數(shù)字電壓表畢業(yè)論文--基于51單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)

1、<p>　　題 目 基于51單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) </p><p><b>　　畢業(yè)論文任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)基于51單片機(jī)的數(shù)字電壓表。用單片機(jī)技術(shù)及相應(yīng)仿真平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)電壓進(jìn)行采集并作A/D轉(zhuǎn)換，在傳輸給單片機(jī)。</p><p>　　設(shè)計(jì)的主要要求及指標(biāo)：</p>

2、<p>　　1.數(shù)字電壓表測(cè)量電壓類型數(shù)直流。測(cè)量范圍是0~20V，可根據(jù)程序和分壓電阻的改變而變。</p><p>　　2.整機(jī)電路包括：數(shù)據(jù)采集電路的單片機(jī)最小化設(shè)計(jì)、A/D轉(zhuǎn)換的電路、單片機(jī)時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等。</p><p>　　3.本畢業(yè)設(shè)計(jì)是數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)，主要考核我們對(duì)單片機(jī)技術(shù)，編程能力等方面的情況。觀察獨(dú)立分析、設(shè)計(jì)單片機(jī)的能力，以及實(shí)際編程技能。<

3、/p><p>　　4.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(gè)模塊。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　1 數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)兩種方案2</p><p>　　1.1 由數(shù)字電路及芯片構(gòu)建2<

4、;/p><p>　　1.2 由單片機(jī)系統(tǒng)及A/D轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建3</p><p>　　2 主要元件介紹3</p><p>　　2.1 STC89C52介紹3</p><p>　　2.2 ADC0804介紹6</p><p>　　2.3 顯示電路介紹8</p><p><b>　　3

5、 系統(tǒng)的調(diào)試9</b></p><p>　　3.1 硬件調(diào)試9</p><p>　　3.2 軟件件調(diào)試9</p><p>　　3.3 軟硬聯(lián)調(diào)9</p><p><b>　　4 程序流程圖9</b></p><p><b>　　結(jié)論12</b><

6、/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　致 謝14</b></p><p>　　附錄1 系統(tǒng)整體電路圖15</p><p>　　附錄2 C語(yǔ)言程序16</p><p>　　基于51單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)</p><p

7、>　　學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 姓名（5號(hào)黑體）</p><p>　　摘 要：?jiǎn)纹瑱C(jī)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(yùn)算，邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理)的微處理器(CPU)。隨著單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種單片機(jī)蜂擁而至，單片機(jī)技術(shù)已成為一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化科技水平的重要標(biāo)志。</p><p>　　單片機(jī)可單獨(dú)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(jī)最大的

8、特征。單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復(fù)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(lái)實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化。現(xiàn)在單片機(jī)控制范疇無(wú)所不在，例如通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過(guò)程控制和專用控制裝置等等，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要分為兩部分：硬件電路及軟件程序。而硬件電路又大體可分為單片機(jī)小系統(tǒng)電路、量程轉(zhuǎn)換電路電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)碼管顯示電路，各部分電路的設(shè)計(jì)及原理將會(huì)在

9、硬件電路設(shè)計(jì)部分詳細(xì)介紹；程序的設(shè)計(jì)使用C語(yǔ)言編程，利用Keil 軟件對(duì)其編譯和仿真，詳細(xì)的設(shè)計(jì)算法將會(huì)在程序設(shè)計(jì)部分詳細(xì)介紹。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) A/D轉(zhuǎn)換 單片機(jī) ADC0804</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　數(shù)字電壓表出現(xiàn)在50年代初，60年代末發(fā)起來(lái)的電壓測(cè)量?jī)x表，它采用的是數(shù)字化

10、測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量，也就是連續(xù)的電壓值轉(zhuǎn)變?yōu)椴贿B續(xù)的數(shù)字量，加以數(shù)字處理然后再通過(guò)顯示器件顯示。這種電子測(cè)量的儀表之所以出現(xiàn)，一方面是由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用逐漸推廣到系統(tǒng)的自動(dòng)控制信實(shí)驗(yàn)研究的領(lǐng)域，提出了將各種被觀察量或被控制量轉(zhuǎn)換成數(shù)碼的要求，即為了實(shí)時(shí)控制及數(shù)據(jù)處理的需要；另一方面，也是電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，帶動(dòng)了脈沖數(shù)字電路技術(shù)的進(jìn)步，為數(shù)字化儀表的出現(xiàn)提供了條件。所以，數(shù)字化測(cè)理儀表的產(chǎn)生與發(fā)展與電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展是密切相關(guān)的；同

11、時(shí)，為革新電子測(cè)量中的煩鎖和陳舊方式也催促了它的飛速發(fā)展，如今，它又成為向智能化儀表發(fā)展的必要橋梁。</p><p>　　如今，數(shù)字電壓表已絕大部分已取代了傳統(tǒng)的模擬指針式電壓表。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的模擬指針式電壓表功能單一，精度低，讀數(shù)的時(shí)候也非常不方便，很容易出錯(cuò)。而采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表由于測(cè)量精度高，速度快，讀數(shù)時(shí)也非常的方便，抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛的應(yīng)用于電子及電工的測(cè)量，工業(yè)自動(dòng)化儀表，自動(dòng)測(cè)試

12、系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域。顯示出強(qiáng)大的生命力。</p><p>　　與此同時(shí)單片機(jī)技術(shù)在社會(huì)各領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在直流數(shù)字電壓表系統(tǒng)中，單片機(jī)更是取代了由齒輪調(diào)節(jié)延遲時(shí)間的表盤舊式市發(fā)展速度，成為日后此系統(tǒng)中的核心部分。由于單片機(jī)具有一些突出的優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、電源單一、功能強(qiáng)、價(jià)格低；數(shù)據(jù)大都在單片機(jī)內(nèi)部傳送，運(yùn)行速度快、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高，所以單片機(jī)被廣泛的應(yīng)用于測(cè)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、智能儀器儀表、機(jī)

13、電一體化產(chǎn)品、智能接口、計(jì)算機(jī)通信以及單片機(jī)的多級(jí)系統(tǒng)等領(lǐng)域。本文主要講的是單片機(jī)，課題名稱為簡(jiǎn)易直流數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)，它使我們學(xué)會(huì)了如何使用單片機(jī)控制我們?nèi)粘Ｉ钪械亩嘣O(shè)備設(shè)施的應(yīng)用。通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)以后，使我了解到了單片機(jī)的許多方面的應(yīng)用。</p><p>　　1 數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)兩種方案</p><p>　　設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表有多種的設(shè)計(jì)方法，方案是多種多樣的，由于大規(guī)模集成電路數(shù)字芯片的

14、高速發(fā)展，各種數(shù)字芯片品種多樣，導(dǎo)致對(duì)模擬數(shù)據(jù)的采集部分的不一致性，進(jìn)而又使對(duì)數(shù)據(jù)的處理及顯示的方式的多樣性。又由于在現(xiàn)實(shí)的工作生活中，電壓表的測(cè)量測(cè)程范圍是比較大的，所以必須要對(duì)輸入電壓作分壓處理，而各個(gè)數(shù)據(jù)處理芯片的處理電壓范圍不同，則各種方案的分段也不同。下面介紹兩種數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　1.1 由數(shù)字電路及芯片構(gòu)建</p><p>　　這種設(shè)計(jì)方案是由模擬電路

15、與數(shù)字電路兩大部分組成，模擬部分包括輸入放大器、A/D轉(zhuǎn)換器和基準(zhǔn)電壓源；數(shù)字部分包括計(jì)數(shù)器、譯碼器、邏輯控制器、振蕩器和顯示器。其中，A/D轉(zhuǎn)換器是它的核心器件，它將輸入的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。模擬電路和數(shù)字電路是相互聯(lián)系的，由邏輯控制電路產(chǎn)生控制信號(hào)，按規(guī)定的時(shí)序?qū)/D轉(zhuǎn)換器中個(gè)組模擬開關(guān)接通或斷開，保證A/D轉(zhuǎn)換正常進(jìn)行。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)計(jì)數(shù)譯碼電路變換成段碼，最后驅(qū)動(dòng)顯示器顯示出相應(yīng)的數(shù)值。此方案設(shè)計(jì)其優(yōu)點(diǎn)是，設(shè)計(jì)成本低，能夠

16、滿足一般的電壓測(cè)量。但設(shè)計(jì)不靈活，都是采用純硬件電路。很難將其在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。</p><p>　　1.2 由單片機(jī)系統(tǒng)及A/D轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建</p><p>　　這種方案是利用單片機(jī)系統(tǒng)與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、顯示模塊等的結(jié)合構(gòu)建數(shù)字電壓表。由于單片機(jī)的發(fā)展已經(jīng)成熟，利用單片機(jī)系統(tǒng)的軟硬件結(jié)合，可以組裝出許多的應(yīng)用電路來(lái)。此方案的原理是模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換芯片的基準(zhǔn)電壓端，被測(cè)量電壓輸入端分

17、別輸入基準(zhǔn)電壓和被測(cè)電壓。模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換芯片將被測(cè)量電壓輸入端所采集到的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行軟件編程，使單片機(jī)系統(tǒng)能按規(guī)定的時(shí)序來(lái)采集這些數(shù)字信號(hào)，通過(guò)一定的算法計(jì)算出被測(cè)量電壓的值。最后單片機(jī)系統(tǒng)將計(jì)算好了的被測(cè)電壓值按一定的時(shí)序送入顯示電路模塊加以顯示。</p><p>　　此方案不僅能夠繼承上一種方案的各種優(yōu)點(diǎn)，還能改進(jìn)上一種設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)不靈活，難與在原基礎(chǔ)上進(jìn)行功

18、能擴(kuò)展等不足。</p><p><b>　　2 主要元件介紹</b></p><p>　　2.1 STC89C52介紹</p><p>　　STC89C52為主要的中央處理系統(tǒng)，單片機(jī)是在集成電路芯片上集成了各種元件的微型計(jì)算機(jī)，這些元件包括中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、時(shí)鐘部件的集成和I/O接口

19、電路。由于單片機(jī)具有體積小、價(jià)格低、可靠性高、開發(fā)應(yīng)用方便等特點(diǎn)，因此在現(xiàn)代電子技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，在智能儀表中單片機(jī)是應(yīng)用最多、最活躍的領(lǐng)域之一。在控制領(lǐng)域中,現(xiàn)如今人們更注意計(jì)算機(jī)的底成本、小體積、運(yùn)行的可靠性和控制的靈活性。在各類儀器、儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測(cè)試的自動(dòng)化程度和精度，提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，簡(jiǎn)化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。</p><p>　　STC89C52

20、單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式，二是外部時(shí)鐘方式。在STC89C52單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳外接石英晶體（簡(jiǎn)稱晶振），就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。電容的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在5-30pF，典型值為30pF。晶振CYS的振蕩頻率范圍在1.2-12MHz間選擇，典型值為12MHz和11.0592MHz。</p><p>　

21、　當(dāng)在STC89C52單片機(jī)的RST引腳引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作，按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過(guò)RST端經(jīng)過(guò)電阻與電源VCC接通而實(shí)現(xiàn)的。最小系統(tǒng)如圖所示。</p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位

22、。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 </p>&

23、lt;p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄

24、存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為STC89C52的一些特殊功能口，如下表所示

25、：</p><p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信

26、號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)

27、機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><

28、p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　2.2 ADC0804介紹</p><p>　　ADC0804主要技術(shù)指標(biāo)如下：</p><p>　　（1）高阻抗?fàn)顟B(tài)輸出</p><p>　?。?）分辨率：8位（0~2

29、55）</p><p>　?。?）存取時(shí)間：135ms</p><p>　?。?）轉(zhuǎn)換時(shí)間：100ms</p><p>　?。?）總誤差：-1~+1LSB</p><p>　　（6）工作溫度：ADC0804C為0度~70度；ADC0804L為-40度到80度</p><p>　?。?）模擬輸入電壓范圍：0V~5V<

30、;/p><p>　?。?）參考電壓：2.5V</p><p>　　（9）工作電壓：5V</p><p>　?。?0）輸出為三態(tài)結(jié)構(gòu)</p><p>　　ADC0804引腳功能：</p><p>　　1. PIN1 (CS )：Chip Select，與RD、WR 接腳的輸入電壓高低一起判斷讀取或?qū)懭肱c否，當(dāng)其為低位準(zhǔn)(lo

31、w) 時(shí)會(huì)active。</p><p>　　2. PIN2 ( RD )：Read。當(dāng)CS 、RD 皆為低位準(zhǔn)(low) 時(shí)，ADC0804 會(huì)將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字訊號(hào)經(jīng)由DB7 ~ DB0 輸出至其它處理單元。</p><p>　　3. PIN3 (WR )：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換的控制訊號(hào)。當(dāng)CS 、WR 皆為低位準(zhǔn)(low) 時(shí)ADC0804 做清除的動(dòng)作，系統(tǒng)重置。當(dāng)WR 由0→1且CS ＝0 時(shí)

32、，ADC0804會(huì)開始轉(zhuǎn)換信號(hào)，此時(shí)INTR 設(shè)定為高位準(zhǔn)(high)。</p><p>　　4. PIN4、PIN19 (CLK IN、CLKR)：頻率輸入/輸出。頻率輸入可連接處理單元的訊號(hào)頻率范圍為100 kHz 至800 kHz。而頻率輸出頻率最大值無(wú)法大于640KHz，一般可選用外部或內(nèi)部來(lái)提供頻率。若在CLK R 及CLK IN 加上電阻及電容，則可產(chǎn)生ADC 工作所需的時(shí)序，其頻率約為：</p

33、><p>　　5. PIN5 ( INTR )：中斷請(qǐng)求。轉(zhuǎn)換期間為高位準(zhǔn)(high)，等到轉(zhuǎn)換完畢時(shí)INTR 會(huì)變?yōu)榈臀粶?zhǔn)(low)告知其它的處理單元已轉(zhuǎn)換完成，可讀取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。</p><p>　　6. PIN6、PIN7 (VIN(+)、VIN(-))：差動(dòng)模擬訊號(hào)的輸入端。輸入電壓VIN＝VIN(+) －VIN(-)，通常使用單端輸入，而將VIN(-)接地。</p>&l

34、t;p>　　7. PIN8 (A GND):模擬電壓的接地端。</p><p>　　8. PIN9 (VREF)</p><p>　　圖4.2 ADC0804引腳及外接電路圖</p><p>　　衰減電路：本設(shè)計(jì)中電阻網(wǎng)絡(luò)衰減器如圖</p><p>　　通過(guò)調(diào)試502電位器的阻值變化并且更改程序可實(shí)現(xiàn)測(cè)壓范圍的改變，程序如下：<

35、/p><p>　　void fw(unsigned char dat)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int i;</p><p>　　i=dat*7.84; //5*4=20.0V</p><p>　　Disbuf[0]=i/10

36、00;</p><p>　　Disbuf[1]=(i%1000)/100;</p><p>　　Disbuf[2]=((i%1000)%100)/10;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　2.3 顯示電路介紹</p><p>　　本電路的顯示模塊主要由一個(gè)4位一體的7段L

37、ED數(shù)碼管構(gòu)成，用于顯示測(cè)量到的電壓值。它是一個(gè)共陽(yáng)極的數(shù)碼管，每一位數(shù)碼管的a,b,c,d,e,f,g和dp端都各自連接在一起，用于接收單片機(jī)的P1口產(chǎn)生的顯示段碼。S1，S2，S3，S4引腳端為其位選端，用于接收單片機(jī)的P2口產(chǎn)生的位選碼。本系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)掃描方式。掃描方式是用其接口電路把所有數(shù)碼管的8個(gè)比劃段a~g和dp同名端連在一起，而每一個(gè)數(shù)碼管的公共極COM各自獨(dú)立地受I/O線控制。CUP從字段輸出口送出字型碼時(shí)，所有數(shù)碼管接

38、收到相同的字型碼，但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管亮，則取決于COM端。COM端與單片機(jī)的I/O接口相連接，由單片機(jī)輸出位位選碼到I/O接口，控制何時(shí)哪一位數(shù)碼管被點(diǎn)亮。在輪流點(diǎn)亮數(shù)碼管的位掃描過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間極為短暫。但由于人的視覺暫留現(xiàn)象，給人的印象就是一組穩(wěn)定顯示的數(shù)碼。動(dòng)態(tài)方式的優(yōu)點(diǎn)是十分明顯的，即耗電省，在動(dòng)態(tài)掃描過(guò)程中，任何時(shí)刻只有一個(gè)數(shù)碼管是處于工作狀態(tài)的。具體原理圖如圖</p><p><b&

39、gt;　　3 系統(tǒng)的調(diào)試</b></p><p>　　完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按設(shè)計(jì)意圖正常運(yùn)行，必須進(jìn)行系件和軟件調(diào)統(tǒng)調(diào)試。調(diào)試分了硬試。</p><p><b>　　3.1 硬件調(diào)試</b></p><p>　　硬件調(diào)試的主要任務(wù)是排除硬件故障，其中包括設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和工藝性故障等。</p>

40、<p>　　1.檢查所設(shè)計(jì)的硬件電路板所有的器件和引腳是否正確，尤其是電源的連接是否正確；檢查各總線是否有短路的故障。檢查開關(guān)/按鍵是否正常，是否連接正確，為了保護(hù)芯片，應(yīng)先對(duì)各IC座電位進(jìn)行檢查，確認(rèn)無(wú)誤后再插入芯片。</p><p>　　2.將40芯片的仿真插頭插入單片機(jī)插座進(jìn)行調(diào)試，檢查各接口是否滿足設(shè)計(jì)的要求，有正常的程序測(cè)試硬件電路的好壞。</p><p><

41、b>　　3.2 軟件件調(diào)試</b></p><p>　　軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序的錯(cuò)誤，同時(shí)也能發(fā)現(xiàn)硬件的故障。軟件調(diào)試是一個(gè)模塊一個(gè)模塊進(jìn)行的。首先單獨(dú)調(diào)試各子程序是否能夠按照預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常。最后調(diào)試整個(gè)程序。尤其注意的是各模塊間能否正確的傳遞參數(shù)。</p><p>　　1)檢查L(zhǎng)ED顯示模塊程序。觀察在LED上是

42、否能夠顯示相應(yīng)的字符。</p><p>　　2)檢查按鍵模塊程序。</p><p>　　3)檢查A/D轉(zhuǎn)換模塊程序。可以在硬件電路的輸入端輸入已知的幾個(gè)電壓，分別觀察LED上是否顯示相應(yīng)的電壓值。</p><p>　　4)檢查數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換模塊程序。</p><p><b>　　3.3 軟硬聯(lián)調(diào)</b></p>

43、<p>　　該系統(tǒng)存在軟件和硬件的緊密聯(lián)系。軟硬件都調(diào)試通過(guò)后，整個(gè)系統(tǒng)連接仍會(huì)存在很多麻煩。首先檢查 A/D 部分，然后是 FPGA/ 單片機(jī)，最后是數(shù)碼管，依次排除障礙。</p><p>　　總調(diào)試。當(dāng)相應(yīng)的各模塊環(huán)節(jié)都正確后，可程序下載到單片機(jī)。接上電源運(yùn)行。再檢查所有功能，觀察是否能預(yù)期的一樣。如果一樣，說(shuō)明設(shè)計(jì)成功完成</p><p><b>　　4 程序流

44、程圖</b></p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　由于使用的是高效單片機(jī)作為核心的測(cè)量系統(tǒng)，以及靈敏度和精度較高的A/D轉(zhuǎn)換器，使本直流電壓表具有精度高、靈敏度強(qiáng)、性能可靠、電路簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)，加上經(jīng)過(guò)優(yōu)化的程序，使其有很高的智能化水平。</p><p>　　單片機(jī)的應(yīng)用如今已經(jīng)在工業(yè)、電子等方方面面展

45、示出了它的優(yōu)越性，利用單片機(jī)在設(shè)計(jì)電路逐漸成了趨勢(shì)，它與外圍的簡(jiǎn)單電路再加上優(yōu)化程序就可以構(gòu)建任意的產(chǎn)品，使得本設(shè)計(jì)成為現(xiàn)實(shí)。隨著單片機(jī)的日益發(fā)展，它必將在未來(lái)顯示出更大的活力，為電子設(shè)計(jì)增加更多精彩。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陳洪中.數(shù)字電壓表[M].北京：水利電力出版社，1999.33~40</p>

46、<p>　　[2] 周立功.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2008.125~150</p><p>　　[3] 吳國(guó)經(jīng).單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.76~98</p><p>　　[4] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2006.92~104</p><p>　　[5] 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)

47、計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.25~88</p><p>　　[6] 侯振鵬.嵌入式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].北京：人民郵電出版社，2006.30~45</p><p>　　[7] 李光飛 李良兒.單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.105~122</p><p>　　[8] 王港元.電工電子實(shí)踐指導(dǎo)[M].江西:江西科學(xué)技術(shù)出版

48、社,2005.84~96</p><p>　　[9] 楊欣．電子設(shè)計(jì)從零開始[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.35~52</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一直是在導(dǎo)師***的悉心指導(dǎo)下進(jìn)行的。*老師治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，為人和藹可親。并且在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，*老師不斷對(duì)我得到的結(jié)論進(jìn)行

49、總結(jié)，并提出新的問題，使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題能夠深入地進(jìn)行下去，也使我接觸到了許多理論和實(shí)際上的新問題，使我做了許多有益的思考。在此表示誠(chéng)摯的感謝和由衷的敬意。</p><p>　　同時(shí),也要感謝學(xué)校給予我這個(gè)深造的平臺(tái)，濃厚的學(xué)術(shù)氛圍，舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境我將終生難忘！</p><p>　　在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò)三年生活的各位同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和

50、疑惑，直至論文的順利完成。特別感謝教我們的***老師，對(duì)本課題做了不少工作，給予我不少的幫助。</p><p>　　在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完</p><p>　　成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!</p><p>　　最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們！謝謝！</

51、p><p>　　附錄1 系統(tǒng)整體電路圖</p><p><b>　　附錄2 C語(yǔ)言程序</b></p><p>　　#include <reg51.h></p><p>　　#include <intrins.h> </p><p>　　sbit adc_rd=P3^7;

52、 //RD</p><p>　　sbit adc_wr=P3^6; //WR</p><p>　　sbit s1=P2^0;</p><p>　　sbit s2=P2^1;</p><p>　　sbit s3=P2^2;</p><p>　　sbit s4=P2^3;</p><p>　　

53、unsigned char Disbuf[]={0,0,0};</p><p>　　unsigned char code tab[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};</p><p>　　void display();</p><p>　　void dsxms()</p><

54、p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p><p>　　for(i=0;i<250;i++);</p><p><b>　　} </b></p><p>　　void delay(unsigned int x)</p><

55、p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int i,j;</p><p>　　for(i=0;i<x;i++)</p><p>　　for(j=0;j<110;j++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　

56、void display()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p><p>　　for(i=0;i<10;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1=0xc1;

57、 //'U'</p><p><b>　　s4=0;</b></p><p><b>　　dsxms();</b></p><p><b>　　s4=1;</b></p><p>　　P1=tab[Disbuf[2]];</p><p&

58、gt;<b>　　s3=0;</b></p><p><b>　　dsxms();</b></p><p><b>　　s3=1; </b></p><p>　　P1=tab[Disbuf[1]] & 0x7f;</p><p><b>　　s2=0;<

59、/b></p><p><b>　　dsxms();</b></p><p><b>　　s2=1;</b></p><p>　　if(Disbuf[0]==0)</p><p><b>　　P1=0xff;</b></p><p><b&g

60、t;　　else</b></p><p>　　P1=tab[Disbuf[0]];</p><p><b>　　s1=0;</b></p><p><b>　　dsxms();</b></p><p><b>　　s1=1;</b></p><p

61、><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　adc()</b></p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　adc_wr=0;</b></p&

62、gt;<p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　adc_wr=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　unsigned char read()</p><p><b>　　{</b&

63、gt;</p><p>　　unsigned char r;</p><p><b>　　P0=0xff; </b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　adc_rd=0;</b></p><p><b

64、>　　_nop_();</b></p><p><b>　　r=P0; </b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　adc_rd=1;</b></p><p>　　return(r);</p>&l

65、t;p><b>　　}</b></p><p>　　void fw(unsigned char dat)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int i;</p><p>　　i=dat*7.84; //5*4=20.0V<

66、/p><p>　　Disbuf[0]=i/1000;</p><p>　　Disbuf[1]=(i%1000)/100;</p><p>　　Disbuf[2]=((i%1000)%100)/10;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　main()</b

67、></p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char p;</p><p>　　while(1) </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　adc(); </b></p&g