数字电压表的设计实验报告

.z.I..r..课程设计——基于51数字电压表设计物理与电子信息学院电子信息工程1、课程设计要求使用单片机AT89C52和ADC0832设计一个数字电压表，能够测量0－5V之间的直流电压值，两位数码显示。在单片机的作用下，能监测两路的输入电压值，用8位串行A/D转换器，8位分辨率，逐次逼近型，基准电压为5V；能用两位LED进展轮流显示或单路选择显示，显示精度0.1伏。2、硬件单元电路设计AT89S52单片机简介AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片含8kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚构造，芯片集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S52具有如下特点：40个引脚，8kBytesFlash片程序存储器，256bytes的随机存取数据存储器〔RAM〕，32个外部双向输入/输出〔I/O〕口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗〔WDT〕电路，片时钟振荡器。

ADC0832模数转换器简介ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢送，其目前已经有很高的普及率。学习并使用ADC0832可是使我们了解A/D转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。图1芯片接口说明：·CS_片选使能，低电平芯片使能。·CH0模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。·CH1模拟输入通道1，或作为IN+/-使用。·GND芯片参考0电位〔地〕。·DI数据信号输入，选择通道控制。·DO数据信号输出，转换数据输出。·CLK芯片时钟输入。·Vcc/REF电源输入及参考电压输入〔复用〕。单片机对ADC0832的控制原理：正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。当要进展A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全完毕。此时芯片开场转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据用于选择通道功能。当此2位数据为"1〞、"0〞时，只对CH0进展单通道转换。当2位数据为"1〞、"1〞时，只对CH1进展单通道转换。当2位数据为"0〞、"0〞时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进展输入。当2位数据为"0〞、"1〞时，将CH0作为负输入端IN-，CH1作为正输入端IN+进展输入。到第3个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开场利用数据输出DO进展转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开场由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开场输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下沉输出DATD0。随后输出8位数据，到第19个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的完毕。最后将CS置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进展处理就可以了。ADC0832时序图：图二数字电压表设计的构造框图和原理图A\D转换局部A\D转换局部AT89S52数码管显示局部时钟电路复位电路图3构造框图图4电路原理图硬件电路实物图图7硬件实物图器件清单表1器件清单所用器件名称型号及大小个数单片机开发板AT89S52一个滑动变阻器10K两个A\D转换器ADC0832一个LED共阳两个跳线插口--假设干跳线--假设干3.软件单元电路设计数据处理子程序主要根据标度变换公式1-1，把0～255十进制数转换为0.0V～5.0V。主程序#include<reg52.h>#defineuchar unsignedchar#define uint unsignedintsbit AD_CS=P1^1;sbit CLK=P1^2;sbit DIO=P1^0;ucharcodetable0[]={0*40,0*79,0*24,0*30,0*19,0*12,0*02,0*78,0*00,0*10,0*3f};//带小数点ucharcodetable1[]={0*c0,0*f9,0*a4,0*b0,0*99,0*92,0*82,0*f8,0*80,0*90,0*bf};//不带小数点uchar Read_ADC(void);voiddisplay(void);voidmain(void){ while(1) { display(); }}uchar Read_ADC(void){ uchari=0; ucharValue1=0; ucharValue2=0; AD_CS=1;//关掉AD; CLK=0; DIO=0; AD_CS=0;//开启芯片 DIO=1;//开场位 CLK=0; CLK=1;//上升沿 DIO=1;//单通道 CLK=0; CLK=1; DIO=1;//通道选择位 CLK=0; CLK=1; DIO=1;//空闲位为数据输出做好准备dio要为高 CLK=0; CLK=1; for(i=0;i<8;i++) //读第一次数据 { CLK=1; //下降沿 CLK=0; if(DIO) { Value1|=0*80>>i; } } for(i=0;i<8;i++) //读第二次数据 { if(DIO) { Value2|=0*01<<i; } CLK=1; CLK=0; } AD_CS=1; //关掉芯片 if(Value1==Value2) //数据校准 { returnValue1; } else { return0*00; }}voiddisplay(void){uchari=0;uchara,b;i=Read_ADC();a=i*195/10000;//整数局部b=i*195/1000%10;//小数点后第一位P0=table0[a];P2=table1[b];}4、课程设计总结通过这次设计，使我深入了解了AT89S52单片机和ADC0832〔A\D转换器〕的构造和特点及数字电压