); //发送起始字节UART0SendByte(x); //发送字符显示坐标(x,y)UART0SendByte(y);UART0SendByte(chr); //发送显示字符UART0SendByte(color); }/***************************************************************************名称：ISendStr()*功能：向PC机发送字串，以便显示。*入口参数：x显示位置的纵坐标，0-79*y显示位置的横坐标，0-24*color显示的状态包括前景色、背景色、闪耀位。它与dos的字符显示状态一样。*即0~3位：前景色，4~6位：背景色，7位：闪耀位。*str要发送的字符串，字串以'\0'结束*出口参数：无****************************************************************************/voidISendStr(uint8x,uint8y,uint8color,char*str){while(1){if(*str=='\0')break;//若为'\0'，则退出PCDispChar(x++,y,*str++,color);//发送显示数据if(x>=80){x=0;y++;}}}/***************************************************************************名称：main()*功能：进行通道0、1电压ADC转换，并把结果转换成电压值，然后发送到串口。*说明：在CONFIG.H文件中包含stdio.h。**************************************************************************/intmain(void){uint32ADC_Data;charstr[20];UART0Init(115200); //初始化UART0PINSEL1=0x01400000; //设置P0.27、P0.28连接到AIN0、AIN1IO1DIR=BEEPCON;//设置I/O为输出IO2DIR=0x00000000;IO1SET=BEEPCON;/*进行ADC模块设置，其中x<<n表示第n位设置为x(若x超过一位，则向高位顺延)*/ADCR=(1<<0)| //SEL=1，选择通道0((Fpclk/1000000-1)<<8)| //CLKDIV=Fpclk/1000000-1，即转换时钟为1MHz(0<<16)| //BURST=0，软件控制转换操作(0<<17)| //CLKS=0，使用11clock转换(1<<21)| //PDN=1，正常工作模式(非掉电转换模式)(0<<22)| //TEST1:0=00，正常工作模式(非测试模式)(1<<24)| //START=1，直接启动ADC转换(0<<27); //EDGE=0(CAP/MAT引脚下降沿触发ADC转换)DelayNS(10); ADC_Data=ADDR; //读取ADC结果，并清除DONE标志位while(1){ADCR=(ADCR&0x00FFFF00)|0x01|(1<<24); //设置通道1，并进行第一次转换while((ADDR&0x80000000)==0); //等待转换结束ADCR=ADCR|(1<<24); //再次启运转换while((ADDR&0x80000000)==0);//等待转换结束ADC_Data=ADDR; //读取ADC结果ADC_Data=(ADC_Data>>6)&0x3FF;//提取AD转换值ADC_Data=ADC_Data*3300;//数值转换ADC_Data=ADC_Data/1024;sprintf(str,"%4dmVatVIN1",ADC_Data);ISendStr(30,23,0x30,str);if(ADC_Data>=3000){uint32i;for(i=0;i<10;i++){IO1SET=BEEPCON;IO2DIR=0x00010000;//BEEPCON=1DelayNS(15);IO1CLR=BEEPCON;//BEEPCON=0IO2DIR=0x00000000;DelayNS(15);}IO2DIR=0x00010000;DelayNS(150);}else{IO1SET=BEEPCON;//BEEPCON=0IO2DIR=0x00000000;}ADCR=(ADCR&0x00FFFF00)|0x02|(1<<24); //设置通道2，并进行第一次转换while((ADDR&0x80000000)==0); //等待转换结束ADCR=ADCR|(1<<24); //再次启运转换while((ADDR&0x80000000)==0);//等待转换结束ADC_Data=ADDR; //读取ADC结果ADC_Data=(ADC_Data>>6)&0x3FF;//提取AD转换值ADC_Data=ADC_Data*3300;//数值转换ADC_Data=ADC_Data/1024;sprintf(str,"%4dmVatVIN2",ADC_Data);ISendStr(30,21,0x30,str);if(ADC_Data>=2500){uint32i;for(i=0;i<10;i++){IO1SET=BEEPCON;IO2DIR=0x00020000;//BE