基于8051单片机的简易数字电压表设计

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1、基于8051单片机的简易数字电压表设计姓名:吴建亮班级：电信1202学号：201203090224摘要电压表应用十分广泛，但大部分是模拟电压表，而由于其特性，反应速度慢，读数麻烦并且误差较大，所以为适应不断快速发展的高速信号领域，已经广泛使用数字电压表。本实验设计是基于51单片机开发板ESDM-3A实现的一种数字电压表系统。该设计采用8051单片机作为控制核心，以ADC0为模数转换数据采样，实现被测电压的数据采样，外部采用LCD12864液晶显示电压表的电压值。1.设计任务和要求1.1设计任务设计制作一个简易直流电压表，该直流电压表能测量直流电压。各硬件模块如图1.1所示。图1.1硬件框图

2、1.2设计要求（1）ADC0的工作方式设置如下：采用单端输入，模拟输入电压从P2.0输入；选择作为参考电压源；转换时钟频率设置为2MHz；采用写“AD0BUSY”启动A/D转换。（2）采用定时器中断每隔0.5s启动一次A/D转换；通过ADC0中断服务程序读取转换值。2.设计方案2.1硬件电路硬件模块如上图1.1所示。输入电压由开发板上J8接口的第2脚0~5.0V接跳线至单片机扩展接口J7的第4脚P2.0，调节电位器RP3实现不同电压的输入。AD转换器、单片机、液晶屏在开发板已经连接好。下面简单介绍所用的器件。C8051F360单片机主要模拟和数字资源包括：（1）高速8051微控制器内核。（

3、2）10位逐次逼近型A/D转换器。（1）10位电流输出D/A转换器。（2）两个模拟电压比较器CP1和CP0。（3）片内锁相环PLL。（4）扩充中断处理系统。（5）存储器，256字节内部RAM;1024字节XRAML；32字节闪存存储器。（6）数字资源，多达39个I/O引脚，全部为三态双向口，允许与5V系统接口。（7）时钟源，2个内部振荡器；80kHz低频低功耗振荡器。（8）片内调试电路。液晶屏HG1286412B功能和接口。1：VSS接地端2：VDD电源正，接+5V3：VO对比度调整，接电位器4：D/I(CS*)片选，也叫使能，接+5V5：R/W(SID*)数据输入端6：E(SCLK*)时

4、钟输入端7~14：DB0~DB7并行数据总线15：PSB串并模式选择，串行模式下接地，并行模式下接+5V16：NC空引脚，不需要连接17：RSTB复位端，低电平有效，一般接+5V18：VEE对比度调整,接电位器19：BLA背光正极，接+5V20：BLK背光负极，接地表2.1液晶屏引脚接法12864液晶屏引脚按表2.1所示与单片机连接，在开发板上已经连接好，只需要配置好相应的寄存器即可。HG1286412B内部有三种不同RAM，DDRAM,CGRAM和GDRAM，其自带汉字字库，提供8192个中文字形，这些字可以字符串的形式直接显示。2.2程序设计程序的编写使用C语言，利用KeilμVisi

5、on4进行程序的编写和烧录。程序执行时所对应的流程如下图2.1所示。图2.1程序执行流程图下面简单介绍各模块的设计思路。（1）时钟和定时器：选用内部24MHz振荡器，频率除2作为SYSCLK；定时器选择定时器1工作方式1，TMOD=0X10，采用循环的方法，定时器定时50ms，循环10次得0.5s，装入初值TH1=(65536-50000)/256，TL1=(65536-50000)%256。（2）ADC0：通过置“AD0BUSY”启动AD转换，采用10位采集通道，电压的最大值为3.3V，通过转换器的到的数值为AD_data=ADC0H×256+ADC0L，得到的实际电压为volt=AD_

6、data×3.3/1023，通过AD0INT位，判断A/D转换是否结束。（3）液晶屏LCD12864：液晶屏操作分指令操作和数据操作，每次写指令或数据前先确认内部动作是否完成，通过读取忙碌状态进行确认。读、写指令或数据通过读或写4个内部寄存器WCOMADDR,WDATADDR,RCOMADDR和RDATADDR来完成。详细代码请见附录。3.测试结果分析组数电压表显示（V）单片机显示(V)误差10.4490.4450.89%21.0801.0740.56%31.6531.6510.12%42.5702.5670.12%53.1003.0960.13%表3.1测试结果根据表3.1的分析看，本次

7、设计的数字电压表的符合要求，误差控制在1%内。4.总结本次的设计和实验采用了KeilμVision4进行C语言的编写和烧录，熟悉了Keil的操作，对8051单片机的定时器、A/D转换器、LCD12864液晶屏等模块有了一定的了解和认识。在程序的编写的过程和实际电路操作时遇到了种种问题，通过查阅大量的资料解决了问题，为以后的学习和实际应用奠定了基础。附录：本次设计实验的C语言代码：#include