厦门理工学院2012电气《单片机原理与应用》课程设计任务书及程序

《单片机原理与应用》课程设计任务书附录程序设计题目2：简易数字电压表设计设计内容及要求利用普中科技51单片机实验箱实现一简易数字电压表设计，其硬件原理框图如图1所示，其中电压测量采用A/D、D/A芯片PCF8591P，电压测量结果显示采用液晶LCD1602，系统要求实现以下功能：基本功能：系统至少能测量2个通道的直流波形信号（为提高测量精度，每个电压值最好通过测量3次进行平均得到）；能通过按键选择单通道1电压测量，单通道2电压测量；LCD能按照2）相应显示信号电压值，有效数字为4位；能通过按键设置选择打开或关闭测量系统。扩展功能：能通过按键设置通道1、2同时进行电压测量并在LCD上同时显示通道1、2相应的电压值；能测量工频50Hz正弦交流信号电压值。图1系统原理框图二、设计任务1、根据设计内容与要求，查找相关芯片与模块PCF8591P、LCD1602数据手册，弄清个模块硬件接口原理。2、根据设计内容与要求，弄清系统及各个模块的工作流程，完成系统的软件设计，包括系统主程序、显示子程序、键盘设置子程序、A/D采样与测量子程序等，可使用汇编语言或是C语言编写，建议使用C语言编写。3、完成系统的仿真与调试，使得系统在脱机情况下，能稳定可靠的工作。4、记录测量结果数据，并进行误差分析。5、编写课程设计报告。三、进度安排时间周次任务设计要求备注2015.1.5周一上午任务下达，设计重点讲解，分发板子、工具等设计材料1、理解任务，查找资料；2、要求会使用万用表完成基本硬件电路的测试。下午完成硬件电路板测试，确保电路板正常使用2015.1.6周二上午完成单片机与LCD1602的接口程序设计及调试1、使用C51编写程序；2、要求能使用示波器检测数据交换时序，并判断时序的正确性，完成LCD1602接口的正确调试。下午2015.1.7周三上午完成单片机与PCF8591P的接口程序设计及调试1、学会I2C总线程序编写；2、理解A/D转换的原理及分辨率等理论计算。下午2015.1.8周四上午完成单片机、LCD1602、PCF8591P程序的融合，完成系统总调试系统功能完整正确，运行流畅。下午2015.1.9周五上午完成系统电压数据测量并记录测量结果（每个通道至少10组数据），进行误差分析能正确测量电压并显示。下午课程设计作品验收四、预备知识1、51单片机原理与接口技术；2、详细了解PCF8591P、LCD1602数据手册，特别是单片机与PCF8591P的I2C总线接口通信时序五、设计报告要求设计完成后，必须撰写课程设计报告。设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于3000字，图形绘制规范。设计报告的格式如下：1、封面2、任务书3、内容提要（摘要）4、目录5、正文（1）课题的意义、本人所做的工作、系统的主要功能及工作流程；（2）硬件电路原理描述；（请详细说明电路原理并给出相应的原理图）（3）软件设计流程及描述；（请详细说明软件设计思路并给出相应的流程图）（4）系统测试，记录测量数据，进行误差分析；（5）结论。6、心得体会7、参考文献8、附录（1）系统总硬件电路原理图；（2）系统源程序代码（要有注释）。{ SDA=0;SCL=1;Delay4us();SCL=0;SDA=1; //IIC协议}//从机发送非应答位voidSlave_NOACK(){ SDA=1;SCL=1;Delay4us();SCL=0;SDA=0; //IIC协议}//发送一字节，机器向IIC总线上传数据voidIIC_SendByte(ucharwd){ uchari; for(i=0;i<8;i++) //循环移入8位 { SDA=(bit)(wd&0x80);_nop_();_nop_(); //将数据最高位传到总线上 SCL=1;Delay4us();SCL=0;wd<<=1; } Delay4us(); SDA=1; //总线保持稳定，释放总线并准备读取应答 SCL=1; Delay4us(); IIC_ERROR=SDA; //IIC_ERROR=1表示无应答 SCL=0; Delay4us();}//接收一字节，机器从IIC总线接收数据ucharIIC_ReceiveByte(){ ucharidatan=8; //从SDA线上读取数据字节，共八位 uchartdata=0; while(n--) { SDA=1; SCL=1; //保持数据稳定 tdata=tdata<<1; //左移一位 if(SDA==1) tdata=tdata|0x01; //若接收到的位为1，则数据的最后一位置1 else tdata=tdata&0xfe; //否则数据的最后一位置0 SCL=0; } return(tdata);}//连续读入三个A/D转换结果并保存到Recv_BuffervoidADC_PCF8591(ucharCtrlByte){ uchari; IIC_Start(); IIC_SendByte(0x90); //单片机向AD芯片发送写地址，激活芯片 if(IIC_ERROR==1)return; //如果无应答则返回 IIC_SendByte(CtrlByte); //AD芯片发送控制字节 if(IIC_ERROR==1)return; if(CtrlByte==0x00) //通道0处理 { for(i=0;i<4;i++) { IIC_Start(); //重新发送开始命令 IIC_SendByte(0x91); //单片机向AD芯片发送读地址 if(IIC_ERROR==1)return; Recv_Buffer[i]=IIC_ReceiveByte(); } Recv_Buffer[0]=(Recv_Buffer[1]+Recv_Buffer[2]+Recv_Buffer[3])/3; } elseif(CtrlByte==0x01) { for(i=0;i<4;i++) { IIC_Start(); //重新发送开始命令 IIC_SendByte(0x91); //单片机向AD芯片发送读地址 if(IIC_ERROR==1)return; Recv_Buffer1[i]=IIC_ReceiveByte(); } Recv_Buffer1[0]=(Recv_Buffer1[2]+Recv_Buffer1[3]+Recv_Buffer1[1])/3; } Slave_NOACK(); IIC_Stop(); //IIC关闭}//显示通道一voiddis1(){ ADC_PCF8591(0x00); Convert_To_Voltage(Recv_Buffer[0]); //显示通道1 LCD_Line_1[2]=Voltage[3]; LCD_Line_1[4]=Voltage[2]; LCD_Line_1[5]=Voltage[1]; LCD_Line_1[6]=Voltage[0]; LCD_Display_A_Line(0x00,LCD_Line_1); LCD_Display_A_Line(0x40,s);}//显示通二voiddis2(){ ADC_PCF8591(0x01); Convert_To_Voltage(Recv_Buffer1[0]); //显示通道2 LCD_Line_2[2]=Voltage[3]; LCD_Line_2[4]=Voltage[2]; LCD_Line_2[5]=Voltage[1]; LCD_Line_2[6]=Voltage[0]; LCD_Display_A_Line(0x40,LCD_Line_2); LCD_Display_A_Line(0x00,s);}//显示通道一二voiddis12(){ ADC_PCF8591(0x01); ADC_PCF8591(0x00); Convert_To_Voltage(Recv_Buffer[0]); //显示通道1 LCD_Line_1[2]=Voltage[3]; LCD_Line_1[4]=Voltage[2]; LCD_Line_1[5]=Voltage[1]; LCD_Line_1[6]=Voltage[0]; LCD_Display_A_Line(0x00,LCD_Line_1); Convert_To_Voltage(Recv_Buffer1[0]); //显示通道2 LCD_Line_2[2]=Voltage[3]; LCD_Line_2[4]=Voltage[2]; LCD_Line_2[5]=Voltage[1]; LCD_Line_2[6]=Voltage[0]; LCD_Display_A_Line(0x40,LCD_Line_2);}//按键相关程序haibuduivoidkey(){ if(!P1_1) delay(20); if(!P1_1) { flag=1; } if(!P1_2) delay(40); if(!P1_2) { flag=2; } if(!P1_3) delay(10); if(!P1_3) { flag=3; }}//用于显示开始，结束界面voidInterface(){ if(ON) { LCD_Display_A_Line(0x00,wel); //显示欢迎界面 delay(320); }}//主程序voidmain(){ LCD_Initialise(); while(1) { if(!P1_0) delay(40); if(!P