简易数字电压表的设计毕业设计

简易数字电压表的设计毕业设计东华理工大学长江学院毕业设计(论文)摘要简易数字电压表的设计Simpledigitalvoltmeter'sdesign摘要本文主要采用AT89C52芯片和ADC0809芯片来完成一个简易的数字电压表，能够对输入的0,5V的模拟直流电压进行测量，并通过一个4位一体的7段LED数码管进行显示，测量误差约为0.02V。该电压表的测量电路主要由三个模块组成:A/D转换模块、数据处理模块及显示控制模块。A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到数据处理模块。数据处理则由芯片AT89C52来完成，其负责把ADC0809传送来的数字量经一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示;另外它还控制着ADC0809芯片的工作。显示模块主要由7段数码管及相应的驱动芯片(74HC244)组成，显示测量到的电压值。关键词:简易数字电压表;ADC0809;AT89C52东华理工大学长江学院毕业设计(论文)ABSTRACTAbstractThedissertationismainlytomakeasimpledigitalvoltagemeterwiththeadoptionofAT89C52andADC0809chipswhichcanmeasuretheinputanalogDCvoltageof0,5V.Itshowsthevoltagethroughanintegraldigitalcodetubeof7piecesofLED.Themeasuringerrorisabout0.02V.ThecircuitoftheVoltagemeterismainlyconsistedofthreemouldpieces:A/Dconvertingmouldpiece,dataprocessingmouldpieceandmanifestationcontrollingmouldpiece.A/DconvertingismainlycompletedbytheADC0809,itconvertsthecollectedanalogdataintothedigitaldataandtransmitstheoutcometothemanifestationcontrollingmouldpiece.DataprocessingismainlycompletedbytheAT89C52chip,itprocessesthedataproducedbytheADC0809chipandgeneratestherightmanifestationcodes,alsotransmitsthecodestothemanifestationcontrollingmouldpiece.Also,theAT89S51chipcontrolstheADC0809chiptowork.Manifestationcontrollingmouldpieceismainlyconsistedofthedigitalcodetubeandthedrivingchip(74HC244),itshowsthevoltagemeasuredbythevoltagemeter.Keywords:Simpledigitalvoltagemeter;ADC0809;AT89C5东华理工大学长江学院毕业设计(论文)目录目录绪论..................................................................11.1数字仪表的发展趋势..............................................11.2数字电压表的特点................................................22系统需求分析..........................................................42.1设计任务........................................................4系统设计功能要求................................................42.22.3总体方案论证....................................................42.3.1系统总体设计方案选择......................................42.3.2A/D转换电路...............................................62.3.3数字显示部分..............................................73系统硬件电路的设计....................................................93.1系统硬件电路框图的设计..........................................93.2总电路图的设计..................................................93.2.1系统总体电路图............................................93.2.2.系统板上硬件连线........................................103.3单元电路的设计.................................................103.3.1A/D转换电路..............................................103.3.2数字显示电路.............................................113.3.3电源电路.................................................123.4几种主要芯片的功能介绍.........................................123.4.1模/数转换芯片ADC0809.....................................123.4.2ADC0809对输入模拟量的要求................................143.4.3处理器AT89C52芯片.......................................164系统软件设计部分....................................................234.1主程序流程图...................................................234.2A/D转换测量子程序.............................................235调试及性能分析......................................................255.1调试与测试.....................................................255.2性能分析.......................................................255.3系统调试.......................................................265.3.1静态测试.................................................265.3.2通电测量.................................................265.3.3动态测试.................................................26东华理工大学长江学院毕业设计(论文)目录5.3.4联机统调.................................................266结论与展望..........................................................27附录.................................................................30附录一实验所需元器件.............................................30附录二硬件电路总设计图...........................................31附录三软件设计程序清单...........................................32东华理工大学长江学院毕业设计(论文)绪论绪论1.1数字仪表的发展趋势简易数字电压表简称SDVM(simpledigitalvoltagemeter),它是采用数字化测量设计的电压仪表，采用新技术、新工艺，由LSI和VLSI构成的新型数字仪表及高档智能仪器的大量问世，标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。新型数字仪表的发展主要有四个方向:(1)广泛采用新技术，不断开发新产品数字化的发展就是不断的采用新的技术来适应现代生产领域的各种需求，只有不断的开发出新型产品，才能更好的满足市场的需求。(2)向模块化发展新一代数字仪表正朝着标准模块化的方向发展。预计在不久的将来，许多数字仪表将由标准化、通用化、系列化的模块所构成，给电路设计和安装调试、维修带来极大方便。表面安装技术(SMT)和表面安装元器件(SMD)将获得普遍应用。这项技术被誉为世界电子工艺技术的一项重要突破。所谓表面安装是将微型化的表面安装集成电路(SMIC)和表面安装元件，用粘贴工艺直接安装在印刷板上，再用波峰焊接机焊接，由此取代传统的打孔焊接工艺，使印刷板安装密度大为增加，可靠性得到明显提高。(3)多重显示仪表为彻底解决数字仪表不便于观察连续变化量的技术难题，“数字/模拟条图”双显示仪表已成为国际流行款式，它兼有数字仪表准确度高、模拟式仪表便于观察被测量的变化过程及变化趋势的两大优点。模拟条图大致分成三类:?液晶(LCD)条图，呈断续的条状，这种显示器的分辨力高、微功耗，体积小，低压驱动，适于电池供电的小型化仪表。?等离子体(PDP)光柱显示器，其优点是自身发光，亮度高，显示清晰，观察距离远，分辨力较高，缺点是驱动电压高，耗电较大。?LED光柱，它是又多只发光二极管排列而成。这种显示器的亮度高，成本低，但象素尺寸较大，功耗高，驱动电路复杂。(4)简单化系统结构简单而小巧灵活，极大的方便了使用者。1东华理工大学长江学院毕业设计(论文)绪论1.2数字电压表的特点数字电压表广泛应用于各个行业中，也是符合当今社会的各个领域的要求。其在设计上主要运用了AT89C52以及ADC0809两大芯片。ADC0809是CMOS的8位A/D转换器，片内有8路模拟开关，可控制8个模拟量中的一个进入转换器。ADC0809的分辨率为8位，转换时间约100us，含锁存控制的8路多路开关，输出有三态缓冲器控制，单5V电源供电。而AT89C52当作接口使用，接口自身必须尽可能地少占用硬件资源，与主系统之间的连接线也应尽可能少，这样才能少占主机引脚，把更多的资源留给系统。并且其所组成的数字电压表还有如下几个特点:(1)显示清晰直观，读数准确传统的模拟式仪表必须借助于指针和刻度盘进行读数，在读数过程中不可避免的会引入人为的测量误差。数字电压表则采用先进的数显技术，使测量结果一目了然，只要仪表不发生跳读现象，测量结果就是唯一的。新型数字电压表还增加了标志符显示功能，包括测量项目、符号单位和特殊符号、为解决DVM不能反映被测电压的连续变化过程以及变化趋势这一难题，一种“数字/模拟条图”仪表业已问世。“模拟图条”有双重含义:第一，被测量为模拟量;第二，利用条状图形来模拟被测量的大小及变化趋势。这类仪表将数字显示与高分辨率模拟条图显示集于一身，兼有DVM与模拟电压表之优点。智能数字电压表均带微处理器和标准接口，可配合计算机和打印机进行数据处理或自动打印，构成完整的测试系统。准确度是测量结果中系统误差与随机误差的综合。(2)分辨率高，测量范围宽数字电压表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值，称为仪表的分辨力，它反映仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。分辨率是指所能显示的最小数字(零除外)与最大数字的百分比。多量程DVM一般可测量0,1000V直流电压，配上高压探头还可测上万伏的高压。(3)扩展能力强在数字电压表的基础上，还可扩展成各种通用及专用数字仪表、数字多用表(DMM)和智能仪表，以满足不同的需要。(4)测量速度快数字电压表在每秒钟内对被测电压的测量次数，叫测量速率，单位是“次/S”。它主要取决于A/D转换器的转换速率，其倒数是测量周期。(5)输入阻抗高，集成度高，微功耗数字电压表具有很高的输入阻抗，通常为10MΩ,10000MΩ，最高可达1TΩ。并且新型数字电压表普遍采用CMOS大规模集成电路，整机功耗很低。(6)抗干扰能力强2东华理工大学长江学院毕业设计(论文)绪论5位以下的DVM大多采用双积分式A/D转换器，其串模抑制比、共模抑制比各别可达100dB、80,120dB。高档DVM还采用数字滤波、浮地保护等先进技术，进一步提高了抗干扰能力，共模抑制比可达180dB。3东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统需求分析2系统需求分析2.1设计任务在现代检测技术中，常需用高精度数字电压表进行现场检测，将检测到的数据送入微计算机系统，完成计算、存储、控制和显示等功能。本文中数字电压表的控制系统采用AT89C51单片机，A,D转换器采用ADC0809为主要硬件，实现数字电压表的硬件电路与软件设计。该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，调节工作可实现自动化。还可以方便地进行8路A,D转换量的测量，远程测量结果传送等功能。数字电压表可以测量0,1000V的8路输入电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。设计一个简易的数字电压表，用单片机技术及相应仿真平台进行开发，通过数据采集系统，对电压模拟信号进行采集并作A/D转换，再传输给单片机，通过显示电路来显示电压值数据。2.2系统设计功能要求简易数字电压表可以测量0,1000V的8路输入电压值，并在4位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。测量最小分辨率为0.019V，测量误差约为0.02V。利用单片机AT89S51与ADC0809设计一个数字电压表，能够测量0,5V之间的直流电压值，四位数码显示，但要求使用的元器件数目最少。2.3总体方案论证按系统功能的技术参数要求，确定系统总体设计方案。2.3.1系统总体设计方案选择方案一:基于PC的数字电压表的设计运用AT89S51和AD678进行A/D转换,根据数据采集的工作原理,设计实现数字电压表,最后完成单片机与PC的数据通信,传送所测量的电压值数字电压表的设计和开发,已经有多种类型和款式。传统的数字电压表各有特点,它们适合在现场做手工测量,要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理,传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表,既可以完成测量数据的传递,又可借助PC,做测量数据4东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统需求分析的处理。该新型数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是-5,+5V。整机电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机时钟电路、复位电路等。下位机采用AT89S51芯片,A/D转换采用AD678芯片。通过RS232串行口与PC进行通信,传送所测量的直流电压数据。数据采集电路的原理:在单片机数据采集电路的设计中,做到了电路设计的最小化,即没用任何附加逻辑器件做接口电路,实现了单片机对AD678转换芯片的操作。AD678是一种高档的、多功能的12位ADC,由于其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统,而且一次A/D转换仅需要5ms。在电路应用中,AD678采用同步工作方式,12位数字量输出采用8位操作模式,即12位转换数字量采用两次读取的方式,先读取其高8位,再读取其低4位。根据时序关系,在芯片选择/CS=0时,转换端/SC由高到即可启动A/D转换一次。再查询转换结束端/EOC,看转换是否已经结束,低变化一次,若结束则使输出使能/OE变低,输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE,先读取高字节,再读取低字节。整个A/D操作大致如此,在实际开发应用中调整。由于电路中采用AD678的双极性输入方式,输入电压范围是-5,+5V,根据公式Vx10(V)/4096*Dx,即可计算出所测电压Vx值的大小。式中Dx为被测直流电压转换后的12位数字量值。RS232接口电路的设计:AT89S51与PC的接口电路采用芯片Max232。Max232是德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。Max232芯片起电平转换的功能,使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。串口通信的RS232接口:采用9针串口DB9,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连。在实验中,用定时器T1作波特率发生器,其计数初值X按以下公式计算:串行通信波特率设置为1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,计算得到计数初值X=0f3H。在编程中将其装入TL1和THl中即可。为了便于观察,当每次测量电压采集数据时,单片机有端口输出时,用发光二极管LED指示。方案二:基于AT89C52单片机的数字电压表的设计简易数字电压测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成，电路原理图如下图所示。A/D转换由集成电路0809完成。0809具有8路模拟输入端口，地址线(23,25脚)可决定对哪一路模拟输入作A/D转换。22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。6脚为测试控制，当输入一个2uS宽高电平脉冲时，就开始A/D转换。7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从该端口输出。10脚为ADC0809的时钟输入端，利用单片机30脚的六分频晶振频率再通过14024二分5东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统需求分析频得到1MHz时钟。单片机的P1、P3.0,P3.3端口作为四位LED数码管显示控制。P3.5端口用作单路显示/循环显示转换按钮，P3.6端口用作单路显示时选择通道。P0端口作A/D转换数据读入用，P2端口用作ADC0809的A/D转换控制。按系统功能实现要求,决定控制系统采用AT89C51单片机,A/D转换采ADC0809。系统除能确保实现要求的功能外,还可以方便地进行4路A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。简易数字电压测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成,电路原理如图上图所示。A/D转换由集成电路ADC0809完成。ADC0809具有8路模拟输入端口,地址线(23,25脚),决定对哪一路模拟输入作A/D转换,22脚为地址锁存控制，6脚为测试控制,当输入一个2us宽高电平脉冲时,就开始A/D转换。7脚为A/D转换结束标志。当A/D转换结束时,7脚输出高电平.。9脚为A/D转换数据输出允许控制。当OE脚为利用单片机30高电平时,A/D转换数据从该端口输出。10脚为ADC0809的时钟输入端,脚的六分频晶振频率再通过74LS290二分频得到1MHZ时钟。单片机的P1、P3.0,P3.3端口作为四位LED数码管显示控制。P3.5端口用作单路显示/循环显示转换按钮。P3.6端口用作单路显示时选择通道。P0端口作A/D转换数据读入用。P2口用作ADC0809的A/D转换控制。方案选择:在分析了两个设计方案后，确定选择方案二。2.3.2A/D转换电路采用了ADC0809进行模数的数据采集与转换，其中模/数转换器是一种将连续的模拟量转化成离散的数字量的一种电路或器件。模拟信号转换为数字信号一般需要经过采样保持和量化编码两个过程。针对不同的采样对象，有不同的A/D转换器(ADC)可供选择，其中有通用的也有专用的。有些ADC还包含有其他功能，在选择ADC器件时需要考虑多种因素，除了关键参数、分辨率和转换速度以外，还应考虑其他因素，如静态与动态精度、数据接口类型、控制接口与定时、采样保持性能、基本要求、校准能力、通道数量、功耗、使用环境要求、封装形式以及与软件有关的问题。ADC按功能划分，可以分为直接转换和非直接转换两大类，其中非直接转换又有逐次分级转换、积分式转换等类型。A/D转换器在实际应用时，除了要设计适当的采样/保持电路、基准电路和多路模拟开关等电路外，还应根据实际选择的具体芯片进行输入模拟信号极性转换等设计。方案一:采用分级式转换器。这种转换采用两步或多步进行分辨率的闪烁式转换，进而快速地完成“模拟—数字”信号的转换，同时可以实现较高的分辨率。例如，在利用两步分级完成N位转换6东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统需求分析的过程中，首先完成M位的粗转换，然后使用精度至少为M位的数/模转换器(DAC)将此结果转换达到1/2的精度并且与输入信号比较。对此信号用一个K位转换器(K+M?N)转换，最后将两个输出结果合并。方案二:采用双积分型A/D转换器。如ICL7135等。双积分型A/D转换器转换精度高，但是转换速度不太快，若用于温度测量，不能及时地反映当前的温度值，而且多数双积分型A/D转换器其输出端都不是二进制码，而是直接驱动数码管的。所以，若直接将其输出端接I/O接口会给软件设计带来极大的不方便。方案三:采用逐次逼近式转换器。进对于这种转换方式，通常是用一个比较器输入信号与作为基准的N位DAC输出行比较，并执行N次1位转换。这种方法类似于天平上用二进制砝码称量物质。采用逐次逼近寄存器，输入信号仅与最高位(MSB)比较，确定(DAC满量程的一半)。确定后结果(0或1)被锁存，同时加到DAC上，以决定DAC的输出(0或1/2)。逐次逼近型A/D转换器，如ADC0809,AD574等，其特点是转换速度快，精度也比较高，输出为二进制码，直接接I/O口，软件设计方便。ADC0809芯片内包含8位模/数转换器、8通道多路转换器与微控制器兼容的控制逻辑。8通道多路转换器能直接连通8个单端输入信号中的任何一个。由于ADC0809设计时考虑到若干种模/数转换技术的优点，所以该芯片非常适合于过程控制、微控制器输入通道的结合口电路、智能仪器和机床控制等应用场合，并且价格非常低廉，降低设计成本。方案选择:选择方案3.理由:用ADC0809采样速度快，配合及应用方便，且价格低廉，降低设计成本。2.3.3数字显示部分通常的LED显示器有7段或8段和“米”字段之分。这种显示器有共阳极和共阴极两种。共阴极LED显示器的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地。当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳极LED显示器的工作原理也一样。方案一:采样静态显示方式。在这种方式下，各位LED显示器的共阳极(或共阴极)连接在一起并接地(或电源正)，每位的段选线分别与一个8位的锁存器输出相连，各个LED的显示字符一经确定，相应锁存器的输出将维持不变，直到显示另一个字符为止，正因为如此，静态7东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统需求分析显示器的亮度都较高。若用I/O口接口，这需要占用N×8位I/O接口(LED显示器的个数N)。这样的话，如果显示器的个数较多，那使用的I/O接口就更多，因此在显示位数较多的情况下，一般都不用静态显示。方案二:采用动态显示方式。当多位LED显示时，通常将所有位的段选线相应的并联在一起，由一个8位I/O口控制，形成段选线的多路复用。而各位的共阳极或共阴极分别有相应的I/O口线控制，实现各位的分时选通。其中段选线占用一个8位I/O口，而位选线占用N个I/O口(N为LED显示器的个数)。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，如果各位选线都处于选通状态的话，那LED显示器将显示相同的字符。若要各位LED能显示出与本位相应的字符，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处于选通状态，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符的段码。这种显示方式占用的I/O口个数为8+N(N为LED显示器的个数)，相对静态显示少了很多，但需要占用大量的CPU资源，当CPU处理别的事情时，显示可能出现闪烁或者不显示的情况。方案三:采用移位寄存器扩展I/O。只需要占用3个I/O口，即数据(DATA)、输出使能(OUTPUTENABLE),从理论上将就可以无限制地扩展I/O口，而且显示数据为静态显示，几乎不占用CPU资源。采用扩展口后，又能采用静态显示，这样，既解决了静态显示占用I/O口多的问题，也解决了动态显示不稳定、容易闪烁、占用CPU资源过多的问题。方案选择:选择方案三。理由:非常节约I/O口，又有静态显示的特点，亮度高，节约CPU的使用率。8东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计3系统硬件电路的设计3.1系统硬件电路框图的设计硬件设计部分将先寻找单元电路最适合的设计方案，再进行单元电路设计。最后介绍所用到的两个特殊元器件字电压表系统设计方案框图如图。图3.1系统硬件设计框图3.2总电路图的设计3.2.1系统总体电路图图3.2.1系统总电路图9东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计3.2.2.系统板上硬件连线(1).把“单片机系统”区域中的P1.0,P1.7与“动态数码显示”区域中的ABCDEFGH端口用8芯排线连接。(2).把“单片机系统”区域中的P2.0,P2.7与“动态数码显示”区域S1S2S3S4S5S6S7S8端口用8芯排线连接。(3)(把“单片机系统”区域中的P3.0与“模数转换模块”区域中的ST端子用导线相连接。(4)(把“单片机系统”区域中的P3.1与“模数转换模块”区域中的OE端子用导线相连接。(5).把“单片机系统”区域中的P3.2与“模数转换模块”区域中的EOC端子用导线相连接。(6)(把“单片机系统”区域中的P3.3与“模数转换模块”区域中的CLK端子用导线相连接。(7).把“模数转换模块”区域中的A2A1A0端子用导线连接到“电源模块”区域中的GND端子上。(8).把“模数转换模块”区域中的IN0端子用导线连接到“三路可调电压模块”区域中的VR1端子上。3.3单元电路的设计3.3.1A/D转换电路选用AT89C52作为中央处理器，A/D转换器选用ADC0809，其连接电路如下图所示。用单片机控制ADC时，多数采用查询和中断控制两种方式。查询法是在单片机把启动命令送达到ADC之后，执行别的程序，同时对ADC的状态进行查询，以检查ADC变换是否已经完成，如查询到变换已结束，则读入转换完毕的数据。中断控制是在启动信号送到ADC之后，单片机执行别的程序。当ADC转换结束并向单片机发出中断请求信号时，单片机相应此中断请求，进入中断服务程序，读入转换数据，并进行必要的数据处理，然后返回到原程序。这种方法单片机无需进行转换时间管理，CPU效率高，所以特别适合于变换时间较长的ADC。本设计采用查询方式进行数据收集。由于AD0809具有三态输出锁存器，故其数据输出引脚可直接与单片机的数据总线相连。地址码引脚ADDA,C分别与地址总线的低3位A0、A1、A2相连，以选通IN0,IN7中的一个通道。采用单片机的P2.7(地址总线最高位A15)作为A/D的片选信号。并将A/D的ALE和START脚连在一起，以实现在所存通道地址的同时启动ADC0809转换。启动信号由单片机的写信号WR和P2.7经或非门而产生。在读取转换结果时，用10东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计单片机的读信号RD和P2.7经或非门加工得到的正脉冲作为OE信号去打开三态输出锁存器。编写的软件按下列顺序动作:令P2.7=A15=0，并用A0,A1,A2的组合指定模拟通道的地址;执行一条输出指令，启动A/D转换;然后根据所选用的是查询、中断、等待延时三种方式之一的条件去执行一条输入指令，读取A/D转换结果。ADC0809是一个8路8位逐次逼近的A/D转换器。AD0809的转换时间为100us。在CPU发出启动A/D命令后，便执行一个固定的延时程序，延时时间应略大于A/D的转换时间;延时程序一结束，便执行数据读入指令，读取转换结果。其使用起来很方便。图3.3.1数/模转换电路图3.3.2数字显示电路显示采用4位共阳极LED静态显示方式，显示内容有电压的显示通道、百位、十位、个位，这样可以用P1口来输出显示数据。在P1口的输出中通过244来实现数据的显示。就是每一个显示器都占用单独的具有所存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管他了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中CPU的开销较小。此外，单片机的P1、P3.0,P3.3端口作为4位LED数码显示控制。P3.5端口用作单路显示/循环显示转换按钮，P3.6端口用作单路显示时选择显示的通道。P0端口用作A/D转换数据读入，P2端口用作ADC0809的A/D转换控制。11东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计图3.3.2数字显示电路图3.3.3电源电路电源也不能小视，每一个系统的电源都不容马虎，电源虽然简单，但需要功能可靠，且每一个板子上都有CBB电容和高品质的ELNA电容做退耦，如下图所示。图3.3.3系统电源电路图通过对电路的观察，发现设计所用电源都是直流电源+5V，所以采用三端集成稳压器LM7805，可以方便地实现此功能。如上图就是电源电路的设计图，先将220V/50Hz的交流电源电压通过变压器将其电压转换为12V，然后接入电桥进行整流，接着通过电容和LM7805组成的电路进行滤波，得到所要求的+5V电压。A/D转换的Vref电压，由LM317供给。3.4几种主要芯片的功能介绍3.4.1模/数转换芯片ADC0809ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的12东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。(1)ADC0809的内部逻辑结构由下图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、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。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。图3.4.1-1模/数转换芯片内部逻辑结构图(2)ADC0809引脚结构ADC0809各脚功能如下:D7-D0:8位数字量输出引脚。IN0-IN7:8位模拟量输入引脚。VCC:+5V工作电压。GND:地。REF(+):参考电压正端。REF(-):参考电压负端。START:A/D转换启动信号输入端。ALE:地址锁存允许信号输入端。(以上两种信号用于启动A/D转换).EOC:转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。OE:输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。CLK:时钟信号输入端(一般为500KHz)。A、B、C:地址输入线。图3.4.1-2ADC0809引脚图13东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计3.4.2ADC0809对输入模拟量的要求(1)信号单极性:电压范围是0,5V，若信号太小，必须进行放大;输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。模拟输入端Ini示意图:单路输入及多路输入:图3.4.2-1模拟输入图(2)地址输入和控制线:4条ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，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的模拟量进转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0,IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。表3.4.2通道选择表CBA选择的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7(3)通道地址线ADDA-ADDC的连接多路输入时，地址线不能接死，要通过一个接口芯片与数据总线连接。接口芯片可以选用:简单接口芯片74LS273，74LS373等(各占用一个I/O地址)可编程并行接口8255(占用四个I/O地址)14东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计图3.4.2-2地址通道示意图(4)数字量输出及控制线:11条ST为转换启动信号。当ST上跳沿时，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，ST应保持低电平。EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束;否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE,1，输出转换得到的数据;OE,0，输出数据线呈高阻状态。D7,D0为数字量输出线。数据输出线D0-D7的连接可直接连到DB上，或通过另外一个输入接口与DB相连;两种方法均需占用一个I/O地址图3.4.2-3输出示意图CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ。(5)ALE和START端的连接独立连接:用两个信号分别进行控制——需占用两个I/O端口或两个I/O线;统一连接:用一个脉冲信号的上升沿进行地址锁存，下降沿实现启动转换——只需占用一个I/O端口或一个I/O线。15东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计图3.4.2-4ALE和START端的连接示意图(6)ADC0809应用说明1)(ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89C52单片机直接相连。2)(初始化时，使ST和OE信号全为低电平。3)(送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。4)(在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。5)(是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。6)(当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。3.4.3处理器AT89C52芯片AT89C52(简称89C52)的广泛使用，使单片机的价格大大下降。目前，89C52的市场零售价已经低于8255、8279、8253、8250等专用接口芯片中的任何一种;而89C52的功能实际上远远超过以上芯片。因此，如把89C52作为接口芯片使用，在经济上是合算的。在本人设计的系统中，将89C52设计为多功能可编程接口，其相关程序固化在片内的FlashROM中。该芯片(以下简称多功能接口)具有如下功能:?有1个专用的键盘/显示接口;?有1个全双工异步串行通信接口;?有2个16位定时/计数器。这样，1个89C52芯片，承担了3个专用接口芯片的工作;不仅使成本大大下降，而且优化了硬件结构和软件设计，给用户带来许多方便。(1)硬件结构把89C52当作接口使用，接口自身必须尽可能地少占用硬件资源，与主系统之间的连接线也应尽可能少，这样才能少占主机引脚，把更多的资源留给系统。本设计中，主机与多功能接口之间采用串行通信。主机与多功能接口之间有四根连接线:CE、CLK、DAT、INTR。CE用于作片选信号输入端。此引脚为低电平时，主机能与多功能接口进行数据传送。CLK为时钟输入端，当主机向多功能接口发送指令时，此引脚电平上升表示数据有效。DAT为串行数据输入/输出端。INTR为多功能接口输出端。当多功能接口内的数据准备好时，由INTR向主机发低电平，通知主机，数据已准备就绪，可以进行读操作。该信号可供主机查询，也可用作发向主机的中断请求信号。89C52的P0、P1、P2口用作键盘/显示接口。用程序扫描的方法进行键盘输入和16东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计显示输出。P0口作为字段口，P1口作为键盘的列输入口，P2作为显示器的字位口以及键盘的行扫描输出口。由于显示器字位口电流较大，P2口需进行电流驱动。该多功能接口最多可连接8个LED显示器和1个8×8链盘矩阵。P3.2、P3.3、P3.6、P3.7分别用作CE、CLK、DAT和INTR信号;而P3.0、P3.1用作异步串行通信数据线RXD和TXD;P3.4、P3.5分别是OUT0/T0和OUT1/T1信号线。该引脚在定时器工作于连续脉冲方式时，可输出通断比与频率可编程的连续脉冲;工作在计数器方式时，该引脚作为外部计数脉冲输入端输入计数脉冲。(2)通信协议实现多功能接口的关键是主机和多功能接口之间的通信。在本设计中，采用主从方式进行通信，所有的操作都由主机发出操作指令。多功能接口在收到主机发来的操作指令后，对操作码进行软件译码。根据操作码的内容转入相应的工作通道，并从操作数部分获取所需要的数据。多功能接口采用串行方式与主机通信。串行数据从DAT引脚送入芯片，并由CLK端同步。当片选信号CE变低后，DAT引脚上的数据在CLK引脚的上升沿被写入多功能接口的寄存器中。由于多功能接口接收指令的工作用软件进行，因此，当中的t1、t2、t3、t4、t5时间较长，要求t1-t4时间在10μs,1000μs。指令有两类:一类写指令，一类是读指令。写指令中不管是操作码还是操作数，其数据传送方向均为从主机到多功能接口;而对读指令来讲，操作码部分的数据方向是从主机到多功能接口，而操作数部分的数据方向是从多功能接口到主机。t5是读指令中操作码与操作数之间需要的时间间隔，t5应在30μs,1000μs的范围。在读操作时，CLK时钟的上升沿来到时，多功能接口将数据送到DAT引脚上。(3)指令编码多功能接口共有13条指令。指令长度为1字节、2字节、3字节和4字节不等。1)复位指令机器码为00H。当多功能接口收到复位指令后，所有字符消隐，所有定时器清零，定时中断和串行中断关闭。其状态与系统上电复位的情况相似。2)显示数据指令该指令向多功能接口的显示缓冲器中发送显示数据。这是一个2字节指令，其指令编码如下:表3.4.3-1D7D6D5D4D3D2D1D000010000D7D6D5D4D3D2D1D0Dip000d3d2d1d0其中dip为小数点控制位，a2、a1、a0为位地址，d3、d2、d1、d0为待显示的17东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计字符，其格式如表1、2所列。3)闪烁指令该指令控制各个数码管的闪烁属性。d7,d0分别对应数码管1,8，1为闪烁，0为不闪烁。表3.4.3-2D7D6D5D4D3D2D1D000010000D7D6D5D4D3D2D1D0d7d6d5d4d3d2d1d04)循环左移指令:指令码为11H。该指令将所有显示从左向右移动1位。表3.4.3-3a2a1a0显示位00010012010301141005101611071118表3.4.3-4d3d2d1d0显示位000000001100102001130100401015011060111710008100181010-1011H18东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计1100L1101P1110E1111空5)循环右移指令指令码为12H。该指令将所有显示从右向左移动1位。6)读键盘指令指令为2字节指令，操作数为读到的键值。各键盘的键值如图1所示。该指令格式如下:表3.4.3-5D7D6D5D4D3D2D1D000010011D7D6D5D4D3D2D1D0d7d6d5d4d3d2d1d07)连续脉冲输出指令该指令对定时器进行编程。使OUT0/OUT1输出连续脉冲，脉冲的通断比和频率可以通过编程设定。其指令为4，格式如下:表3.4.3-6第1字节D7D6D5D4D3D2D1D000010011/0第2字节D7D6D5D4D3D2D1D0M3M2M1M0N3N2N1N0第3字节D7D6D5D4D3D2D1D0f15f14f13f12f11f10f9f8第4字节D7D6D5D4D3D2D1D0f7f6f5f4f3f2f1f0其中M:N是脉冲的通断比，M或N的设置范围是1,10。f15,f0是频率设置，其设置范围是1,9999Hz。采用BCD码设置。指令操作码中，D0设置定时器0或定时器1工作。8)定时器方式指令19东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计该指令为3字节指令。操作码为22H、23H，其中D0位确定对定时器0还是定时器1进行操作。第2、第3字节为定时时间。9)计数器方式指令该指令为3字节指令。操作码为24H、25H，其中D0位确定对定时器0还是定时器1进行操作。第2、第3字节为计数初值。10)读计数器指令为3字节指令。操作码为26H、27H，第2、第3字节为从计数器读到的计数值。操作码的D0位确定对计数器0还是计数器1进行操作。通过该指令读以16位计数器的当前计数值。11)串行发送指令:该指令对异步串行通信进行初始化，其指令格式如下:表3.4.3-7第1字节D7D6D5D4D3D2D1D000110a2a1a0表2字节D7D6D5D4D3D2D1D0b1b0d5d4d3d2d1d0第3字节D7D6D5D4D3D2D1D0d7d6d5d4d3d2d1d0第4字节D7D6D5D4D3D2D1D0d7d6d5d4d3d2d1d0串行通信采用批传送的方法进行。每条指令传送1个数据帧。指令中，第1、第2字节用来进行串行通信初始化，第3字节以后是发送的各个数据。b1、b0用来确定奇校验、偶校验还是不校验。第2字节的操作数d5、d4、d3、d2、d1、d0用来设定该帧数据的个数，最多1帧可发送64个字符。a2、a1、a0设定串行通信的波特率。其波特率如表3所列。表3.4.3-8A2A1A0波特率/baud000110001150010300011600100120020东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计10124001104800111960012)串行接收指令指令格式如下:表3.4.3-9第1字节D7D6D5D4D3D2D1D000111a2a1a0第2字节D7D6D5D4D3D2D1D0b1b0d5d4d3d2d1d0第3字节D7D6D5D4D3D2D1D0d7d6d5d4d3d2d1d0第4字节D7D6D5D4D3D2D1D0d7d6d5d4d3d2d1d0指令编码与串行发送送似，第3字节之后为接收到的数据。13)读状态指令表3.4.3-10指令格式如下:D7D6D5D4D3D2D1D001000000D7D6D5D4D3D2D1D0000d4d3d2d1d0在键盘输入、计数器回等或串行通信中断时，多功能接口将向INTR发出负脉冲，主机在响应后应发读状态指令，查询状态标志，确定是哪个状态标志动作。其中d0为键盘输入标志，d1为计数器0回零动作。d2为计数器1回零标志。d3为串行接收结束标志，d4为串行发送结束标志。(4)多功能接口的软件设计21东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统硬件电路设计在主程序中进行显示扫描和键盘扫描，如有键盘输入，则找出键盘矩阵的键号。键号存入键值寄存器，并置位状态标志，同时发出INTR负脉冲，通知主机来取键值。主机通过指令对多功能接口进行操作。主机首先要将CE置0。该下降沿通过P3.2向多功能接口发出外部中断。在中断服务程序中，多功能接口进行取指和译码操作，并通过散转指令转入相应的处理通道。则中断返回。至此，一条指令的取指-译码-执行的过程才告结束。程序回到主循环继续进行显示扫描和键盘扫描。所谓取指操作实际上就是多功能接口与主机进行通信的过程。由于采取软件进行通信，t1、t2、t3、t4、t5的宽度有一定的范围。在接收到主机的操作指令后，多功能接口与外设的串行通信及有关定时器的操作采用中断方式进行。在中断结束时，置位状态标志，并向主机发INTR负脉冲。该负脉冲可供主机查询，也可作为向主机发出的中断请求信号。完成以上工作后，返回主程序。89C52有三个定时器，其中T2在中串行通信时间来作为串行通信的波特率发生器。这样T0和T1就可以出借给用户作定时器内。T2在波特率发生器方式时，可置位T2CON寄存器中的TCLK位或RCLK位。在TH2、TL2中装入计数初值，使T2从这个初值开始计数，但并不置位FT2。RCAR2H和RCAP2L中的常数由软件设定后，T2的溢出率是严格不变的，因而使串行通信的波特率非常稳定。22东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统软件设计4系统软件设计4.1主程序流程图在刚上电时，系统默认为循环显示8个通道的电压值状态。当进行一次测量后，将显示每一通道的A/D转换值，每个通道的数据显示时间为1S左右。主程序在调用显示子程序和测试之程序之间循环，主程序流程图见下图。开始初始化调用A/D转换子程序调用显示子程序主主程序流程图图4.1主流程框图4.2A/D转换测量子程序显示子程序采用动态扫描法实现四位数码管的数值显示。测量所得的A/D转换数据放在70H,77H内存单元中，测量数据在显示时需转换成10进制BCD码放在78H,7BH单元中，测量数据在显示时须经过转换成为十进制BCD码放在78H,7BH单元中，其中7BH存放通道标志数。寄存器R3用作8路循环控制，R0用作显示数据地址指针。A/D转换测量子程序用来控制对ADC0809的8路模拟输入电压的A/D转换，并将对应的数值移入70H,77H内存单元。A/D转换测量子程序流程如下图所示:23东华理工大学长江学院毕业设计(论文)系统软件设计开始启动测试(TESTART)NA/D转换结束,P3.7=1,取数据(P2.5=1)0809地址加1Y地址数小于8,YN结束A/D转换测量子程序流程图图4.2A/D转换子程序框图24东华理工大学长江学院毕业设计(论文)调试及性能分析5调试及性能分析5.1调试与测试采用Wave或KeilC51编译器进行源程序编译及仿真调试，同时进行硬件电路板的设计制作，烧录好程序后进行软硬件联调，最后进行端口电压的对比测试。测试对比表如下表所列。表中标准电压值采用UT56数字万用表测得。表5.1简易数字电压表与“标准”数字电压表对比测试表标准电压值/V0.000.150.851.001.251.751.982.322.65简易电压表测得值/V0.000.170.861.021.261.762.002.332.66绝对误差/V0.00+0.02+0.01+0.02+0.01+0.01+0.02+0.01+0.01标准电压值/V3.003.453.554.004.504.604.704.814.90简易电压表测得值/V3.013.473.564.014.524.624.724.824.92绝对误差/V0.01+0.02+0.010.01+0.02+0.02+0.02+0.01+0.02从表中可以看出，简易数字电压表与“标准”数字电压表测得的绝对误差均在0.02V以内，这与采用8位A/D转换器所能达到的理论误差精度相一致，在一般的应用场合可完全满足要求。5.2性能分析(1)由于单片机为8位处理器，当输入电压为5.00V时，ADC0809输出数据值为255(FFH)，因此单片机最高的数值分辨率为0.0196V(5/255)。这就决定了该电压表的最高分辨率(精度)只能达到0.0196V，测试时电压一般以0.02V的幅度变化。如果要获得更高的精度要求，则应采用12位13位的A/D转换器。(2)从表中可以看出，简易电压表测得的值基本上均比标准电压值偏大0.01至0.02V。这可以通过校正ADC0809的基准电压来解决。因为该电压表设计时直接用5V的供电电源作为基准电压，所以电压可能有偏差。另外，还可以用软件编程来校正测量值。(3)ADC0809的直流输入阻抗为1M,能满足常用的电压测试需要。另外，经测试ADC0809可直接在2MHz的时钟频率下工作，这样可省去二进制分频器14024集成块。(4)当要测量大于5V的电压时，可在输入口使用分压电阻，而程序中只要将计算程序的除数进行调整就可以了。但是量程越大，测量精度会越低。25东华理工大学长江学院毕业设计(论文)调试及性能分析5.3系统调试5.3.1静态测试不通电源，不插器件，用万用表×100Ω挡按图纸的接线点，看两点间的连线是否接通不好，如果有电阻存在或者不通，要纠其原因，需将测试笔分别与两器件的插脚孔相接触，万用表指针应回零。其中一测试笔不动，另一测试笔再与最近的两插脚孔接触一下，其阻值应无穷大，证明此线安装不误。再依次测量其他各连线，最后再测量电源正、负极入口处电阻，应有一定阻值，说明电路安装都短路现象出现，决不能在此情况下通电。5.3.2通电测量仍不插器件，用万用表×10V挡，黑表笔在公共地断保持不动，红表笔分别测各器件插座的插脚孔端，只有与电源端相连或有关分压端的引脚才有电压，其他引脚都不应该有电压。此检查至关重要。电位器上的分压电源看是否可调，初步调整到所规定的电压数值。5.3.3动态测试把所有器件插好通电，观察几秒，看电阻是否有发黑或冒烟现象，用手触摸一下集成器件，看是否有过热发烫，如果没有异常现象，立刻断电，重新再查原因。用标准温度计进行实测，观察其误差。5.3.4联机统调将程序写入AT89C52的ROM中，通电调试。26东华理工大学长江学院毕业设计(论文)结论与展望6结论与展望数字电压表正朝着标准模块化的方向发展。预计在不久的将来，许多数字仪表将由标准化、通用化、系列化的模块所构成，给电路设计和安装调试、维修带来极大方便。表面安装技术(SMT)和表面安装元器件(SMD)将获得普遍应用。这项技术被誉为世界电子工艺技术的一项重要突破。所谓表面安装是将微型化的表面安装集成电路(SMIC)和表面安装元件，用粘贴工艺直接安装在印刷板上，再用波峰焊接机焊接，由此取代传统的打孔焊接工艺，使印刷板安装密度大为增加，可靠性得到明显提高。通过这次的毕业设计，使自己受益匪浅，了解并掌握了单片微机的基本理论知识，深入的掌握了单片机在实际电路中的开发和应用。为以后从事单片机工作奠定了扎实的基础。本文所设计简易数字电压表系统是用单片机实现控制系统，任务是可以测量0,5V的8路输入电压值，并在4位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。测量最小分辨率为0.019V，测量误差约为0.02V，能够清晰，稳定地显示测量结果;而且使用更方便，应用场合更广泛。系统设计思想，硬件结构、软件算法具有一定的通用性。该系统具有很强的实用价值。由于本系统是在理想话进行的，要满足更高的精度要求，还须进行适当改进，例如，可提高采样频率来提高系统的精确度。总的来说，经过这次的毕业设计，让自己重温了模拟电路、数字电路、电子设计、单片机、PROTELDXP这方面的知识，让我更进一步的了解这些知识。软硬件产品的设计开发打下了坚实的基础，培养了从事产品研发的信心。再者，增强了我敢于面对实际问题的勇气，这是极为重要的，因为任何理论知识都不能脱离实际，否则就会唇亡齿寒，顾此失彼。使我对解决实际问题能分清轻重缓急，不会对课程设计及以后的工作压力不知所措，而是以一种更加冷静和自信的态度去应付工作中的种种，最终能出色地开掘自己的能力来解决它。最后，通过这一次的锻炼，使自己不断地与困难反复较量，磨炼了自己的意志力，从获取论文题目到查找相关的资料，从对论文中电路图的设计绘制到电路板的调试，再到每次失败后再一次全部重新开始„„在这一个充满挑战伴随挫折，充满热情伴随打击的过程中，我感触颇深，它已不仅仅是一个对自己大学四年的学习知识情况和应用动手能力的检验，更是对我个人的钻研精神，面对困难的心态，做事的毅力和耐心的一次考验。所以自己也认为，在这个毕业设计的过程中自己所收获最大的不是自己设计结果怎么样，更重要的是这个过程当中所学习到的各种方式方法，得到的种种帮助和支持以及提升了自己应对事物的一种变力。同时也让自己进一步加深认识到数字化电路在我国应用领域的广泛性及实用性。可以说，数字化道路将在我国未来市场上扮演着举足轻重的作用，它必将朝着一个拥有美好前景的发展方向前进。27东华理工大学长江学院毕业设计(论文)致谢致谢在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。总的来说，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个认识:知识必须通过应用才能实现其价值～有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。在此要感谢我的指导老师肖静老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。同时也衷心地感谢梁彦朋，刘海华，江小航，李志虎等同学对我所有的支持与帮助，才得以使自己顺利完成论文。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益无穷。28东华理工大学长江学院毕业设计(论文)参考文献参考文献[1]梅丽凤,单片机原理及接口技术„„„„„„„清华大学出版社„„„„„„„„„„2004[2]张迎新,单片微型记数机原理„„„„„„„国防工业出版社„„„„„„„„„„1993[3]李全利,单片机原理及应用技术„„„„„„„高等教育出版社„„„„„„„„„„2001[4]何立民,单片机应用系统设计„„„„„„„„„北京航空航天大学出版社„„„„„„1990[5]黄惠媛,李润国,单片机原理与接口技术„„„„海洋出版社„„„„„„„„„„„„„2006[6]阎石,数字电子技术基础„„„„„„„„„„高等教育出版社„„„„„„„„„„2003[7]胡钢等,微机原理及应用„„„„„„„„„„„机械工业出版社„„„„„„„„„„2002[8]王洪庆,微型计算机控制技术„„„„„„„„„机械工业出版社„„„„„„„„„„2003[9]求是科技编著单片机模块设计实例导航„„„„人民邮电出版社„„„„„„„„„„„„„2004[10]陈粤初等单片机应用系统设计与实践„„„„„„北京航空航天大学出版社„„„„„„„„1991[11]DigitalLogic—Analysis.Application&DesignBySusanA.R.GobortJ.Borns.[M].HotelRinehartandWinston.Inc.1991.8[12]ModelingandControlofDistributedThermalSystemsByAbbas[13]AnewMethodofTemperatureControlfortheUniformHeatingByNobutomoMATSUNAGADapt.OfComputerScienceKumnamotoUniversityandIkuoNANNO,MasahitoTANAKAOkayamaDevelopmentCenterOmronCorporationandShigeyasuKAWAJIGrad.Sch.ofSci.andTechKumamotoUniversity29东华理工大学长江学院毕业设计(论文)附录附录附录一实验所需元器件1.AT89S51芯片1块2.ADC0809芯片1块3.74HC245芯片2块4.4位一体数码1个5.6MHz晶振1个6.33pF电容2个7.0.1uF滤波电容2个8.10uF电解电容1个9.按键开关1个10.发光二极管1个11.4.7KΩ精密电位器1个12.510Ω电阻12个13.8.2KΩ电阻1个14.10KΩ电阻1个15.导线若干30东华理工大学长江学院毕业设计(论文)附录附录二硬件电路总设计图显示通DPY道D8.2KP1abcdegf0uF19854237VCCVCC05J5J4.7K23DPYVV1212DPabcdegf19854237G0N5D10DPY4.7KS110UFC18DPabcdegf10UFC191985423730.1UFC125010LM7805U1O0.1UFC13U1TDPYJDS2A4.7KDINPabcdegfD721985423701R23K10UFC203DiodeLM317U2O5U1100.1UFC10TD*J684.7KDR24AIN2200UFC21274HC244G10.1UFC11J12G2110011p2FVText21Bridge1D030pFGNDVssXTAL1XTAL2RWTTINT1INT0TXDPXDRSTP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0AT89C52D10RPSENALEP2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0VccEA55VV1415VP2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7ADC0809ABCALESTARTODDDDDDDDE76543210CLOX78MSB8MSB7MSB6MSB5MSB4MSB3MSB2MSB1GEOCVccNVVD+_1402431Text东华理工大学长江学院毕业设计(论文)附录附录三软件设计程序清单汇编源程序清单;************************;;;;八路电压测量显示电路;;;;************************;;测量电压最大为5V，显示最大值为5.00V;70H—77H存放采样值，78H—7BH存放显示数据，依次为个位、十位、百位、通道标志;P3.5作单路显示-循环显示转换用，P3.6作单路显示时选择通道用。;;*************************************;**;*主程序和中断程序入口*;**;*************************************ORG0000HLJMPSTARTORG0003HRETIORG000BHRETIORG0013HRETIORG001BHRETIORG0023HRETIORG002BHRETI;;*************************************;**;*初始化程序中的各变量*;**;*************************************CLEARMEMIO:CLRA32东华理工大学长江学院毕业设计(论文)附录MOVP2,AMOVR0,#70HMOVR2,#0DHLOOPMEM:MOV@R0,AINCR0DJNZR2,LOOPMEMMOV20H,#00HMOVA,#0FFHMOVP0,AMOVP1,AMOVP3,ARET;;*************************************;**;*主程序*;**;*************************************START:LCALLCLEARMEMIO;初始化MAIN:LCALLTEST;测量一次LCALLDISPLAY;显示数据一次AJMPMAINNOP;PC值出错处理NOPNOPLJMPSTART;;*************************************;*显示控制程序*;*************************************;DISPLAY:JB00H,DISP11;MOVR3,#08H;8路信号循环显示控制MOVR0,#