畢業(yè)設(shè)計（論文）基于單片機的交直流數(shù)字電壓表的設(shè)計

1、黑龍江東方學院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）論文題目：基于單片機的交直流數(shù)字電壓表的設(shè)計學 部 計算機 專 業(yè) 電氣工程及自動化 姓 名 班 級 07級3班 學 號 指導教師 答辯日期 2011 年5月14日 黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）基于單片機的交直流數(shù)字電壓表的設(shè)計摘 要單片機是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力(如算術(shù)運算，邏輯運算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理)的微處理器(cpu)。隨著單片機技術(shù)的飛速發(fā)展，各種單片機蜂擁而至，單片機技術(shù)已成為一個國家現(xiàn)代化科技水平的重要標志。單片機可單獨地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機最大的特征。單片機控制

2、系統(tǒng)能夠取代以前利用復雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，可以軟件控制來實現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化?，F(xiàn)在單片機控制范疇無所不在，例如通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過程控制和專用控制裝置等等，觀察獨立分析、設(shè)計單片機的能力，以及實際編程技能。本課題主要解決a/d轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及顯示控制等三個模塊?？刂葡到y(tǒng)采用at89s52單片機，a/d轉(zhuǎn)換采用ad7236。關(guān)鍵詞：a/d,at89s52,adc0809- 36 -design of digital voltmeter meter base on singlechipabstractwith chip processor is a kind of

3、 chip of integrated circuit, adopt to exceed large-scale technology have data handling ability( such as arithmetic manipulation, logic is operational , data deliver and suspend handling) tiny processor ( cpu ). along with chip processor technology develop fast, various chip processor come in great n

4、umbers, chip processor technology has become a important sign of the national modern level of science and technology.chip processor can complete modern industrial control alone the intelligent control function that will beg, this is the feature of biggest chip processor. when chip processor control

5、system can replace, using the control system that complex electron graduate the program of design is ；the design of digital volmeter ；. check on our condition for the aspects such as chip processor technology and programming ability mainly. observe actual programming ability as well as the ability o

6、f independent analysis and design chip processor. this program solves the data handling and conversion of a/d mainly and shows the 3 modulars such as control. control system adopts at89s52 only flat machine, the conversion of a/d adopts adc0809.keywords: at89s52, ad7236,adc0809 目錄 摘要abstract第1章 緒論1

7、1.1數(shù)字電壓表的發(fā)展概述1 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2 1.3課題的任務(wù)及意義2 1.3.1數(shù)字電壓表的原理2第2章 系統(tǒng)的設(shè)計及原理4 2.1輸入電路部分 4 2.2 真有效值轉(zhuǎn)換電路5第3章 芯片介紹8 3.1ad736工作原理及管腳功能 8 3.1.1 典型應(yīng)用電路8 3.1.2注意事項 10 3.1.3ad736的應(yīng)用 10 3.2at89s52概述 11 3.2.1引腳功能描述 11 3.3ad0809簡介 13 3.3.1ad0809的邏輯結(jié)構(gòu)13 3.3.2ad0809的工作原理 14 3.3.3ad0809應(yīng)用說明15第四章 數(shù)字電壓表的軟件設(shè)計 16 4.1主程序設(shè)計16 4.

8、2外中斷服務(wù)程序16 4.3軟硬件測試17基于單片機的交直流數(shù)字電壓表的設(shè)計第一章 緒論1.1數(shù)字電壓表的發(fā)展綜述數(shù)字電壓表簡稱dvm,是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。與傳統(tǒng)的模擬式儀表比較，具有顯示清晰直觀，讀數(shù)準確，測量范圍寬，擴展功能強等優(yōu)點。適用于數(shù)學實驗演示及測控設(shè)備儀表等多種場合。數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心與基礎(chǔ)，電壓表的數(shù)字化是將連續(xù)的模擬量如直流電壓轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的離散的數(shù)字形式并加以顯示，這有別于傳統(tǒng)的以指針加刻度盤進行讀數(shù)的方法，避免了讀數(shù)的視差和視覺疲勞。目前數(shù)字萬用表的內(nèi)部核心部件是a/d轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器的精度很大程

9、度上影響著數(shù)字萬用表的準確度，本文a/d轉(zhuǎn)換器采用adc0809對輸人模擬信號進行轉(zhuǎn)換，控制核心at89s52再對轉(zhuǎn)換的結(jié)果進行運算和處理，最后驅(qū)動輸出裝置顯示數(shù)字電壓信號。 模擬式電壓表具有電路簡單、成本低、測量方便等特點，但測量精度較差，特別是受表頭精度的限制，即使采用0.5級的高靈敏度表頭，讀測時的分辨力也只能達到半格。再者，模擬式電壓表的輸入阻抗不高，測高內(nèi)阻源時精度明顯下降。數(shù)字電壓表作為數(shù)字技術(shù)的成功應(yīng)用，發(fā)展相當快。數(shù)字電壓表（digital voit me-ter，dvm），以其功能齊全、精度高、靈敏度高、顯示直觀等突出優(yōu)點深受用戶歡迎。特別是以a/d轉(zhuǎn)換器為代表的集成電路為支

10、柱，使dvm向著多功能化、小型化、智能化方向發(fā)展。dvm應(yīng)用單片機控制，組成智能儀表；與計算機接口，組成自動測試系統(tǒng)。目前，dvm多組成多功能式的，因此又稱數(shù)字多用表（digital multi meter，dmm）。dvm是將模擬電壓變換為數(shù)字顯示的測量儀器，這就要求將模擬量變成數(shù)字量。這實質(zhì)上是個量化過程，即將連續(xù)的無窮多個模擬量用有限個數(shù)字表示的過程，完成這種變換的核心部件是a/d轉(zhuǎn)換器，最后用電子計數(shù)器計數(shù)顯示，困此，dvm的基本組成是a/d轉(zhuǎn)換器和電子計數(shù)器。dvm最基本功能是測直流電壓，考慮到儀器的多功能化，可將其他物理量，如電阻、電容、交流電壓、電流等，都變成直流電壓，因此，還應(yīng)

11、有一個測量功能選擇變換器，它包含在輸入電路中。dvm對直流電壓直接測量時的測量精度最高，其他物理量在變換成直流電壓時，受功能選擇變換器精度的限制，測量精度有所下降。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)的電壓表功能單一、精度比較低，不能滿足時代的需求，采用單片機的數(shù)字電壓表精度高、抗干擾能力強，可擴展性強、集成方便 ，還可以與pc進行實時通信。目前，由各種單片a/d轉(zhuǎn)化器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，以被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域，顯示出強大的生命力。與此同時，由dvm擴展而成的各種通用及專用數(shù)字儀表儀器，也把電量及非電量測量技術(shù)提高到嶄新水平。 數(shù)字電壓表的設(shè)計和開發(fā)，已經(jīng)

12、有多種類型和款式。傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表各有特點，它們適合在現(xiàn)場做手工測量，要完成遠程測量并要對測量數(shù)據(jù)做進一步處理，傳統(tǒng)數(shù)字電壓表是無法完成的。然而基于pc通信的數(shù)字電壓表，既可以完成數(shù)據(jù)的傳遞，又可以借助pc對測量數(shù)據(jù)的處理。所以數(shù)字電壓表無論在功能和實際上，都具有傳統(tǒng)電壓表無法比擬的特點，這使得他的開發(fā)和應(yīng)用具有良好的前景。1.3課題的任務(wù)及意義1課題的任務(wù)(1)通過畢業(yè)設(shè)計進一步掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計方法和調(diào)試過程。(2)掌握交直流電壓表的設(shè)計方法。(3)掌握交直流調(diào)試方法。2課題的意義隨著電子科學技術(shù)的發(fā)展，電子測量成為廣大電子工作著必須掌握的手段，對測量的精度和功能的要求也越來越高，而電

13、壓的測量甚為突出，因為電壓的測量最為普遍。本設(shè)計利用單片機技術(shù)結(jié)合a/d轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建一個數(shù)字電壓表。它量程寬，精度高，顯示位數(shù)多，分辨率高，易與實現(xiàn)測量自動化，在現(xiàn)代測量中占據(jù)了巨大的地位。設(shè)計的實現(xiàn)能夠用于改進或維修學校部分實驗室損壞的數(shù)字電壓表，因而本設(shè)計具有非常實際的意義。1.3.1 數(shù)字電壓表的原理隨著科學技術(shù)不斷的發(fā)展，人們對直流電壓表的要求也越來越高。本文通過對數(shù)字直流電壓表的深入研究，分析現(xiàn)有直流電壓表所存在的不足，針對這種情況，設(shè)計出一個更好的電路系統(tǒng)。本文首先簡要地介紹設(shè)計的原理與結(jié)構(gòu)，按照步驟，介紹硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計過程，重點是硬件電路中選擇芯片的介紹以及具體調(diào)試過程中

14、的問題解決，再由單片機控制放大電路的選擇，并且通過芯片a/d7236將電壓值顯示在led上通常電壓表可由微安表(電流表的一種)或靈敏電流計來改裝.在微安表滿偏電流與內(nèi)阻一定的情況下,只要串聯(lián)一個足夠大的電阻,則它兩端所能承受的電壓也將隨之變大.不妨設(shè)滿偏電流為i,而微安表內(nèi)阻為r,而串聯(lián)電阻的阻值為r,則該改裝電壓表的量程為i*(r+r).r越大,量程越大.此可以當作電壓表為什么要串聯(lián)一個大電阻的原因之一了。電壓表工作時,是并聯(lián)在待測電路或者電阻上的,這時電壓表和電路兩端的電壓相等.如果電壓表的電阻不可忽略,則電壓表和待測電阻組成并聯(lián)電路的總阻值為:1/r并=1/r待測+1/r電壓表當且只當電

15、壓表的內(nèi)阻無限大的時候可以認為1/r電壓表=0則可認為并聯(lián)電路的阻值即是待測電阻的阻值,即可認為通過電壓表的電流為0,認為電壓表的兩端不參與到電路之中的.所以為了精準地測出電路電壓,電壓表必須得有極大的電阻,否則便不可忽略,測得的值便不準確.當然我們也可以同樣認為,任何電壓表都是不可能不參與到電路中,也不可能是絕對準確的,它所測得的電壓值總是會比真實值低一點的.(這是因為并聯(lián)電阻總是比任一個并聯(lián)電路中的電阻小,故而并聯(lián)以后電路分壓必定減少.)當然另外必須考慮的一點是,電壓表的量程并不是越大就越好的,因為人的讀數(shù)總是存在偏差的,量程越大,則讀數(shù)可能帶來的絕對偏差越大.只要適合量程的電壓表就好了。

16、第二章 系統(tǒng)設(shè)計及原理本設(shè)計以單片機為電路的核心部件，采用軟件編程和硬件相結(jié)合的方式設(shè)計了一種量程可以自動切換且具有高清晰度顯示的數(shù)字式交直流電壓表，其硬件電路簡單，主要用軟件編程的方式檢測輸入信號的大小來實現(xiàn)數(shù)字電壓表的量程自動切換功能，在硬件電路上通過發(fā)光二極管來顯示被測電壓所選著的檔位。輸入的模擬電壓通過a/d轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓，在通過軟件編程的方式使其在led數(shù)碼顯示器上顯示出來，實現(xiàn)了數(shù)字電壓表的數(shù)字顯示功能。雙積分adc的基本原理是對輸入模擬電壓和參考電壓分別進行兩次積分，將輸入電壓平均值變成與之成正比的時間間隔，然后利用時鐘脈沖和計數(shù)器測出此時間間隔，進而得到相應(yīng)的數(shù)字量

17、輸出。由于該轉(zhuǎn)換電路是對輸入電壓的平均值進行變換，所以它具有很強的抗工頻干擾能力，在數(shù)字測量中得到廣泛應(yīng)用。說明電路將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的基本原理模擬電壓信號經(jīng)過檔位切換到不同的分壓電路衰減后，經(jīng)隔離干擾通過轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，若測量直流電壓值直接送到a/d轉(zhuǎn)換電路進行a/d轉(zhuǎn)換，若測量交流電壓有效值經(jīng)真有效值轉(zhuǎn)換器后送a/d轉(zhuǎn)換電路進行a/d轉(zhuǎn)換，然后送到單片機中進行數(shù)據(jù)處理。處理后的數(shù)據(jù)送到led中顯示，同時通過串行通訊與上位機通信。如圖2-1所示。輸入電源有效值轉(zhuǎn)換a/d轉(zhuǎn)換電源at89s52單片機led顯示通訊模塊 圖 2-1系統(tǒng)框圖2.1輸入電路部分 at89s52與mcs-51單片機產(chǎn)

18、品兼容 、8k字節(jié)在系統(tǒng)可編程flash存儲器、1000次擦寫周期、 全靜態(tài)操作：0hz33hz 、三級加密程序存儲器、32個可編程i/o口線、三個16位定時器/計數(shù)器 八個中斷源 、全雙工uart串行通道、 低功耗空閑和掉電模式 、掉電后中斷可喚醒 、看門狗定時器 、雙數(shù)據(jù)指針 、掉電標識符。途中分別是有三個電容c5 c6 c7和1個10k的電阻，還有at89s52組成的電壓表的輸入電路部分，跟據(jù)開關(guān)的閉合來選則量程。（如下圖）at90s52輸入部分2.2真有效值轉(zhuǎn)換電路真有效值轉(zhuǎn)換器ad736 ad736是經(jīng)過激光修正的單片精密真有效值ac/dc轉(zhuǎn)換器。其主要特點是準確度高。靈敏性好（滿量

19、程為200mvrms），測量速率快，頻率性特好（工作頻率范圍可達0460khz）,輸入阻抗高，輸出阻抗低，電源范圍寬且功耗低最大的工作電流為200ua,用它來測量正弦波電壓的綜合誤差不超過2%。 2.3真有效值轉(zhuǎn)換器ad736應(yīng)用電路 圖2-2為雙電源供電時的典型應(yīng)用電路，該電路的+vs與接地,-vs與街地之間均應(yīng)并聯(lián)一只0.01uf的電容以便濾掉該電路中的高頻干擾。c2起隔直作用。若將1腳與8腳短接而使c2失效，則選擇的就是ac+dc的方式；去掉短路線，即為ac方式。在設(shè)計過程中通過一個開關(guān)可以選擇測量的交流信號為ac+dc方式值還是ac方式值。r1為限流電阻，d1，d2為雙向限幅二極管，起

20、超過圧保護作用，可選in4148高速開關(guān)二極管。 圖2-2雙電源供電時的典型應(yīng)用電路第三章 芯片介紹3.1ad736工作原理及管腳功能ad736 的內(nèi)部框圖如圖3-1所示。它主要由輸入放大器、全波整流器、有效值單元（又稱有效值芯子rms core）、偏置電路、輸出放大器等組成。芯片的2腳為被測信號vin輸入端，工作時，被測信號電壓加到輸入放大器的同相輸入端，而輸出電壓經(jīng)全波整流后 送到rms單元并將其轉(zhuǎn)換成代表真有效值的直流電壓，然后再通過輸出放大器的vo端輸出。偏置電路的作用是為芯片內(nèi)部各單元電路提供合適的偏置電壓。圖3-1 ad736的內(nèi)部框圖3.1.1典型應(yīng)用電路ad736 有多種應(yīng)用電

21、路形式。圖3-2為雙電源供電時的典型應(yīng)用電路，該電路中的+vs與com、-vs與com之間均應(yīng)并聯(lián)一只0.1f的電容以便濾掉該電路中的 高頻干擾。cc起隔直作用。若按圖中虛線方向?qū)?腳與8腳短接而使cc失效，則所選擇的就是ac+dc方式；去掉短路線，即為ac方式。r為限流電阻， d1、d2為雙向限幅二極管，超過壓保護作用，可選in4148高速開關(guān)二極管圖3-2 ad736在雙電源高阻抗工作時的應(yīng)用電路 圖3-3為采用9v電池的供電電路。r1、r2為均衡電阻，通過它們可使vcom=e/2=4.5v.c1、c2為電源濾波電容。上述圖4和圖8電路均為高阻抗輸入方式，適合于接高阻抗的分壓器。圖3-3采

22、用9v的高阻抗應(yīng)用電路圖3-4和圖3-5分別為低阻抗輸入方式時，用雙電源供電和采用9v單電源供電時的典型應(yīng)用電路。圖3-4雙電源低阻抗應(yīng)用電路圖3-5 9v電池低阻抗供應(yīng)電路3.1.2注意事項圖3-5是由ad736構(gòu)成的簡單rms儀表組成框圖。圖3-6是由單片機8098和ad736等芯片組成的可測量交直流有效值的智能化rma儀表組成框圖。圖3-6 ad736構(gòu)成的簡單rms儀表組成框圖3.1.3ad736的應(yīng)用（1）當被測交流電壓超過200mvrms時，必須在ad736前加一級分壓器，以將被測電壓衰減到200mv以內(nèi)。在采用ad736典型電路制作rms儀表時，可在 ad736的輸出端接1.0級

23、、200mv直流毫伏表，或接3位半數(shù)字電壓表（dvm）。也可利用典型的500型萬用表的直流電壓檔，加上ad736的典型應(yīng)用電路改制成rms儀表，ad736應(yīng)用電路的電源可取自萬用表內(nèi)的9v電池。（2）若要測量交流電流的真有效值， ad736應(yīng)在前面加一級分流器。此時應(yīng)用ad736可選圖6所示電路。（3）設(shè)計高精度真有效值rms時，還應(yīng)考慮被 測電壓的波峰因素kp（波峰因k是被測信號的峰值與真有效值之比）的影響.因此應(yīng)適當增大cav的容量，以延長取平均值的時間，從而減少由 kp2所引起的附加誤差。ad736是經(jīng)過激光修正的單片精密真有效值 ac/dc轉(zhuǎn)換器。其主要特點是準確度高、靈敏性好（滿量程

24、為200mvrms）、測量速率快、頻率特性好（工作頻率范圍可達0460khz）、輸入阻 抗高、輸出阻抗低、電源范圍寬且功耗低最大的電源工作電流為200a.用它來測量正弦波電壓的綜合差不超過3%3.2 at89s52 概述：（1）at89s52是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k 在系統(tǒng)可編程flash 存儲器。at89s52使用atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80c51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，at89s52擁有靈巧的8 位cpu 和在系統(tǒng)可編程flash，使得at89s52為眾多嵌入式控

25、制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。（2）at89s52具有以下標準功能： 8k字節(jié)flash，256字節(jié)ram，32 位i/o 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，at89s52 可降至0hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，cpu停止工作，允許ram、定時器/計數(shù)器、串口中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止3.2.1 引腳功能描述 vcc : 電源gnd : 地10p0 口：p0口是一個8位漏極開路的

26、雙向i/o口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個ttl邏輯電平。對p0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，p0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下，p0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，p0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。p1 口：p1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個ttl 邏輯電平。對p1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。此外，p1.0和p1.2分別作定時器/計

27、數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（p1.0/t2）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex），具體如下圖所示。在flash編程和校驗時，p1口接收低8位地址字節(jié)。引腳號第二功能p1.0 t2（定時器/計數(shù)器t2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出p1.1 t2ex（定時器/計數(shù)器t2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）p1.5 mosi（在系統(tǒng)編程用）p1.6 miso（在系統(tǒng)編程用）p1.7 sck（在系統(tǒng)編程用）p2 口：p2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)東4個ttl 邏輯電平。對p2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外

28、部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行movx dptr）時，p2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，p2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如movx ri）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，p2口輸出p2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，p2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。p3 口：p3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個ttl 邏輯電平。對p3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將

29、輸出電流（iil）。 at89s52引腳圖 3.3ad0809的簡介3.3.1 ad0809 的邏輯結(jié)構(gòu) adc0809 是8 位逐次逼近型a/d轉(zhuǎn)換器。它由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存譯碼器、一個a/d 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成（見下圖）。多路開關(guān)可選通8個模擬通道,允許8 路模擬量分時輸入，共用a/d 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存a/d 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量,當oe 端為高電平時,才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 adc0809結(jié)構(gòu)圖3.3.2 ad0809 的工作原理 in0in7：8 條模擬量輸入通道 adc0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是05v，若

30、信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(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。 地址輸入和控制線：4條ale 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當ale 線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將abc 三 條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。a，b 和c 為地址輸入線，用于選通in0in7 上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。 c b a 選擇的通道 0 0 0 in0 0 0 1 in1 0 1 0 in2 0 1 1 in3 1 0 0 in4 1 0 1 in5 1 1 0 in6 1 1 1 in7 數(shù)字量輸出及控制

31、線：11 條 st 為轉(zhuǎn)換啟動信號。當st 上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行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。當eoc 為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進行a/d 轉(zhuǎn)換。oe為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(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為時鐘輸入信號線。因adc0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500khz，ref（），vref（）為參考電壓輸入。 3.3.3 ad0809 應(yīng)用說明 （1） adc0809

32、內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與at89s51 單片機直接相連。 （2） 初始化時，使st 和oe信號全為低電平。 （3） 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到a，b，c 端口上。 （4） 在st 端給出一個至少有100ns 寬的正脈沖信號。 （5） 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)eoc 信號來判斷。 （6） 當eoc變?yōu)楦唠娖綍r，這時給oe 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。第四章 數(shù)字電壓表的軟件設(shè)計軟件程序設(shè)計的關(guān)鍵在單片機控制ad0809轉(zhuǎn)換的數(shù)字量如何送led顯示。當檔位開關(guān)到相應(yīng)位置，則單片機p1.4-p1.7相應(yīng)位為0，單片機通過檢測哪位位0判斷當前檔位控制顯示數(shù)值。主程序完成初始化，啟動a/d轉(zhuǎn)換

33、，檢測檔位，數(shù)據(jù)顯示，at89s52的外中斷/int0工作在邊沿觸發(fā)方式。外中斷0的中斷服務(wù)程序完成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀出，處理工作。4.1主程序的設(shè)計主程序的初始化主要包括：顯示單元70h-75h送初值0，為信息00h-05h清0，中斷初始化等。p1.3=1啟動轉(zhuǎn)換信號后單片機檢測檔位，顯示數(shù)據(jù)等待中斷請求信號。流程圖如圖13主程序初始化啟動a/d轉(zhuǎn)換檢測檔位 數(shù)據(jù)顯示 等待中斷圖13 主程序框圖檢測測量檔位的子程序是以程序掃描方式不斷檢測p1.4-p1.7口，哪一位為低電平則選中對應(yīng)檔位，調(diào)整顯示的小數(shù)點位數(shù)。顯示子程序是以動態(tài)掃描方式進行數(shù)據(jù)顯示。4.2外中斷服務(wù)程序當/stb來下降沿觸發(fā)/int

34、0，產(chǎn)生中斷請求，單片機響應(yīng)中斷執(zhí)行中斷服務(wù)。中斷服務(wù)首先完成讀取測量數(shù)據(jù)，再判斷極性。測量數(shù)據(jù)通過r2的內(nèi)容判斷第一次中斷則數(shù)據(jù)送70h,直至第五次中斷送75h，對r2清0，則一次的測量結(jié)束。等待下次測量。流程圖如圖14外中斷服務(wù)讀測量數(shù)據(jù)保護現(xiàn)場電壓極性為正？r2=n00h=1顯負數(shù)送71h數(shù)送72h數(shù)送73h數(shù)送74h數(shù)送75hr2清0恢復現(xiàn)場中斷返回圖14 流程圖4.3軟硬件測試首先單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計幾乎都是統(tǒng)一的， at89s52接線靈活，io口的設(shè)置具有多樣性，用杜邦線將彩屏與單片機學習板按照電路原理圖連接好，經(jīng)過不斷的軟件，硬件的反復修改，最終實現(xiàn)了軟件編寫的目標功能！軟件測試

35、基于單片機的交直流數(shù)字電壓表的設(shè)計，ad736芯片簡化了硬件電路設(shè)計的同時也無形加大了軟件編寫的復雜程度，為方便程序的調(diào)試和提高效率，故將軟件編寫分模塊進行，先將實時時鐘模塊一步步調(diào)試，按照時序圖將讀寫函數(shù)寫好后，會顯示秒部分，并準時走，但所測量的數(shù)據(jù)不夠準確，有一些誤差。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)與ad736芯片本身的量程有關(guān)，因為電壓衰減產(chǎn)生誤差，經(jīng)過不斷調(diào)節(jié)，已把誤差縮小到2%。結(jié) 論文章的創(chuàng)新點在與突破傳統(tǒng)的指針式電壓表設(shè)計，采用以單片機at89s52為核心的新型數(shù)字式電壓表設(shè)計方案，其具有精度高，測量準確可靠，性價比高等特點，同時采用a/d736組成的轉(zhuǎn)換電路使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，性價比高，整個方案較好

36、地完成了數(shù)字式電壓表的設(shè)計。本次設(shè)計的誤差有電壓衰減產(chǎn)生誤差和測交流有效值時ad736轉(zhuǎn)換誤差，測量正弦波電壓的綜合誤差不超過2%.由于ad736的滿量程為200mv，影響了整個設(shè)計的量程和精度。同時使用at89s52進行數(shù)據(jù)控制、處理、送到顯示器顯示，硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件采用匯編語言實現(xiàn)，程序簡單、可讀寫性強、效率高。與傳統(tǒng)的電路相比，具有處理速度快、穩(wěn)定性高、性價比高的優(yōu)點。經(jīng)過將近三周的單片機課程設(shè)計，終于完成了我的基于單片機的交直流數(shù)字電壓表的設(shè)計，雖然沒有完全達到設(shè)計要求，但從心底里說，還是高興的，畢竟這次設(shè)計把實物都做了出來，高興之余不得不深思呀！在本次設(shè)計的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題

37、，雖然以前還做過這樣的設(shè)計但這次設(shè)計真的讓我長進了很多，單片機課程設(shè)計重點就在于軟件算法的設(shè)計，需要有很巧妙的程序算法，雖然以前寫過幾次程序，但我覺的寫好一個程序并不是一件簡單的事，有好多的東西，只有我們?nèi)ピ囍隽?，才能真正的掌握，只學習理論有些東西是很難理解的，更談不上掌握。從這次的課程設(shè)計中，我真真正正的意識到，在以后的學習中，要理論聯(lián)系實際,把我們所學的理論知識用到實際當中，學習單機片機更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這次課程設(shè)計中的最大收獲。致 謝感謝我的老師姜斌!本論文從選題構(gòu)思、資料收集到修改定稿，無不凝聚著老師的心血。正是老師的辛勤勞動，我才有了今天的

38、成績!古語有云“師者，傳道，授業(yè)，解惑者也”，陳偉老師廣泛淵博的學識、嚴謹細致的治學態(tài)度、一絲不茍的工作作風和積極進取的事業(yè)精神，都使我受益匪淺。陳偉老師的悉心教誨，使我在學術(shù)專業(yè)方面有了一定的提高，更為重要的是，老師在治學為人上的那份執(zhí)著和熱誠，也深深地影響著我，并將鼓勵我在未來的路上不斷地探索、前進!感謝鄭載滿老師、王艷老師、齊伯文老師、張俊杰老師和林玉江老師，他們的教誨，換來了我對專業(yè)知識的系統(tǒng)掌握!感謝所有給以我支持和幫助的朋友、同學們!最后，感謝在百忙之中審閱本文的專家、老師們附錄一pcb圖附錄二主要程序*project name:digital timer*description:

39、adjust the time by press the 4x4 keys *hab_rdware:p0-digitron&flash, p2-4x4keys p3.2-led shows the key is pressing p3.7-led shows the key was release*programmer:andy *data:2009-06-16 21:50*copyright:andys design-hourse all right reserved*qq: 68421963*/ port equ p1 ;數(shù)據(jù)接口b_wr equ p2.0b_rd equ p2.1b_cs

40、 equ p2.2b_flag bit 00h r_conver equ 30hr_temp equ 31hr_valueh equ 32h ;高位r_valuel equ 33h r_valuem equ 34h ;低位r_disp0 equ 35hr_disp1 equ 36hr_disp2 equ 37hr_disp3 equ 38hr_data1 equ 39h ;要顯示數(shù)據(jù)臨時存放區(qū)r_ds_count equ 3ah ;顯示位選擇r_del0 equ 3bhr_del1 equ 3ch;- org 0000hajmp l_mainorg 0003h;ljmp f_int0reti

41、org 000bhljmp f_timer0org 0013hretiorg 001bhreti/*fuction:mainprogramer:andyver:a*/org 0040h l_main: mov tmod,#11h mov th0,#high(65536-55536) mov tl0,#low(65536-55536) setb ea setb et0 setb tr0 ;setb ex0setb b_cssetb b_wr setb b_rd mov sp,#70h mov r0,#35h clr b_flag mov r_data1,#00h mov r_valueh,#00

42、h mov r_valuem,#00h mov r_valuel,#00h mov r_disp0,#00hmov r_disp1,#00h mov r_disp2,#00h mov r_disp3,#00h mov r3,#0ffh mov r6,#4 mov r0,#32h l_loop: lcall f_startlcall f_adustlcall f_delayajmp l_loop /*fuction:adust*/ f_adust:mova,r_converanla,#0f0h;屏蔽低4位swapa;高低4位交換movb,#2mulabmovr7,amovdptr,#tab_hi

43、ghtmovca,a+dptr;查表得到百位movr_valueh,amova,r7incamovca,a+dptr;movr_valuem,amova,r_converanla,#0fhmovdptr,#tab_lowmovca,a+dptradda,r_valuemdaamovr_valuel,amova,r_valuehaddca,#00movr_valueh,a mov a,r_valuelanl a,#0fhmov r_disp0,amov a,r_valuelanl a,#0f0hswap amov r_disp1,a mov a,r_valuehanl a,#0fhmov r_d

44、isp2,amov a,r_valuehanl a,#0f0hswap amov r_disp3,aret ;*;funcution：start convert;*f_start: clr b_cs ;啟動 nop nop nop clr b_wr nop nop nop nop nop nop setb b_wr nop nop setb b_cs nop nop nop lcall f_delay ;等待lcall f_delaylcall f_delaylcall f_delayclrb_cs ;讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量nopnopnopclrb_rdnopnopnopnopnopnopmov

45、 r_conver,portmov p3,r_conversetbb_rdsetbb_csret ;*;fucotion :interrupt for timer0 & display the time now;*f_timer0:push accpush pswclr tr0 mov th0,#high(65536-1000)mov tl0,#low(65536-1000)setb tr0mov a,r0 ;數(shù)據(jù)anl a,#0fhmov r_data1,ainc r3 ;位inc r0mov a,r3anl a,#0fh swap aorl a,r_data1mov p0,adjnz r6,tt1mov