单片机课程设计数字电压表学士学位论文.doc

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1、成绩课程设计课程名称单片机原理与应用课程设计课题名称数字电压表专业自动化班级1301学号29姓名黄奎伦指导老师林国汉、王迎旭、李晓秀等2016年6月10日电气信息学院课程设计任务书课题名称数字电压表设计姓名黄奎伦专业自动化班级1301学号29指导老师林国汉老师课程设计时间2016年5月30日-2016年6月10日一、任务及要求设计任务：本课题要求以MCS-51系列单片机为核心，设计一个数字电压表。(1)采用串行A/D转换模块或者并行A/D转换模块能对多路电压信号进行采样并使用LED或者液晶显示器进行显示；(2)具有轮流显示功能(3)能够通过键盘对采样通道进行选择(4

2、)其它功能设计要求：（1）确定系统设计方案；（2）进行系统的硬件设计；（3）完成应用程序设计；(4)应用系统的硬件和软件的调试。三、参考资料1、王迎旭等.单片机原理及及应用.2版.机械工业出版社，20122、胡汉才.单片机原理及其接口技术.3版.清华大学出版社，2010.3、戴灿金.51单片机及其C语言程序设计开发实例.清华大学出版社，2010目录1总体方案设计11.1设计要求11.2设计思路11.3总设计框图22硬件电路设计22.1总硬件电路设计22.2单片机控制模块设计22.3AD转换模块设计32.4LCD显示模块53软件设计53.1主程序设计63.2A/D转换

3、程序设计64调试84.1显示结果84.2误差分析85总结96参考资料107附录101总方案设计1.1设计要求本课题要求以MCS-51系列单片机为核心，设计一个数字电压表。（1）采用串行A/D转换模块或者并行A/D转换模块能对多路电压信号进行采样并使用LED或者液晶显示器进行显示；（2）具有轮流显示功能（3）能够通过键盘对采样通道进行选择（4）其它功能    1.2 设计思路  ⑴基于AT89C51单片机来设计。 ⑵用ADC0808芯片做为A/D转换器，与单片机的接口为P1口和P2口的高四位引脚。 ⑶电压的输出显示采用LCD1602液晶显示器显示⑷通过按键选择通道1.

4、3总设计框图利用AD转换器对输入电压进行采集并传输给单片机，得到相应的数字量，再按数字量与模拟量成正比关系运算得到对应的模拟电压值，然后把模拟值通过显示器显示出来，另外可以通过按键选择通道。然后通过单片机与液晶显示器LCD1602连接，最终显示液晶显示器上。AT89C51单片机时钟电路复位电路电压输入显示系统A/D转换按键图1设计总框图15根据系统的功能要求，控制系统采用AT89C52单片机，A/D转换器采用ADC0808。ADC0808是8位的A/D转换器。当输入电压为5.00V时，输出的数据值为255(0FFH)，因此最大分辨率为0.0196V(5/255)。A

5、DC0808具有8路模拟量输入端口，通过3位地址输入端能从8路中选择一路进行转换。如每隔一段时间依次轮流改变3位地址输入端的地址，就能依次对8路输入电压进行测量。显示器采用LCD显示器，显示效果好。按键可只设定一个，用于选择显示的当前通道。2硬件电路设计2.1总硬件电路设计数字电压表具体硬件电路如图附录A所示。其中，显示器LCD1602的数据线与89C51的P0口相连，RS与P1.7相连，R/与P1.6相连，E端与P1.5相连。按键只设定了一个K1，与AT89C52的P1.0，用于进行通道选择，当按下一次，通道加1，显示下一个通道。ADC0808的数据线D0～D7与

6、AT89C51的P2口相连，地址输入端ADDA、ADDB、ADDC与AT89C51的P3口的低3位P3.0、P3.1、P3.2相连，地址锁存控制端ALE和启动信号START连接在一起与P3.7相连，数据输出允许控制端OE与P3.6相连，转换结束信号EOC与P1.3相连。ADC0808的时钟信号输入端CLOCK与P1.4相连，而P1.4由定时/计数器0控制，每10(s取反一次，则CLOCK的时钟周期为20(s，频率为50KHz，满足ADC0808的时钟要求。参考电压VREF+接+5V电源，参考电压VREF-接地，则当输入电压为5.00V时，输出的数据值为255(0FF

7、H)，当输入电压为0V时，输出的数据值为0(00H)，最大分辨率为0.0196V(5/255)。2.2单片机控制模块设计单片机控制模块的作用是为控制各单元电路的运行并完成数据的换算或处理，主要由单片机、时钟电路、复位电路组成。①时钟电路单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的，在单片机的XTAL1和XYAL2两个管脚接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路，电路中电容器C1和C2对振荡频率有微调作用，通常取（30±10pF）石英晶体选择11.0592MHz。时钟电路如图2所示。15图2时钟电路②复位电路单片机的RST管脚为主机提供了一个外部复位信号输入口。复位