廈門(mén)理工學(xué)院2012電氣《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及程序

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)附錄程序設(shè)計(jì)題目2：簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求利用普中科技51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱實(shí)現(xiàn)一簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)，其硬件原理框圖如圖1所示，其中電壓測(cè)量采用A/D、D/A芯片PCF8591P，電壓測(cè)量結(jié)果顯示采用液晶LCD1602，系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)以下功能：基本功能：系統(tǒng)至少能測(cè)量2個(gè)通道的直流波形信號(hào)（為提高測(cè)量精度，每個(gè)電壓值最好通過(guò)測(cè)量3次進(jìn)行平均得到）；能通過(guò)按鍵選擇單通道1電壓測(cè)量，單通道2電壓測(cè)量；LCD能按照2）相應(yīng)顯示信號(hào)電壓值，有效數(shù)字為4位；能通過(guò)按鍵設(shè)置選擇打開(kāi)或關(guān)閉測(cè)量系統(tǒng)。擴(kuò)展功能：能通過(guò)按鍵設(shè)置通道1、2同時(shí)進(jìn)行電壓測(cè)量并在LCD上同時(shí)顯示通道1、2相應(yīng)的電壓值；能測(cè)量工頻50Hz正弦交流信號(hào)電壓值。圖1系統(tǒng)原理框圖二、設(shè)計(jì)任務(wù)1、根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求，查找相關(guān)芯片與模塊PCF8591P、LCD1602數(shù)據(jù)手冊(cè)，弄清個(gè)模塊硬件接口原理。2、根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求，弄清系統(tǒng)及各個(gè)模塊的工作流程，完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)主程序、顯示子程序、鍵盤(pán)設(shè)置子程序、A/D采樣與測(cè)量子程序等，可使用匯編語(yǔ)言或是C語(yǔ)言編寫(xiě)，建議使用C語(yǔ)言編寫(xiě)。3、完成系統(tǒng)的仿真與調(diào)試，使得系統(tǒng)在脫機(jī)情況下，能穩(wěn)定可靠的工作。4、記錄測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)，并進(jìn)行誤差分析。5、編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。三、進(jìn)度安排時(shí)間周次任務(wù)設(shè)計(jì)要求備注2015.1.5周一上午任務(wù)下達(dá)，設(shè)計(jì)重點(diǎn)講解，分發(fā)板子、工具等設(shè)計(jì)材料1、理解任務(wù)，查找資料；2、要求會(huì)使用萬(wàn)用表完成基本硬件電路的測(cè)試。下午完成硬件電路板測(cè)試，確保電路板正常使用2015.1.6周二上午完成單片機(jī)與LCD1602的接口程序設(shè)計(jì)及調(diào)試1、使用C51編寫(xiě)程序；2、要求能使用示波器檢測(cè)數(shù)據(jù)交換時(shí)序，并判斷時(shí)序的正確性，完成LCD1602接口的正確調(diào)試。下午2015.1.7周三上午完成單片機(jī)與PCF8591P的接口程序設(shè)計(jì)及調(diào)試1、學(xué)會(huì)I2C總線程序編寫(xiě)；2、理解A/D轉(zhuǎn)換的原理及分辨率等理論計(jì)算。下午2015.1.8周四上午完成單片機(jī)、LCD1602、PCF8591P程序的融合，完成系統(tǒng)總調(diào)試系統(tǒng)功能完整正確，運(yùn)行流暢。下午2015.1.9周五上午完成系統(tǒng)電壓數(shù)據(jù)測(cè)量并記錄測(cè)量結(jié)果（每個(gè)通道至少10組數(shù)據(jù)），進(jìn)行誤差分析能正確測(cè)量電壓并顯示。下午課程設(shè)計(jì)作品驗(yàn)收四、預(yù)備知識(shí)1、51單片機(jī)原理與接口技術(shù)；2、詳細(xì)了解PCF8591P、LCD1602數(shù)據(jù)手冊(cè)，特別是單片機(jī)與PCF8591P的I2C總線接口通信時(shí)序五、設(shè)計(jì)報(bào)告要求設(shè)計(jì)完成后，必須撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。設(shè)計(jì)報(bào)告必須獨(dú)立完成，格式符合要求，文字（不含圖形、程序）不少于3000字，圖形繪制規(guī)范。設(shè)計(jì)報(bào)告的格式如下：1、封面2、任務(wù)書(shū)3、內(nèi)容提要（摘要）4、目錄5、正文（1）課題的意義、本人所做的工作、系統(tǒng)的主要功能及工作流程；（2）硬件電路原理描述；（請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明電路原理并給出相應(yīng)的原理圖）（3）軟件設(shè)計(jì)流程及描述；（請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明軟件設(shè)計(jì)思路并給出相應(yīng)的流程圖）（4）系統(tǒng)測(cè)試，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行誤差分析；（5）結(jié)論。6、心得體會(huì)7、參考文獻(xiàn)8、附錄（1）系統(tǒng)總硬件電路原理圖；（2）系統(tǒng)源程序代碼（要有注釋?zhuān)?。{ SDA=0;SCL=1;Delay4us();SCL=0;SDA=1; //IIC協(xié)議}//從機(jī)發(fā)送非應(yīng)答位voidSlave_NOACK(){ SDA=1;SCL=1;Delay4us();SCL=0;SDA=0; //IIC協(xié)議}//發(fā)送一字節(jié)，機(jī)器向IIC總線上傳數(shù)據(jù)voidIIC_SendByte(ucharwd){ uchari; for(i=0;i<8;i++) //循環(huán)移入8位 { SDA=(bit)(wd&0x80);_nop_();_nop_(); //將數(shù)據(jù)最高位傳到總線上 SCL=1;Delay4us();SCL=0;wd<<=1; } Delay4us(); SDA=1; //總線保持穩(wěn)定，釋放總線并準(zhǔn)備讀取應(yīng)答 SCL=1; Delay4us(); IIC_ERROR=SDA; //IIC_ERROR=1表示無(wú)應(yīng)答 SCL=0; Delay4us();}//接收一字節(jié)，機(jī)器從IIC總線接收數(shù)據(jù)ucharIIC_ReceiveByte(){ ucharidatan=8; //從SDA線上讀取數(shù)據(jù)字節(jié)，共八位 uchartdata=0; while(n--) { SDA=1; SCL=1; //保持?jǐn)?shù)據(jù)穩(wěn)定 tdata=tdata<<1; //左移一位 if(SDA==1) tdata=tdata|0x01; //若接收到的位為1，則數(shù)據(jù)的最后一位置1 else tdata=tdata&0xfe; //否則數(shù)據(jù)的最后一位置0 SCL=0; } return(tdata);}//連續(xù)讀入三個(gè)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果并保存到Recv_BuffervoidADC_PCF8591(ucharCtrlByte){ uchari; IIC_Start(); IIC_SendByte(0x90); //單片機(jī)向AD芯片發(fā)送寫(xiě)地址，激活芯片 if(IIC_ERROR==1)return; //如果無(wú)應(yīng)答則返回 IIC_SendByte(CtrlByte); //AD芯片發(fā)送控制字節(jié) if(IIC_ERROR==1)return; if(CtrlByte==0x00) //通道0處理 { for(i=0;i<4;i++) { IIC_Start(); //重新發(fā)送開(kāi)始命令 IIC_SendByte(0x91); //單片機(jī)向AD芯片發(fā)送讀地址 if(IIC_ERROR==1)return; Recv_Buffer[i]=IIC_ReceiveByte(); } Recv_Buffer[0]=(Recv_Buffer[1]+Recv_Buffer[2]+Recv_Buffer[3])/3; } elseif(CtrlByte==0x01) { for(i=0;i<4;i++) { IIC_Start(); //重新發(fā)送開(kāi)始命令 IIC_SendByte(0x91); //單片機(jī)向AD芯片發(fā)送讀地址 if(IIC_ERROR==1)return; Recv_Buffer1[i]=IIC_ReceiveByte(); } Recv_Buffer1[0]=(Recv_Buffer1[2]+Recv_Buffer1[3]+Recv_Buffer1[1])/3; } Slave_NOACK(); IIC_Stop(); //IIC關(guān)閉}//顯示通道一voiddis1(){ ADC_PCF8591(0x00); Convert_To_Voltage(Recv_Buffer[0]); //顯示通道1 LCD_Line_1[2]=Voltage[3]; LCD_Line_1[4]=Voltage[2]; LCD_Line_1[5]=Voltage[1]; LCD_Line_1[6]=Voltage[0]; LCD_Display_A_Line(0x00,LCD_Line_1); LCD_Display_A_Line(0x40,s);}//顯示通二voiddis2(){ ADC_PCF8591(0x01); Convert_To_Voltage(Recv_Buffer1[0]); //顯示通道2 LCD_Line_2[2]=Voltage[3]; LCD_Line_2[4]=Voltage[2]; LCD_Line_2[5]=Voltage[1]; LCD_Line_2[6]=Voltage[0]; LCD_Display_A_Line(0x40,LCD_Line_2); LCD_Display_A_Line(0x00,s);}//顯示通道一二voiddis12(){ ADC_PCF8591(0x01); ADC_PCF8591(0x00); Convert_To_Voltage(Recv_Buffer[0]); //顯示通道1 LCD_Line_1[2]=Voltage[3]; LCD_Line_1[4]=Voltage[2]; LCD_Line_1[5]=Voltage[1]; LCD_Line_1[6]=Voltage[0]; LCD_Display_A_Line(0x00,LCD_Line_1); Convert_To_Voltage(Recv_Buffer1[0]); //顯示通道2 LCD_Line_2[2]=Voltage[3]; LCD_Line_2[4]=Voltage[2]; LCD_Line_2[5]=Voltage[1]; LCD_Line_2[6]=Voltage[0]; LCD_Display_A_Line(0x40,LCD_Line_2);}//按鍵相關(guān)程序haibuduivoidkey(){ if(!P1_1) delay(20); if(!P1_1) { flag=1; } if(!P1_2) delay(40); if(!P1_2) { flag=2; } if(!P1_3) delay(10); if(!P1_3) { flag=3; }}//用于顯示開(kāi)始，結(jié)束界面voidInterface(){ if(ON) { LCD_Display_A_Line(0x00,wel); //顯示歡迎界面 delay(320); }}//主程序voidmain(){ LCD_Initialise(); while(1) { if(!P1_0) delay(40); if(!P