單片機數(shù)字電壓表課程設(shè)計(共11頁)

1、哈 爾 濱 理 工 大 學(xué) 榮 成 學(xué) 院單片機原理(yunl)課程設(shè)計題目(tm)： 數(shù)字電壓表設(shè)計 班級(bnj)： 電氣 12-2 姓名： 學(xué)號： 題目(tm)簡介本文介紹了用TLC549集成電壓轉(zhuǎn)換芯片和AT89C51單片機設(shè)計制作的一個簡易的數(shù)字電壓表。設(shè)計的電壓表是由A/D轉(zhuǎn)換器TLC549在單片機的控制下完成對模擬信號的采集和轉(zhuǎn)換功能，最后由數(shù)碼管顯示采集的電壓值。在本次設(shè)計中要求測量精度小數(shù)點后兩位。黨所測得的電壓大于4V或小于1V時，就會使蜂鳴器報警。由于這次的課程設(shè)計蜂鳴器采用無源，故應(yīng)接入音頻方波，改變方波頻率可以(ky)得到不同音調(diào)的聲音。在報警過程中當按下按鍵時，報警

2、停止。在A/D轉(zhuǎn)換過程中，應(yīng)該每秒送一次數(shù)據(jù)。此設(shè)計通過調(diào)試完全滿足設(shè)計的指標要求。實現(xiàn)(shxin)方案TLC549是TI公司生產(chǎn)的一種低價位、高性能的8位A/D轉(zhuǎn)換器，它以8位開關(guān)電容逐次逼近的方法實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換速度小于17s,最大轉(zhuǎn)換速率為40000Hz。電源為36V。它可以采用三線串行的方式與單片機進行接口。TLC549的引腳定義 圖1.1TLC549的引腳定義 REF+：正基準電壓，2.5VREF+Vcc+0.1；REF-：負基準電壓，-0.1VREF-2.5V。 VCC：系統(tǒng)電源, 3V Vcc 6V；GND：接地端。：芯片選擇輸入端，要求高電平VIN0.8V。DATA O

3、UT：轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)串行輸出端，與TTL電平兼容，輸出時高位在前，低位在后。ANALOGIN：模擬信號輸入端 ，0ANALOGINVcc，當ANALOGINREF+電壓時，轉(zhuǎn)換結(jié)果為全1（0FFH）, ANALOGINREF-電壓時，轉(zhuǎn)換結(jié)果為全0（00H）。I/O CLOCK：外接輸入/輸出時鐘輸入端 ，用于同步芯片的輸入輸出操作，無需與芯片內(nèi)部系統(tǒng)時鐘同步。TLC549的功能框圖TLC549由采樣保持器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、輸出數(shù)據(jù)寄存器、數(shù)據(jù)選擇與驅(qū)動器及相關(guān)控制邏輯電路組成。TLC549內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。圖1.2TLC549的內(nèi)部(nib)結(jié)構(gòu)圖 TLC549帶有片內(nèi)系統(tǒng)時鐘，該時鐘與I/

4、O CLOCK是獨立工作的，無需特殊的速度及相位(xingwi)匹配。當 為高時，數(shù)據(jù)輸出端DATA OUT處于高阻狀態(tài)(zhungti)，此時I/O CLOCK不起作用。這種控制作用允許在同時使用多片TLC549時，以減少多片A/D轉(zhuǎn)換器使用時的I/O控制端。TLC549的工作時序TLC549的工作時序如圖1.3所示。圖1.3TLC549的時序圖首先置低，內(nèi)部電路在測得下降沿后，在等待兩個內(nèi)部時鐘上升沿和一個下降沿后，再確認這一變化，最后自動將前一次結(jié)果的最高位D7輸出到DATA OUT。在前4個I/O CLOCK周期的下降沿依次移出D6,D5,D4,D3,片上采樣保持電路在第4個I/O C

5、LOCK下降沿開始采樣模擬輸入。接下來的三個I/O CLOCK周期的下降沿可移出D2,D1,D0各位。在第8個I/O CLOCK后，必須為高或I/O CLOCK保持低電平，這種狀態(tài)需要維持36個內(nèi)部(nib)系統(tǒng)時鐘周期以等待保持和轉(zhuǎn)換工作的完成。應(yīng)注意(zh y)，此時的輸出是前一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果而不是正在進行的轉(zhuǎn)換結(jié)果。若要在待定的時刻采樣模擬信號，則應(yīng)使第8個I/O CLOCK時鐘的下降沿與該時刻對應(yīng)。因為芯片雖在第4個I/O CLOCK時鐘的下降沿開始采樣，卻在第8個I/O CLOCK的下降沿才開始保存。TLC549芯片(xn pin)的工作原理 當/CS變?yōu)榈碗娖胶螅?TLC549芯片被

6、選中， 同時前次轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高有效位MSB （A7）自 DATA OUT 端輸出，接著要求自 I/O CLOCK端輸入8個外部 HYPERLINK /view/188811.htm t _blank 時鐘信號，前7個 I/O CLOCK信號的作用，是配合 TLC549 輸出前次轉(zhuǎn)換結(jié)果的 A6-A0 位，并為本次轉(zhuǎn)換做準備：在第4個 I/O CLOCK 信號由高至低的跳變之后，片內(nèi)采樣/保持電路對輸入模擬量采樣開始，第8個 I/O CLOCK 信號的下降沿使片內(nèi)采樣/保持電路進入保持狀態(tài)并啟動 A/D開始轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換時間為 36 個系統(tǒng)時鐘周期，最大為 17us。直到 A/D轉(zhuǎn)換完成前的這段時間

7、內(nèi)，TLC549 的控制邏輯要求：或者/CS保持高電平，或者 I/O CLOCK 時鐘端保持36個系統(tǒng)時鐘周期的低電平。由此可見，在自 TLC549的 I/O CLOCK 端輸入8個外部時鐘信號期間需要完成以下工作：讀入前次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果；對本次轉(zhuǎn)換的輸入模擬信號采樣并保持；啟動本次 A/D轉(zhuǎn)換開始。原理圖軟件(run jin)流程圖實驗(shyn)源程序#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint Volt; uchar num,you;uchar frq;void DelayUs2x(uns

8、igned char t);void DelayMs(unsigned char t);uchar table= 0XAF,0XA0,0XC7,0XE5,0XE8,0X6D,0X6F,0XA1,0XEF,0XE9, 0XEB,0X6E,0X0F,0XE6,0X4F,0X4B,0XCB,0X10,0X00;sbit CLK = P13; /時鐘(shzhng)sbit DO = P32; /數(shù)據(jù)輸出sbit CS = P33; /片選sbit P20=P20;sbit ge = P23;sbit shi = P34;sbit bai= P35;sbit qian=P24;sbit LED=P36

9、;sbit SPK=P37; void TIM0_Init() TMOD=0 x01; TH0=0X4C; /50ms TL0=0X00; EA=1; ET0=1; TR0=1; void TIM1_Init(void) TMOD |= 0 x10; EA=1; ET1=1; TR1=1; uchar TLC549_ADC(void) /TLC549轉(zhuǎn)換(zhunhun)函數(shù) uchar i,tmp; CS = 1; /CS置高，片選無效(wxio) CLK = 0; CS = 0; /CS置低，片選有效 ，同時(tngsh)DO輸出最高位 _nop_(); _nop_(); /適當延遲時間1

10、.4us 等待啟動 for(i = 0; i 8; i+) /串行數(shù)據(jù)移位輸入 tmp = 1; tmp |= DO; CLK = 1; /在CLK的下降沿讀取數(shù)據(jù) _nop_(); /CLK保持低電平一段時間等待數(shù)據(jù)讀出 CLK = 0; CS = 1; /CS置高，DO處于高阻狀態(tài)，且CLK禁止轉(zhuǎn)換完成系統(tǒng)必須馬上把CS置高 for(i=0;i17;i+) /轉(zhuǎn)換周期為17us _nop_(); return (tmp);void Data_Conversion(void) uchar AD_Data; AD_Data = TLC549_ADC(); Volt = 4.60* AD_Dat

11、a/256 * 1000; /擴大(kud)1000倍以輸出小數(shù)void display() uchar i,j,k; uint count; i = Volt / 1000 ; /個位加小數(shù)點 j = Volt / 100 % 10; /十分(shfn)位 k = Volt / 10 % 10; /百分位 ge=1;P0=0 xff;P0=tablek;for(count=0;count200;count+);ge=0;shi=1;P0=0 xff;P0=tablej;for(count=0;count200;count+);shi=0;bai=1;P0=0 xff;P0=tablei|0

12、x10;for(count=0;count=4000|Volt=1000) if(you=0) TR1=1; else TR1=0; DelayMs(1); frq+; display(); LED=1; if(P20=0) DelayMs(10); while(P20=0) you=1; else you=0; SPK=0; TR1=0; LED=0; void main() TIM0_Init(); TIM1_Init(); qian=0; SPK=0; TR1=0; while(1) display();baojing(); void TIM0_Int() interrupt 1 TH0

13、=0X4C, TL0=0X00; num+; if(num=10) num=0; Data_Conversion(); void DelayUs2x(unsigned char t) while(-t);void DelayMs(unsigned char t) while(t-) DelayUs2x(245); DelayUs2x(245); void TIM1_Int(void) interrupt 3 TH1=0 xfe; TL1=frq; SPK=!SPK; 六、總結(jié)(zngji) 通過此次的課程設(shè)計，是我更加扎實的掌握了有關(guān)單片機應(yīng)用方面的知識。在這次課程設(shè)計的過程中，遇到了很多困難，但是經(jīng)過一次又一次的思考和查閱資料，解決(jiju)了大部分的問題。在一些比較困難的問題上，經(jīng)過老師的耐