基于AT89C51和ADC0809簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì).doc

桂林電子科技大學(xué)微機(jī)綜合設(shè)計(jì)報(bào)告基于AT89S51的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)摘要：本課題是利用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，能夠測(cè)量05V之間的直流電壓值，四位數(shù)碼管顯示，使用的元器件數(shù)目較少。外界電壓模擬量輸入到A/D轉(zhuǎn)換部分的輸入端，通過(guò)ADC0809轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，輸送給單片機(jī)。然后由單片機(jī)給數(shù)碼管數(shù)字信號(hào)，控制其發(fā)光，從而顯示數(shù)字。此外，本文還討論了設(shè)計(jì)過(guò)程中的所用的軟件硬件環(huán)境，調(diào)試所出現(xiàn)的問(wèn)題等。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)； AT89S51；數(shù)字電壓表； ADC0809,四位數(shù)碼管任務(wù)書1.設(shè)計(jì)題目基于AT89S51的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)。2.設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求用AT89S51單片機(jī)和ADC0809組成一個(gè)數(shù)字電壓表，要求能夠測(cè)量05V的直流電壓值，并用四位數(shù)碼管顯示，并要求所用元器件最少。3,。設(shè)計(jì)目的意義(1).通過(guò)親身的設(shè)計(jì)應(yīng)用電路，將所用的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，增強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力，進(jìn)而促進(jìn)理論知識(shí)的強(qiáng)化。(2).通過(guò)數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)系統(tǒng)掌握51單片機(jī)的應(yīng)用。掌握A/D轉(zhuǎn)換的原理及軟件編程及硬件設(shè)計(jì)的方法，掌握根據(jù)課題的要求，提出選擇設(shè)計(jì)方案，查找所需元器，設(shè)計(jì)并搭建硬件電路，編程寫入EPROM并進(jìn)行調(diào)試等。目錄一、系統(tǒng)原理框圖二、AT89S51的結(jié)構(gòu)三、器件的比較與選擇四、系統(tǒng)硬件及仿真圖五、相關(guān)軟件簡(jiǎn)介六、程序流程圖與源程序七、數(shù)字電壓表發(fā)展及未來(lái)八、設(shè)計(jì)體會(huì)九、參考文獻(xiàn)基于AT89S51的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)第一章 系統(tǒng)原理框圖選擇AT89S51作為單片機(jī)芯片，選用四位8段共陰極LED數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)電壓顯示，利用ADC0809作為數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。將數(shù)據(jù)采集接口電路輸入電壓傳入ADC0809數(shù)模轉(zhuǎn)換元件，經(jīng)轉(zhuǎn)換后通過(guò)D0至D7與單片機(jī)P0口連接，把轉(zhuǎn)換完的模擬信號(hào)以數(shù)字信號(hào)的信號(hào)的形式傳給單片機(jī)，信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理從LED數(shù)碼顯示管顯示。P2口接數(shù)碼管位選，P1接數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示，如圖4.1所示。AT89S51P1 P0P3 P2AD0809D0D7IN0IN7VREF+VREF- CLKOEST、ALE四位數(shù)碼管位選段選控制線數(shù)據(jù)待測(cè)電壓圖4.1 系統(tǒng)原理框圖第二章： AT89S51的結(jié)構(gòu)在本次課題設(shè)計(jì)中我們選擇了AT89S51芯片。AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。 2.1 AT89S51內(nèi)部結(jié)構(gòu)概述 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定 128*8位內(nèi)部RAM 32條可編程I/O線 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 6個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路圖2.1 單片機(jī)(AT89S51)引腳及外觀2.2 CPU結(jié)構(gòu)CPU 是單片機(jī)的核心部件。它由運(yùn)算器和控制器等部件組成。1.運(yùn)算器 運(yùn)算器以完成二進(jìn)制的算術(shù)/邏輯運(yùn)算部件ALU為核心。它可以對(duì)半字節(jié)（4）、單字節(jié)等數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。例如，能完成加、減、乘、除、加1、減1、BCD碼十進(jìn)制調(diào)整、比較等算術(shù)運(yùn)算，完成與、或、異或、求反、循環(huán)等邏操作，操作結(jié)果的狀態(tài)信息送至狀態(tài)寄存器。運(yùn)算器還包含有一個(gè)布爾處理器，用以處理位操作。它以進(jìn)位標(biāo)志位C為累加器，可執(zhí)行置位、復(fù)位、取反、位判斷轉(zhuǎn)移，可在進(jìn)位標(biāo)志位與其他可位尋址的位之間進(jìn)行位數(shù)據(jù)傳誦等操作，還可以完成進(jìn)位標(biāo)志位與其他可位尋址的位之間進(jìn)行邏輯與、或操作。2.程序計(jì)數(shù)器PCPC是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器，用于存放一條要執(zhí)行的指令地址，尋址范圍為64kB，PC有自動(dòng)加1功能，即完成了一條指令的執(zhí)行后，其內(nèi)容自動(dòng)加1。3.指令寄存器 指令寄存器用于存放指令代碼。CPU執(zhí)行指令時(shí)，由程序存儲(chǔ)器中讀取的指令代碼送如指令寄存器，經(jīng)指令譯碼器譯碼后由定時(shí)有控制電路發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，完成指令功能。2.3 存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器1. 存儲(chǔ)器（Memory）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中的全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲(chǔ)器中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。2.特殊功能寄存器特殊功能寄存器（SFR）的地址范圍為80HFFH。在MCS51中，除程序計(jì)數(shù)器PC和四個(gè)工作寄存器區(qū)外，其余21個(gè)特殊功能寄存器都在這SFR塊中。其中5個(gè)是雙字節(jié)寄存器，它們共占用了26個(gè)字節(jié)。各特殊功能寄存器的符號(hào)和地址見(jiàn)附表2。其中帶號(hào)的可位尋址。特殊功能寄存器反映了8051的狀態(tài)，實(shí)際上是8051的狀態(tài)字及控制字寄存器。用于CPU PSW便是典型一例。這些特殊功能寄存器大體上分為兩類，一類與芯片的引腳有關(guān)，另一類作片內(nèi)功能的控制用。與芯片引腳有關(guān)的特殊功能寄存器是P0P3，它們實(shí)際上是4個(gè)八位鎖存器（每個(gè)I/O口一個(gè)），每個(gè)鎖存器附加有相應(yīng)的輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器就構(gòu)成了一個(gè)并行口。MCS51共有P0P3四個(gè)這樣的并行口，可提供32根I/O線，每根線都是雙向的，并且大都有第二功能。其余用于芯片控制的寄存器中，累加器A、標(biāo)志寄存器PSW、數(shù)據(jù)指針DPTR等的功能前已提及。2.4 P0-P3口結(jié)構(gòu)P0口功能 ：P0口具有兩種功能：第一，P0口可以作為通用I/O接口使用，P0.7P0.0用于傳送CPU的輸入/輸出數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)時(shí)可以得到鎖存，不需外接專用鎖存器，輸入數(shù)據(jù)可以得到緩沖。第二，P0.7P0.0在CPU訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)用于傳送片外存儲(chǔ)器de低8位地址，然后傳送CPU對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫P1口 功能 ：P1口的功能和P0口de第一功能相同，僅用于傳遞I/O輸入/輸出數(shù)據(jù)。 P2口的功能 ：P2口的第一功能和上述兩組引腳的第一功能相同，即它可以作為通用I/O使用。它的第二功能和P0口引腳的第二功能相配合，作為地址總線用于輸出片外存儲(chǔ)器的高8位地址。 P3口功能 ：P3口有兩個(gè)功能：第一功能與其余三個(gè)端口的第一功能相同；第二功能作控制用，每個(gè)引腳都不同。 表2.1 P3口第二功能引腳名稱功能P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收口P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送口P3.2INT0外中斷0輸入P3.3INT1外中斷1輸入P3.4T0計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入P3.5T1計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入P3.6WR外部RAM寫選通信號(hào)P3.7RD外部RAM讀選通信號(hào)2.5 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路1.時(shí)鐘電路單片機(jī)的時(shí)鐘一般需要多相時(shí)鐘，所以時(shí)鐘電路由振蕩器和分頻器組成。 MCS-51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的可控高增益反向放大器。兩個(gè)引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。在片外跨接一晶振和兩個(gè)匹配電容C1、C2如圖2.5所示。就構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。振蕩頻率根據(jù)實(shí)際要求的工作速度，從幾百千赫至24MHz可適當(dāng)選取某一頻率。匹配電容C1、C2要根據(jù)石英晶體振蕩器的要求選取。當(dāng)晶振頻率為12MHz時(shí),C1C2一般選30pF左右。圖2.5中PD是電源控制寄存器PCON.1的掉電方式位，正常工作方式PD=0。當(dāng)PD=1時(shí)單片機(jī)進(jìn)入掉電工作方式，是一種節(jié)能工作方式。上述電路是靠MCS-51單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生振蕩的。也可以由外部振蕩器或時(shí)鐘直接驅(qū)動(dòng)MCS-51。 圖4.3 復(fù)位電路的內(nèi)部及外部方式2.復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其功能主要是將程序計(jì)數(shù)器(PC)初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序，并將特殊功能寄存器賦一些特定值。復(fù)位是使單片機(jī)退出低功耗工作方式而進(jìn)入正常狀態(tài)一種操作。復(fù)位是上電的第一個(gè)操作，然后程序從0000H開(kāi)始執(zhí)行。在運(yùn)行中，外界干擾等因素可能會(huì)使單片機(jī)的程序陷入死循環(huán)狀態(tài)或“跑飛”。要使其進(jìn)入正常狀態(tài)，唯一辦法是將單片機(jī)復(fù)位，以重新啟動(dòng)。復(fù)位后，程序計(jì)數(shù)器(PC)及各特殊功能寄存器(SFR)的值如表4.2所示。表4.2 程序計(jì)數(shù)器及各特殊功能寄存器的復(fù)位值寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTH100HACC00HP0P3FFHPSW00HIPxx000000BSP07HIE0xx00000BDPTR0000HTMOD00HTCON00HSCON00HTL000HSBUF不定TH000HPCON0xxx0000BTL100HRST引腳是復(fù)位端，高電平有效。在該引腳輸入至少連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，單片機(jī)復(fù)位。RST引腳內(nèi)部有一個(gè)斯密特ST觸發(fā)器(圖2.10)以對(duì)輸入信號(hào)整形，保證內(nèi)部復(fù)位電路的可靠，所以外部輸入信號(hào)不一定要求是數(shù)字波形。使用時(shí)，一般在此引腳與VSS引腳之間接一個(gè)8.2k的下拉電阻，與VCC引腳之間接一個(gè)約10F的電解電容，即可保證上電自動(dòng)復(fù)位。圖4.4自動(dòng)和手動(dòng)復(fù)位電路圖上電或手動(dòng)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開(kāi)關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。上電后，由于電容C3的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵K后松開(kāi)，也能使RST為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或手動(dòng)復(fù)位的操作。第三章 器件的比較與選擇3.1顯示器本次設(shè)計(jì)中有顯示模塊，而常用的顯示器件比較多，有數(shù)碼管，LED點(diǎn)陣，1602液晶，12864液晶等。1. 數(shù)碼管是最常用的一種顯示器件，它是由幾個(gè)發(fā)光二極管組成的8字段顯示器件，其特點(diǎn)是價(jià)格非常的便宜，使用也非常的方便，顯示效果非常的清楚。小電流下可以驅(qū)動(dòng)每光，發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短，體積小，重量輕，抗沖擊性能好，壽命長(zhǎng)。但數(shù)碼管只能是顯示09的數(shù)據(jù)。不能夠顯示字符。這也是數(shù)碼管的不足之處。2. LED點(diǎn)陣顯示器件是由好多個(gè)發(fā)光二極管組成的。具有高亮度，功耗低，視角大，壽命長(zhǎng)，耐濕，冷，熱等特點(diǎn)，LED點(diǎn)陣顯示器件可以顯示數(shù)字，英文字符，中文字符等。3. 1602液晶是工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16*2即32個(gè)字符。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。使用時(shí)直接編寫軟件程序按一定的時(shí)序驅(qū)動(dòng)即可。它的特點(diǎn)是顯示字跡清楚，價(jià)格相對(duì)便宜。4. 12864液晶也是一種工業(yè)字符型液晶，它不僅能夠顯示1602液晶所可以顯示的字符，數(shù)字等信息，而且還可以顯示8*4個(gè)中文漢字和一些簡(jiǎn)單的圖片，顯示信息也非常的清楚。使用時(shí)也直接編寫軟件程序按一定的時(shí)序驅(qū)動(dòng)即可。不過(guò)它的價(jià)格比1602液晶貴了很多。綜合上述，根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求和價(jià)格的考慮，選擇數(shù)碼管顯示器。單位數(shù)碼管如圖4.4所示，四位共陰極數(shù)碼管如圖4.5所示。圖4.4 單位數(shù)碼管圖4.5 四位共陰極數(shù)碼管3.2模數(shù)（A/D）芯片A/D轉(zhuǎn)換器是模擬量輸入通道中的一個(gè)環(huán)節(jié)，單片機(jī)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器把輸入模擬量變成數(shù)字量再處理。A/D轉(zhuǎn)換的常用方法有：計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換，逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換，雙積分式A/D轉(zhuǎn)換， V/F變換型A/D轉(zhuǎn)換。在這些轉(zhuǎn)換方式中，記數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換線路比較簡(jiǎn)單，但轉(zhuǎn)換速度較慢，所以現(xiàn)在很少應(yīng)用。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換精度高，多用于數(shù)據(jù)采集及精度要求比較高的場(chǎng)合，如5G14433（31/2位），AD7555（41/2位或51/2位）等，但速度更慢。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，目前不同廠家已經(jīng)生產(chǎn)出了多種型號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的需要。如果按照轉(zhuǎn)換原理劃分，主要有3種類型，即雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器和并行式A/D轉(zhuǎn)換器。目前最常用的是雙積分和逐次逼近式。(1)A/D芯片的比較 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器具有抗干擾能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)換精度高、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。1. AD0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，它是由一個(gè)8路的模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存譯碼器、一個(gè)A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8 路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。些A/D轉(zhuǎn)換器是的特點(diǎn)是8位精度，屬于并行口，如果輸入的模擬量變化大快，必須在輸入之前增加采樣電路。2. AD0832也是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，可支持致命傷個(gè)單端輸入通道和一個(gè)差分輸入通道。它易于和微處理器接口或獨(dú)立使用；可滿量程工作；可用地址邏輯多路器選通各輸入通道。3. TLC2543C是12位開(kāi)關(guān)電容逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換，每個(gè)器件有三個(gè)控制輸入端，片選，輸入/輸出時(shí)鐘以及地址輸入端。它可以從主機(jī)高速傳輸轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。它有高速的轉(zhuǎn)換，通用的控制能力，具有簡(jiǎn)化比率轉(zhuǎn)換，刻度以及模擬電路與邏輯電路和電源噪聲隔離，耐高溫等特點(diǎn)。綜合上述，逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換既照顧了轉(zhuǎn)換速度，有具有一定的精度，這里選用的是逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809。圖4.6 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖4.6 ADC0809引腳圖（2）ADC0809 的工作原理 1.IN0IN7：8 條模擬量輸入通道 ADC0809 對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是05V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 2.數(shù)字量輸出及控制線：11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST 上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST 應(yīng)保持低電平。EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EOC 為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7D0 為數(shù)字量輸出線。 CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ， VREF（），VREF（）為參考電壓輸入。 3. ADC0809 應(yīng)用說(shuō)明 ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51 單片機(jī)直接相連。 初始化時(shí)，使ST 和OE信號(hào)全為低電平。 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C 端口上。 在ST 端給出一個(gè)至少有100ns 寬的正脈沖信號(hào)。 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC 信號(hào)來(lái)判斷。 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。第四章 系統(tǒng)硬件及仿真圖4.1 系統(tǒng)仿真圖 4.2 系統(tǒng)原理圖 4.3 系統(tǒng)PCB圖 第五章 相關(guān)軟件簡(jiǎn)介5.1 Protel99 與KeilProtel99SE是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫(kù)管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開(kāi)放性及3D模擬功能，是一個(gè)32位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源-地層和16個(gè)機(jī)加工層。（1）Protel 99 SE的系統(tǒng)組成按照系統(tǒng)功能來(lái)劃分，Protel99se主要包含以下倆大部分和6個(gè)功能模塊。1.電路工程設(shè)計(jì)部分電路原理設(shè)計(jì)部分（Advanced Schematic 99）印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)（Advanced PCB 99）自動(dòng)布線系統(tǒng)（Advanced Route 99）（2）電路仿真與PLD部分電路模擬仿真系統(tǒng)（Advanced SIM 99）可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)（Advanced PLD 99）高級(jí)信號(hào)完整性分析系統(tǒng)（Advanced Integrity 99）（3）Protel 99 SE的功能特性開(kāi)放式集成化的設(shè)計(jì)管理體系 超強(qiáng)功能的、修改與編輯功能 強(qiáng)大的設(shè)計(jì)自動(dòng)化功能 Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，我們寫的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開(kāi)發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。5.2 ProtuesProtues軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 (1)功能特點(diǎn)Protues軟件具有其它EDA工具軟件（例：multisim）的功能。 (2)革命性的特點(diǎn) 1.互動(dòng)的電路仿真 用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。 2.仿真處理器及其外圍電路 可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Protues建立了完備的電子設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境。(3)四大功能模塊1.智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS） 2.完善的電路仿真功能（Prospice） 3.獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能（VSM） 4.實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái) (4)軟件仿真支持當(dāng)前的主流單片機(jī)，如51系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、68000系列等。 1.提供軟件調(diào)試功能 2.提供豐富的外圍接口器件及其仿真 3.提供豐富的虛擬儀器 4.具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能(5)電路功能仿真在PROTUES繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.HEX，可以在PROTUES的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。 PROTUES 是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手。PROTUES不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。 第六章 程序流程圖與源程序6.1 程序流程圖初始化開(kāi)始ST、OE端口拉低ST上升沿清除AD緩存器CLK提供AD工作的時(shí)鐘信號(hào)ST下降沿，AD開(kāi)始轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換結(jié)束？P1口讀取數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在地址70H數(shù)據(jù)除以51，商為電壓整數(shù)部分，儲(chǔ)存在地址71H余數(shù)乘以10后，再除以51，為電壓小數(shù)相應(yīng)位部分，分別儲(chǔ)存在地址72H74H電壓小數(shù)相應(yīng)位加5調(diào)整余數(shù)25?四位處理完？NYP2口為位選延時(shí)1.5msP0分別賦地址71H74H里的值，P0口為段選查詢數(shù)碼管顯示表四位顯示完？返回程序開(kāi)始圖 6.1 程序流程圖NY6開(kāi)始AD采集函數(shù)數(shù)據(jù)處理函數(shù)顯示函數(shù)圖6.2主函數(shù)流程圖6.2 匯編語(yǔ)言程序清單QIAN EQU 71HBAI EQU 72HSHI EQU 73HGEWEI EQU 74H;71H-74H存放顯示數(shù)據(jù)，依次為個(gè)位、十位、百位、千位SHUJU EQU 70H ;地址70H存放采集數(shù)據(jù) ST BIT P3.0 ;START和ALE共用一個(gè)端口OE BIT P3.6EOC BIT P3.7CLK BIT P3.3 ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH START: MAIN: LCALL TEST ;數(shù)據(jù)采集函數(shù)LCALL TURNDATA ;數(shù)據(jù)處理函數(shù) LCALL DISPLAY ;顯示函數(shù) LJMP MAIN/*延時(shí)函數(shù)*/DELAY: MOV R7,#06H ;約延時(shí)1.5msLOOP1:MOV R6,#0FFHLOOP2:DJNZ R6,LOOP2DJNZ R7,LOOP1 RET/*ADC0809采集函數(shù)*/TEST: CLR ST CLR OE SETB ST CLR ST ;ST端口下降沿，開(kāi)始轉(zhuǎn)換LOOPCLK:SETB CLK ;由軟件來(lái)提供ADC0809工作的時(shí)鐘頻率CLR CLKJNB EOC,LOOPCLK ;EOC=1時(shí)，退出循環(huán)SETB OE ;轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的傳送 MOV P1,#0FFH ;P1端口讀數(shù)據(jù)，需先給高電平MOV A,P1 CLR OE MOV SHUJU,A ;存儲(chǔ)數(shù)據(jù)到地址70H RET/*數(shù)據(jù)處理函數(shù)*/TURNDATA: MOV A,SHUJUMOV B,#51DIV AB ;余數(shù)在B,相除以后C=0MOV QIAN,A ;儲(chǔ)存千位 CLR F0MOV A,B SUBB A,#1AH ;A減去26，測(cè)試上面AB相除時(shí)，余數(shù)與26相比較MOV F0,C ;余數(shù)=26，百位加五LP1: MOV BAI,A ;儲(chǔ)存百位CLR F0 MOV A,BSUBB A,#1AH MOV F0,CMOV A,#10MUL ABMOV B,#51DIV ABJB F0,LP2 ;F0=1時(shí)，轉(zhuǎn)移 ADD A,#5 ;若AB相除后B=26，十位加五 LP2:MOV SHI,A ;儲(chǔ)存十位CLR F0MOV A,BSUBB A,#1AHMOV F0,CMOV A,#10MUL ABMOV B,#51DIV ABJB F0,LP3 ;F0=1時(shí)，轉(zhuǎn)移 ADD A,#5 ;若AB相除后B=26，個(gè)位加五 LP3:MOV GEWEI,A ;儲(chǔ)存?zhèn)€位 RET/*顯示函數(shù)*/DISPLAY: MOV R1,#4 ;循環(huán)四次 MOV R2,#0FEHMOV R0,#71H ;存放顯示初始地址XIANSHI: MOV DPTR,#TAB MOV A,R0MOVC A,A+DPTRCJNE R2,#0FEH,NOT_ONE ;不是左邊第一個(gè)數(shù)碼管，則轉(zhuǎn)移ORL A,#80H ;左邊第一個(gè)數(shù)碼管顯示小數(shù)點(diǎn)NOT_ONE:MOV P0,A ;數(shù)碼管段選 MOV P2,R2 ;數(shù)碼管位選LCALL DELAY ;延時(shí)MOV A,R2RL A ;循環(huán)左移MOV R2,AINC R0 ;選取下一個(gè)地址DJNZ R1,XIANSHI RETEND6.3 C語(yǔ)言程序清單#includesbit CLK=P33;sbit OE=P36;sbit ST=P30;sbit EOC=P37;unsigned int dianya;unsigned char code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;/*延時(shí)函數(shù)*/void delay(unsigned int z)while(z-);/*ADC0809采集函數(shù)*/void ADC_0809()unsigned char temp=2;ST=0;OE=0; ST=1;ST=0; CLK=1; CLK=0; CLK=1; CLK=0;while(!EOC) CLK=1; CLK=0;OE=1;P1=0xff; /讀取P1端口數(shù)據(jù)temp=P1; dianya=(unsigned int)temp*19.53;OE=0;/*數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和顯示函數(shù)*/void Vpp_Show()unsigned char qian,bai,shi,ge;qian=dianya/1000; bai=dianya%1000/100;shi=dianya%100/10;ge=dianya%10; P2=0xfe;P0=tableqian|0x80; /顯示小數(shù)點(diǎn)delay(50); P2=0xfd;P0=tablebai; delay(50); P2=0xfb; P0=tableshi; delay(50); P2=0xf7;P0=tablege;void main()while(1) ADC_0809(); Vpp_Show();第七章 系統(tǒng)功能分析與說(shuō)明數(shù)字電壓表（Digital Voltmeter）簡(jiǎn)稱DVM，它是采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一、精度低，不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需求，采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，由精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)、集成方便，還可與PC進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。目前，由各種單片A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，示出強(qiáng)大的生命力。與此同時(shí)，由DVM擴(kuò)展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測(cè)量技術(shù)提高到嶄新水平。本章重點(diǎn)介紹單片A/D 轉(zhuǎn)換器以及由它們構(gòu)成的基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表的工作原理。數(shù)字電壓表的系統(tǒng)工作原理：首先，被測(cè)電壓信號(hào)進(jìn)入AD轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)中控制信號(hào)線發(fā)出控制信號(hào)，啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其采樣得到的數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)在相應(yīng)的碼制轉(zhuǎn)換模塊中轉(zhuǎn)換為顯示代碼。最后發(fā)出顯示控制與驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部的數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。圖2.1所示為DVM的基本組成框圖，需指出的是，圖中將DVM分成模擬和數(shù)字兩大部分，從框圖上看，AD轉(zhuǎn)換器包含在模擬部分，這樣劃分并不嚴(yán)格