基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　單片機(jī)是一種集成電路芯片，隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透， 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。由于單片機(jī)具有簡(jiǎn)單實(shí)用、高可靠

2、性、良好的性能價(jià)格比以及體積小等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域得到了迅猛發(fā)展。</p><p>　　數(shù)字電壓表（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

3、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。本設(shè)計(jì)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。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)， 數(shù)字電壓表， A/D 轉(zhuǎn)換器， 電壓測(cè)量</p><p><b>

4、;　　Abstract</b></p><p>　　SCM is a kind of integrated circuit chips, along with the computer in the social sector penetration and MCU application is continuously to the deepening, and pushing the tradit

5、ional control test on the new beneficial update. In real time detection and automatic control of the microcomputer application system, the microcontroller is often as a core component to use, only single chip microcomput

6、er aspects knowledge is not enough, should according to the specific hardware structure, and the view of</p><p>　　Digital voltmeter (hereinafter referred to as DVM), it is using digital measurement technique

7、, the continuous analogue (dc input voltage) converted into digital form of discontinuous, discrete and to show appearance. The traditional pointer type voltmeter and low accuracy of single function, and can't meet t

8、he needs of the digital age, the digital voltmeter by single chip microcomputer, the high precision and strong anti-interference, extensibility, integration is convenient, still can and PC fo</p><p>　　Key wo

9、rds: SCM Digital voltmeter A/D converter Voltage measurement</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要i</b></p><p>　　Abstractii</p><p>　　1

10、緒 論1</p><p>　　1.1 研究背景及意義1</p><p>　　1.2 單片機(jī)簡(jiǎn)介1</p><p>　　1.3 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)3</p><p>　　1.4 研究?jī)?nèi)容3</p><p><b>　　2 數(shù)字電壓表4</b></p><

11、p>　　2.1 數(shù)字電壓表的特點(diǎn)4</p><p>　　2.2 數(shù)字儀表的發(fā)展趨勢(shì)5</p><p>　　3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1 總體方案設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)原理分析7</p><p>　　3.2.1 單片機(jī)AT89S517</p><p

12、>　　3.2.2 AT89S51的特點(diǎn)8</p><p>　　3.2.3 ADC0809工作原理8</p><p>　　3.3 硬件電路設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.3.1 復(fù)位電路8</p><p>　　3.3.2 晶振電路9</p><p>　　3.3.3 測(cè)量、轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)10</p&g

13、t;<p>　　3.3.4 顯示電路設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.3.5 電源電路17</p><p>　　4 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.1 主程序設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.2 初始化程序18</p><p>　　4.3 顯示子程序18</p>&l

14、t;p>　　4.4 A/D轉(zhuǎn)換測(cè)量子程序19</p><p>　　4.5 源程序20</p><p><b>　　結(jié) 論21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p>

15、<p><b>　　附 錄24</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1 研究背景及意義</p><p>　　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

16、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，展示出強(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。新型數(shù)字電壓表以其高準(zhǔn)確度、高

17、可靠性、高分辨率、高性價(jià)比等優(yōu)良特性倍受人們的青睞。目前，數(shù)字電壓表作為數(shù)字化儀表的基礎(chǔ)與核心，已被廣泛用于電子和電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。與此同時(shí)，由電壓表擴(kuò)展而成的各種通用及專用儀表（含數(shù)字萬(wàn)用表），也將電量及非電量測(cè)量技術(shù)提高到嶄新水平。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)是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</p><p>　　數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心和基

18、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(jìn)行讀數(shù)的方法，避免了讀數(shù)的視差和視覺(jué)疲勞。目前數(shù)字萬(wàn)用表的內(nèi)部核心部件是A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器的精度很大程度上影響著數(shù)字萬(wàn)用表的準(zhǔn)確度，本設(shè)計(jì)A/D 轉(zhuǎn)換器采用ADC0809對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，控制核心AT89C51再對(duì)轉(zhuǎn)換的結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算和處理，最后驅(qū)動(dòng)輸出裝置顯示數(shù)字電壓信號(hào)。</p><p>&

19、lt;b>　　1.2 單片機(jī)簡(jiǎn)介</b></p><p>　　單片機(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)，隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，只讀程序存儲(chǔ)器(ROM)，輸入輸出電路(I/O口)如圖1.1所示，可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信口(SCI)，顯示驅(qū)動(dòng)電路(LCD或LED驅(qū)動(dòng)電路)，脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多

20、路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。</p><p>　　圖1.1單片機(jī)控制系統(tǒng)的組成 </p><p>　　由此來(lái)看，單片機(jī)有著微處理器所不具備的功能，它可單獨(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)最大的特征。然而單片機(jī)又不同于單板機(jī)，芯片在沒(méi)有開發(fā)前，它只

21、是具備功能極強(qiáng)的超大規(guī)模集成電路，如果賦予它特定的程序，它便是一個(gè)最小的、完整的微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它與單板機(jī)或個(gè)人電腦(PC機(jī))有著本質(zhì)的區(qū)別，單片機(jī)的應(yīng)用屬于芯片級(jí)應(yīng)用，需要我們了解單片機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)以及其它集成電路應(yīng)用技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的理論和技術(shù)，用這樣特定的芯片設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，從而使該芯片具備特定的功能。</p><p>　　不同的單片機(jī)有著不同的硬件特征和軟件特征，即它們的技術(shù)特征均不盡相同，

22、硬件特征取決于單片機(jī)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，我們要使用某種單片機(jī)，必須了解該型產(chǎn)品是否滿足需要的功能和應(yīng)用系統(tǒng)所要求的特性指標(biāo)。這里的技術(shù)特征包括功能特性、控制特性和電氣特性等等，這些信息需要從生產(chǎn)廠商的技術(shù)手冊(cè)中得到。軟件特征是指指令系統(tǒng)特性和開發(fā)支持環(huán)境，指令特性即我們熟悉的單片機(jī)的尋址方式，數(shù)據(jù)處理和邏輯處理方式，輸入輸出特性及對(duì)電源的要求等等。開發(fā)支持的環(huán)境包括指令的兼容及可移植性，支持軟件(包含可支持開發(fā)應(yīng)用程序的軟件資源)及硬件資源

23、。要利用某型號(hào)單片機(jī)開發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)，掌握其結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)特征是必須的。</p><p>　　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>　　誠(chéng)然，單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由

24、此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它已從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計(jì)思想。是控制技術(shù)的一次革命，是一座重要的里程碑。</p><p>　　1.3 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇：（1）在智能儀器儀表上的應(yīng)用（2）在工業(yè)控制中的應(yīng)用（3）在家用電器中的應(yīng)用（4）在

25、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用。</p><p>　　現(xiàn)在可以說(shuō)單片機(jī)是百花齊放，百家爭(zhēng)鳴的時(shí)期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地?？v觀單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，大致有：低功耗CMOS化、微型單片化、主流與多品種共存。</p><

26、p><b>　　1.4 研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　　按系統(tǒng)功能要求，決定控制系統(tǒng)采用AT89S51單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809.系統(tǒng)除能確保實(shí)現(xiàn)要求的功能外，還可以方便地進(jìn)行其功能的擴(kuò)展。本文采用AT89s51作為核心元件，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

27、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。 </p><p>　　研究設(shè)計(jì)一個(gè)以AT89C51單片機(jī)為主控芯片，A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809 的數(shù)字電壓表。其基本工作原理

28、是將被測(cè)電壓信號(hào)，送入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后送到單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后得到的電壓值再送到LED中顯示。</p><p>　　本設(shè)計(jì)從各個(gè)角度分析了由單片機(jī)組成的數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)過(guò)程及個(gè)部分電路的組成及其原理，并且分析了程序如何驅(qū)動(dòng)單片機(jī)及兒時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)的原理及方法。本設(shè)計(jì)主要分為兩部分：硬件電路及軟件程序。而硬件電路又大可分為A \D轉(zhuǎn)換電路、LED顯示電路，各部分電路的設(shè)計(jì)及原理將會(huì)在硬件電路設(shè)計(jì)部

29、分詳細(xì)介紹；程序的設(shè)計(jì)使用匯編語(yǔ)言編程。</p><p><b>　　2 數(shù)字電壓表</b></p><p>　　數(shù)字電壓表簡(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。</p><p>　　2.1 數(shù)字電壓表的特點(diǎn)</p><p>　　1．顯示清晰直觀，

30、讀數(shù)準(zhǔn)確</p><p>　　傳統(tǒng)的模擬式儀表必須借助于指針和刻度盤進(jìn)行讀數(shù)，在讀數(shù)過(guò)程中不可避免的會(huì)引入人為的測(cè)量誤差。數(shù)字電壓表則采用先進(jìn)的數(shù)顯技術(shù)，使測(cè)量結(jié)果一目了然，只要儀表不發(fā)生跳讀現(xiàn)象，測(cè)量結(jié)果就是唯一的。</p><p>　　新型數(shù)字電壓表還增加了標(biāo)志符顯示功能，包括測(cè)量項(xiàng)目、符號(hào)單位和特殊符號(hào)、為解決DVM不能反映被測(cè)電壓的連續(xù)變化過(guò)程以及變化趨勢(shì)這一難題，一種"

31、數(shù)字/模擬條圖"儀表業(yè)已問(wèn)世。"模擬圖條"（Anal of Bargraph）有雙重含義：第一，被測(cè)量為模擬量；第二，利用條狀圖形來(lái)模擬被測(cè)量的大小及變化趨勢(shì)。這類儀表將數(shù)字顯示與高分辨率模擬條圖顯示集于一身，兼有DVM與模擬電壓表之優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　智能數(shù)字電壓表均帶微處理器和標(biāo)準(zhǔn)接口，可配合計(jì)算機(jī)和打印機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或自動(dòng)打印，構(gòu)成完整的測(cè)試系統(tǒng)。</p>

32、<p><b>　　2．顯示位數(shù)</b></p><p>　　顯示位數(shù)通常為31/2位、32/3位、33/4/位、41/2位、43/4位、51/2位、61/2位、71/2位、81/2位共9種。判定數(shù)字儀表的位數(shù)有兩條原則：①能顯示0～9所有數(shù)字的位是整數(shù)位；②分?jǐn)?shù)位的數(shù)值是以最大顯示值中最高位數(shù)字為分子，用滿量程時(shí)最高數(shù)字作分母。例如，某數(shù)字儀表的最大顯示值為1999，滿量程計(jì)數(shù)

33、值為2000，這表明該儀表有3個(gè)整數(shù)位，而分?jǐn)?shù)位的分子為1，分母是2，故稱之為31/2位，讀作三位半。 </p><p><b>　　3．準(zhǔn)確度高</b></p><p>　　準(zhǔn)確度是測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合。</p><p><b>　　4．分辨率高</b></p><p>　　數(shù)字電壓

34、表在最低電壓量程上末位1個(gè)字所代表的電壓值，稱為儀表的分辨力，它反映儀表靈敏度的高低。分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。分辨率是指所能顯示的最小數(shù)字（零除外）與最大數(shù)字的百分比。例如31/2位DVM的分辨率為1/1999≈0.05％。需要指出，分辨力與準(zhǔn)確度屬于兩個(gè)不同的觀念。從測(cè)量角度看，分辨力是"虛"指標(biāo)（與測(cè)量誤差無(wú)關(guān)），準(zhǔn)確度才是"實(shí)"指標(biāo)（代表測(cè)量誤差的大小）。</p><

35、;p><b>　　5．測(cè)量范圍寬</b></p><p>　　多量程DVM一般可測(cè)量0～1000V直流電壓，配上高壓探頭還可測(cè)上萬(wàn)伏的高壓。</p><p><b>　　6．?dāng)U展能力強(qiáng)</b></p><p>　　在數(shù)字電壓表的基礎(chǔ)上，還可擴(kuò)展成各種通用及專用數(shù)字儀表、數(shù)字多用表（DMM）和智能儀表，以滿足不同的需要

36、。</p><p><b>　　7．測(cè)量速度快</b></p><p>　　數(shù)字電壓表在每秒鐘內(nèi)對(duì)被測(cè)電壓的測(cè)量次數(shù)，叫測(cè)量速率，單位是"次/S"。它主要取決于A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率，其倒數(shù)是測(cè)量周期。</p><p><b>　　8．輸入阻抗高</b></p><p>　　數(shù)字

37、電壓表具有很高的輸入阻抗，通常為10MΩ～10000MΩ，最高可達(dá)1TΩ。9．集成度高，微功耗</p><p>　　新型數(shù)字電壓表普遍采用CMOS大規(guī)模集成電路，整機(jī)功耗很低。10．抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　51/2位以下的DVM大多采用積分式A/D轉(zhuǎn)換器，其串模抑制比、共模抑制比各別可達(dá)100dB、80～120dB。高檔DVM還采用數(shù)字濾波、浮地保護(hù)等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步提高了抗干

38、擾能力，共模抑制比可達(dá)180dB。 </p><p>　　2.2 數(shù)字儀表的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　采用新技術(shù)、新工藝，由LSI和VLSI構(gòu)成的新型數(shù)字儀表及高檔智能儀器的大量問(wèn)世，標(biāo)志著電子儀器領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，也開創(chuàng)了現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù)的先河。 具體來(lái)說(shuō)測(cè)量控制與儀器儀表的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，可以總結(jié)為以下主要特點(diǎn)：</p><p>　　1、技術(shù)指標(biāo)不斷提高就如奧林

39、匹克運(yùn)動(dòng)的口號(hào)是更高、更快、更強(qiáng)一樣，測(cè)量控制與儀器儀表在提高測(cè)量控制的技術(shù)指標(biāo)和功能上是永遠(yuǎn)的追求，測(cè)量控制與儀器儀表的技術(shù)指標(biāo)水平是一個(gè)國(guó)家測(cè)量控制與儀器儀表水平的量化標(biāo)志。提高產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性，根據(jù)不同用戶的要求，有高溫、高濕、高塵、腐蝕、振動(dòng)、沖擊、電磁場(chǎng)、輻射、深水、雨淋、高電壓、低氣壓等條件下的適應(yīng)性。 </p><p>　　2、新的科學(xué)研究成果和發(fā)現(xiàn)如信息論、控制論、系統(tǒng)工程理論，微觀和宏觀世界研究成

40、果及大量高新技術(shù)如微弱信號(hào)提取技術(shù)，計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，激光技術(shù)，超導(dǎo)技術(shù)，納米技術(shù)等均成為測(cè)量控制與儀器儀表科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。儀器儀表不僅本身已成為高技術(shù)的新產(chǎn)品，而且利用新原理、新概念、新技術(shù)、新材料和新工藝等最新科技成果集成的裝置和系統(tǒng)層出不窮。　　3、測(cè)量單元微小型化、智能化測(cè)量控制與儀器儀表大量采用新的傳感器、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)及專家系統(tǒng)等信息技術(shù)產(chǎn)品，不斷向微小型化、智能化發(fā)展，從目前出現(xiàn)的“

41、芯片式儀器儀表”，“芯片實(shí)驗(yàn)室”、“芯片系統(tǒng)”等看，測(cè)量單元的微小型化和智能化將是長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)。從應(yīng)用技術(shù)看，微小型化和智能化測(cè)量單元的嵌入式連接和聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)得到重視。　　4、測(cè)控范圍向立體化、全球化擴(kuò)展，測(cè)量控制向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展隨著儀器儀表所測(cè)控的既定區(qū)域不斷向立體化、全球化甚至星球化發(fā)展，儀器儀表和測(cè)控裝置已不再呈單個(gè)裝置形式，它必然向測(cè)控裝置系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展?！　?、便攜式、手持式以至個(gè)性化儀器儀表大量發(fā)展隨著生產(chǎn)

42、的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)自己的生</p><p><b>　　3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)如圖3.1所示。包含測(cè)量電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)數(shù)據(jù)處理電路，和LED顯示電路。</p><p>　　圖3.1 數(shù)字電壓表的組成框圖<

43、/p><p>　　被測(cè)得的電壓信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終將數(shù)據(jù)處理后得到的電壓值送到LED中進(jìn)行顯示。</p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)原理分析</p><p>　　3.2.1 單片機(jī)AT89S51</p><p>　　AT89S51單片機(jī)是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)

44、，片內(nèi)含4K bytes的可系統(tǒng)編程的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)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲(chǔ)器，既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)AT89S51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。</p><p>　　3.2.2 AT89S51的特點(diǎn)

45、</p><p>　　40個(gè)引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器 此外，AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口

46、，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。</p><p>　　3.2.3 ADC0809工作原理</p><p>　　8路模擬信號(hào)由ADC0809的IN0～I(xiàn)N7端輸入，AT89S51單片機(jī)的ALE端口輸出的脈沖信號(hào)送ADC0809的10腳作為A

47、DC的時(shí)鐘信號(hào)（產(chǎn)生CLK信號(hào)的方法就得用軟件來(lái)產(chǎn)生）。A/D轉(zhuǎn)換完成之后，從EOC端返回AT89S51一個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，單片機(jī)隨即用信號(hào)將A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字輸出從D0～D7端經(jīng)P0口數(shù)據(jù)總線讀入自己的存儲(chǔ)器中。A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程全部結(jié)束。再經(jīng)軟件程序轉(zhuǎn)換成a～g 7段碼輸出，驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管。各位數(shù)碼管由位控信號(hào)P3.0、P3.1、P3.2、P3.3控制，由74LS245反相驅(qū)動(dòng)將依次巡回點(diǎn)亮數(shù)碼管。</p><p>

48、;　　3.3 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 復(fù)位電路</p><p>　　89C51單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。最簡(jiǎn)單的上電自動(dòng)復(fù)位電路，是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。只要Vcc的上升時(shí)間不超過(guò)1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用6MHz時(shí)，C取22uF，R取1K。</p><p>　　除上電復(fù)位外，有時(shí)還需要按鍵手動(dòng)復(fù)

49、位。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)電阻和電源Vcc接通而實(shí)現(xiàn)的，按鍵手動(dòng)電平復(fù)位電路如圖3.1。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用12MHz時(shí)，C選取22uF，R選擇1000歐。</p><p>　　復(fù)位電路如圖3.2所示，單片機(jī)系統(tǒng)常常有上電復(fù)位和操作復(fù)位兩種。上電復(fù)位是指單片機(jī)上電瞬間，要在RST引腳上出現(xiàn)寬度大于10ms的正脈沖，才能使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。操作復(fù)位是指用戶按下“復(fù)位”按鈕使單

50、片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。</p><p><b>　　圖3.2 復(fù)位電路</b></p><p>　　3.3.2 晶振電路</p><p>　　晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱，在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這

51、兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是

52、放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略?！　∫话愕木д竦呢?fù)載電容為15p或12.5p ，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個(gè)22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。 晶體振蕩器也分為無(wú)源晶振和</p><p>　　石英晶體振蕩器與石英晶體諧振器都是提供穩(wěn)定

53、電路頻率的一種電子器件。石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)來(lái)起振，而石英晶體諧振器是利用石英晶體和內(nèi)置IC來(lái)共同作用來(lái)工作的。振蕩器直接應(yīng)用于電路中，諧振器工作時(shí)一般需要提供3.3V電壓來(lái)維持工作。振蕩器比諧振器多了一個(gè)重要技術(shù)參數(shù)為：諧振電阻（RR），諧振器沒(méi)有電阻要求。RR的大小直接影響電路的性能，也是各商家競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)重要參數(shù)。本設(shè)計(jì)采用12MHz晶振，并聯(lián)兩個(gè)30pF電容構(gòu)成晶振電路。</p><p>

54、　　圖3.3 單片機(jī)晶振電路</p><p>　　晶振電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的時(shí)鐘信號(hào)，使用晶體震蕩器時(shí)，c2,c3取值20~40PF，使用陶瓷震蕩器時(shí)c2,c3取值30~50PF。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，晶振和電容應(yīng)盡量靠近芯片，以減小分布電容，保證震蕩器的穩(wěn)定性。 </p><p>　　3.3.3 測(cè)量、轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)</p><p>　　使用ADC0809作為數(shù)模轉(zhuǎn)

55、換元件，其引腳圖如3.4所示 </p><p>　　圖3.4 ADC0809引腳圖 </p><p>　　ADC0809的主要特性：</p><p>　　1）8路輸入通道，8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。 </p><p>　　2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕?</p><p>　　3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs(時(shí)鐘為640k

56、Hz時(shí))，130μs（時(shí)鐘為500kHz時(shí)）　 </p><p>　　4）單個(gè)＋5V電源供電 </p><p>　　5）模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 </p><p>　　6）工作溫度范圍為-40～＋85攝氏度 </p><p>　　7）低功耗，約15mW。</p><p>　　ADC0809的外

57、部特性：</p><p>　　ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，下面說(shuō)明各引腳功能。 </p><p>　　IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。 </p><p>　　2-1～2-8：8位數(shù)字量輸出端。 </p><p>　　ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路 </p>&

58、lt;p>　　ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 </p><p>　　START： A／D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少100ns寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換）。 </p><p>　　EOC： A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 </p><p>　

59、　OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 </p><p>　　CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。 </p><p>　　REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。 </p><p>　　Vcc：電源，單一＋5V。 </p><p><b>

60、;　　GND：地。</b></p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換有集成電路ADC0809完成。ADC0809具有8路模擬輸入端口，地址線(第23-25腳)可決定對(duì)哪一路模擬輸入作A/D轉(zhuǎn)換。第22腳位地址鎖存控制，當(dāng)輸入為高電平時(shí)，對(duì)地址信號(hào)進(jìn)行鎖存。第6腳位測(cè)試控制，當(dāng)輸入一個(gè)2μｓ寬高電平脈沖時(shí)，就開始A/D轉(zhuǎn)換。第7腳為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，第7腳輸出高電平。第9腳為A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸

61、出允許控制，當(dāng)OE腳為高電平時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)從端口輸出。第10腳為ADC0809的時(shí)鐘輸入端，利用單片機(jī)第30腳的分頻晶振頻率，再通過(guò)14024二分頻得到1MHz時(shí)鐘。</p><p>　　單片機(jī)的P1、P3.0-P3.3端口作為4位LED數(shù)碼管顯示控制。P3.5端口用作單路顯示/循環(huán)顯示轉(zhuǎn)換按鈕。P3.6端口用作單路顯示時(shí)選擇顯示的通道。P0端口用作A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入，P2端口用作ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換控

62、制。</p><p>　　圖3.5 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)電路圖</p><p>　　3.3.4 顯示電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.數(shù)碼管簡(jiǎn)介</b></p><p>　　LED數(shù)碼管以發(fā)光二極管作為發(fā)光單元，顏色有單紅，黃，藍(lán)，綠，白，七彩效果，它屬于一種照明裝飾、亮化燈具。</p><p>

63、　?。?）LED數(shù)碼管以發(fā)光二極管作為發(fā)光單元，顏色有單紅，黃，藍(lán)，綠，白，七彩效果。單色，分段全彩管可用大樓，道路，河堤輪廓亮化，LED數(shù)碼管可均勻排布形成大面積顯示區(qū)域，可顯示圖案及文字，并可播放不同格式的視頻文件。通過(guò)電腦下flash、動(dòng)畫、文字等文件，或使用動(dòng)畫設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)個(gè)性化動(dòng)畫，播放各種動(dòng)感變色的圖文效果； </p><p>　?。?）可放在PCB電路板上按紅綠蘭順序呈直線排列，以專用驅(qū)動(dòng)芯片控制，

64、構(gòu)成變化無(wú)窮的色彩和圖形。外殼采用阻燃PC塑料制作，強(qiáng)度高，抗沖擊，抗老化，防紫外線，防塵，防潮。LED 護(hù)欄管具有功耗小，無(wú)熱量，耐沖擊，長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，配合控制器，即可實(shí)現(xiàn)流水，漸變，跳變，追逐等效果。如果應(yīng)用于大面積工程中，連接電腦同步控制器，還可顯示圖案，動(dòng)畫視頻等效LED數(shù)碼全彩燈管可以組成一個(gè)模擬LED顯示屏，模擬顯示屏可以提供各種全彩效果及動(dòng)態(tài)顯示圖像字符，可以采用脫機(jī)控制或計(jì)算機(jī)連接實(shí)行同步控制；可以顯示各式各樣的全彩動(dòng)態(tài)

65、效果?？刂葡到y(tǒng)采用三泰VISS專用燈光編程軟件編輯，數(shù)碼管控制花樣更改方便，只需將編輯生成的花樣格式文件復(fù)制進(jìn)CF卡即可，數(shù)碼管控制器可以單獨(dú)控制，也可多臺(tái)聯(lián)機(jī)控制，數(shù)碼管安裝編排方式任意，適合各種復(fù)雜工程需求。數(shù)碼管、控制器以及電源等以標(biāo)準(zhǔn)公母插頭連接，方便快捷，并具有獨(dú)特的外形設(shè)計(jì)，全新的戶外防水結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2. LED數(shù)碼管構(gòu)成</p><p>　　LED數(shù)碼管顯示器

66、是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也稱為數(shù)碼管。其外形結(jié)構(gòu)如圖所示。它由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示0-9、A-F及小數(shù)點(diǎn)“.”等字符。</p><p>　　數(shù)碼管有共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)規(guī)格，如圖3.6所示。圖中電阻為外接。共陰極數(shù)碼管的發(fā)光二極管陰極共地，當(dāng)某發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，二極管點(diǎn)亮；共陽(yáng)極數(shù)碼管的發(fā)光二極管是陽(yáng)極，并接高電平，對(duì)于需點(diǎn)亮的發(fā)光二極管將其陰極接低電平即可。<

67、/p><p>　　對(duì)照?qǐng)D3.6中的字段:7段發(fā)光二極管,在加上1個(gè)小數(shù)點(diǎn)位,共計(jì)8段,因此提供給LED顯示器的字形碼正好一字節(jié)。 </p><p>　　圖3.6(a) 共陰極 圖3.6(b) 共陽(yáng)極 </p><p>　　圖3.6（C）字段顯示 </p><p><b>　　3.顯示方式</b>

68、;</p><p><b>　　（1）靜態(tài)顯示方式</b></p><p>　　直接利用并行口輸出。LED顯示工作于靜態(tài)顯示方式時(shí),各位的共陰極連接在一起接地;每位的段選線分別于一個(gè)8位的鎖存輸出相連。一般稱之為靜態(tài)顯示,是由于顯示器中的各位相互獨(dú)立。而且各位的顯示字符一經(jīng)確定,相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變,直到顯示另一個(gè)字符為止。</p><p&g

69、t;　　利用通信號(hào)串行輸出。在實(shí)際應(yīng)用中,多位LED顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，在系統(tǒng)不需要通信功能時(shí)，經(jīng)常采用串行通信口工作方式0，外接移位寄存器74LS164、CD4094來(lái)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示。</p><p>　　表3.1七段LED段選碼表</p><p><b>　?。?）動(dòng)態(tài)顯示方式</b></p><p>　　對(duì)多位LED顯示器的動(dòng)態(tài)顯示，通常

70、都時(shí)采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示，即逐個(gè)循環(huán)點(diǎn)亮各位顯示器。這樣雖然在任一時(shí)刻只有一位顯示器被點(diǎn)亮，但是由于間隔時(shí)間較短，且人眼具有視覺(jué)殘留效應(yīng)，看起來(lái)與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮一樣。</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)LED顯示器的動(dòng)態(tài)掃描，除了要給顯示器提供的輸入之外，還要對(duì)顯示器加位選擇控制，這就是通常所說(shuō)的段控和位控。因此多位LED顯示器接口電路需要有兩個(gè)輸出口，其中一個(gè)用于輸出8位控信號(hào)；另一個(gè)用于輸出段控信號(hào)，其連

71、接圖如下： </p><p>　　3.7 LED顯示電路 </p><p>　　3.3.5 電源電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)選擇三端集成穩(wěn)壓器0875及變壓器，整流橋,濾波電容構(gòu)成直流穩(wěn)壓電路。C1，C2，C3用來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償，防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩和意志電路引入高頻干擾，C4是電解電容，以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。D是保護(hù)二極管，當(dāng)輸入端

72、短路時(shí)，給輸出電容器C4一個(gè)放電通路，防止C4兩端電壓作用于穩(wěn)壓器，造成擊穿而損壞。</p><p>　　變壓器采用220V-9V變壓器，整流橋和保護(hù)二極管采用IN4001。</p><p>　　圖3.8 直流穩(wěn)壓電源電路</p><p><b>　　4 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.

73、1 主程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在剛上電時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)為循環(huán)顯示8個(gè)通道的電壓值狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行一次測(cè)量后，將顯示每一通道的A/D轉(zhuǎn)換值，每個(gè)通道的數(shù)據(jù)顯示時(shí)間在1s左右。主程序在調(diào)用顯示子程序與測(cè)量子程序之間循環(huán)。</p><p>　　主程序流程圖如圖4.1所示 </p><p>　　圖4.1 主程序流程圖 </p><p&g

74、t;<b>　　4.2 初始化程序</b></p><p>　　系統(tǒng)上電時(shí)，初始化程序主要用來(lái)執(zhí)行70H-77H內(nèi)存單元清0和P2口置0等準(zhǔn)備工作。</p><p><b>　　4.3 顯示子程序</b></p><p>　　顯示子程序采用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)4位數(shù)碼管的數(shù)值顯示。測(cè)量所得的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)放在70H-77H內(nèi)存單

75、元中，測(cè)量數(shù)據(jù)在顯示時(shí)須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換成為十進(jìn)制BCD碼放在78H-7BH單元中，其中7BH存放通道標(biāo)志數(shù)。寄存器R3用作8路循環(huán)控制，R0用作顯示數(shù)據(jù)地址指針。</p><p>　　圖4.2 顯示子程序流程圖</p><p>　　4.4 A/D轉(zhuǎn)換測(cè)量子程序</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換測(cè)量子程序用來(lái)控制對(duì)ADC0809的8路模擬輸入電壓的A/D轉(zhuǎn)換，并將對(duì)應(yīng)的數(shù)值移

76、入70H-77H內(nèi)存單元。</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換測(cè)量子程序流程圖如圖4.3所示</p><p>　　圖4.3 A/D轉(zhuǎn)換測(cè)量子程序流程圖</p><p><b>　　4.5 源程序</b></p><p><b>　　（源程序見附錄）</b></p><p>&l

77、t;b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)研制歷時(shí)近半年，通過(guò)和老師、同學(xué)充分合作共同努力已基本完成。在單片機(jī)數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)中，完成的是硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試實(shí)驗(yàn)，同時(shí)完成軟件設(shè)計(jì)方面的工作。在硬件設(shè)計(jì)中主要工作是：設(shè)計(jì)硬件的結(jié)構(gòu)框圖，完成硬件的設(shè)計(jì)。如數(shù)據(jù)處理電路、顯示電路。在硬件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，數(shù)字電壓表中關(guān)鍵技術(shù)是A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。在選擇構(gòu)成系統(tǒng)電路的元器件時(shí)，應(yīng)著重考慮其是

78、否會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及成本。</p><p>　　本設(shè)計(jì)用單片機(jī)制作的數(shù)字電壓表，能夠把模擬的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓信號(hào)并顯示，方便人們直觀準(zhǔn)確的檢測(cè)電壓的變化。</p><p>　　按系統(tǒng)功能要求，控制系統(tǒng)采用AT89S51單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809.系統(tǒng)除能確保實(shí)現(xiàn)要求的功能外，還可以方便地進(jìn)行其功能的擴(kuò)展。本文采用AT89S51作為核心元件，AT89S51是一個(gè)低功耗，高

79、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。 </p><p

80、>　　通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們明白了自己理論知識(shí)不足,實(shí)際操作能力有所欠缺. 要學(xué)習(xí)的東西還很多，學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 徐愛鈞.智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì)[

81、M].北京航空航天大學(xué)出版社，2004.</p><p>　　[2] 吳金戌.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2002.</p><p>　　[3] 張國(guó)勛.縮短ICL7135A/D采樣程序時(shí)間的一種方法，1993.</p><p>　　[4] 高峰.單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)[M].科學(xué)出版社，2003.</p><p>　　

82、[5] 楊恢先，黃輝先.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].人民郵電出版社，2006.</p><p>　　[6] 胡躍榮，田建軍.組合式鋼水測(cè)溫?cái)?shù)字儀[J].冶金自動(dòng)化，1980年03期.</p><p>　　[7] 李光錫.光電控制型恒流源[J].電測(cè)與儀表，1980年01期.</p><p>　　[8] 周棟，馬剛，閆廣.PIC16F87X單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用[A]，第十三

83、屆全國(guó)煤礦自動(dòng)化學(xué)術(shù)年會(huì)、中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C]，2003.</p><p>　　[9] 胡平.數(shù)字萬(wàn)用表的常用電路和檢修[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2003.</p><p>　　[10] 沙占友.新編實(shí)用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)沙占友[M].國(guó)防工業(yè)出版社，1998.</p><p>　　[11] 李廣第，朱月秀，王秀山.單片機(jī)基礎(chǔ)[M].北京航空航

84、天大學(xué)出版社，2001.</p><p>　　[12] 李光飛.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例知道[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2004.</p><p>　　[13] 房建東，高勝利.電子技術(shù)[M].內(nèi)蒙古大學(xué)出版社，2004.</p><p>　　[14] 房小翠，王金鳳.單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)[M].國(guó)防工業(yè)出版社，1999.</p><p>&

85、lt;b>　　致 謝</b></p><p>　　時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，春秋如夢(mèng)，聚散容易，離校日期已日趨臨近，畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成也隨之進(jìn)入了尾聲，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學(xué)朋友給我的熱情幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！</p><p>　　首先感謝我的指導(dǎo)老師，xx老師，在整個(gè)過(guò)程中，他給了我很大的幫助，我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階

86、段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。</p><p>　　xx老師為人謙遜，隨和熱情，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心，在論文的寫作過(guò)程中，xx老師沒(méi)有給我任何壓力，讓我擁有了很大的發(fā)揮空間。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，xx老師多次詢問(wèn)研究進(jìn)程，指出每稿中的具體問(wèn)題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。xx老師每次對(duì)我的疑問(wèn)給予細(xì)心的解答并

87、給出寫作建議，對(duì)我的論文進(jìn)行細(xì)心的修改，使得我的論文結(jié)構(gòu)一步一步的完善，內(nèi)容日趨豐滿。正是xx老師的無(wú)私幫助與熱忱鼓勵(lì)，我的畢業(yè)論文才能夠得以順利完成，在此我表示衷心感謝。</p><p>　　同時(shí)我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。認(rèn)真地謝謝我身邊所有的朋友和同學(xué)，謝謝你們，你們對(duì)我的關(guān)心、幫助和支持是我不斷前進(jìn)的動(dòng)力之一，我的大學(xué)生活因?yàn)橛心銈兌泳省?</p&

88、gt;<p>　　感謝我的母校提供良好的學(xué)術(shù)研究的氛圍，舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境以及較強(qiáng)的硬件設(shè)施。感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。 </p><p>　　同時(shí)要感謝我的父母及家人，我永遠(yuǎn)都不會(huì)忘記你們的良苦用心和一如既往的支持與鼓勵(lì)。沒(méi)有人比你們更愛我，你們對(duì)我的關(guān)愛讓我深深感受到了生活的美好，謝謝你們一直以來(lái)給予我的理解、鼓勵(lì)和支持，你們是我不斷取得進(jìn)步的永恒動(dòng)力。 </p><

89、;p>　　最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。</p><p><b>　　簽 名:</b></p><p><b>　　年 月 日 </b></p><p><b>　　附 錄</b></p><p

90、><b>　　源程序</b></p><p>　　本程序是用來(lái)顯示0-10v的測(cè)量電壓的，使用的單片機(jī)是：89C51，晶振12MHz</p><p>　　AD_EOC BIT P1.0; ad的接口</p><p>　　AD_TCK BIT P1.1</p><p>　　AD_OUT

91、 BIT P1.2</p><p>　　AD_IN BIT P1.3</p><p>　　AD_CS BIT P1.4</p><p>　　LED EQU P0 ; LED接的P0口</p><p>　　L1 BIT P2.0</p><p>　　

92、L2 BIT P2.1</p><p>　　L3 BIT P2.2</p><p>　　L4 BIT P2.3</p><p>　　LED1 EQU 30H ；LED0緩存</p><p>　　LED2 EQU 31H ；LED1緩存<

93、/p><p>　　LED3 EQU 32H ；LED2緩存</p><p>　　LED4 EQU 33H；LED3緩存</p><p>　　L_NUMEQU34H;led計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　ORG0000H</b></p><p>

94、<b>　　LJMPMAIN</b></p><p><b>　　ORG000BH</b></p><p><b>　　LJMPTT0</b></p><p>　　ORG 0080H</p><p>　　MAIN: MOVSP,#70H;設(shè)置堆棧</p&

95、gt;<p>　　MOVTH0,#60; 設(shè)置定時(shí)器定時(shí)時(shí)間 </p><p>　　MOVTL0,#176</p><p>　　MOVTMOD,#11H ;設(shè)置定時(shí)器工作狀態(tài)</p><p>　　SETBEA;開總中斷</p><p>　　SETBTR0;開定時(shí)器中斷0</

96、p><p>　　M1: LCALLADCJ;采集數(shù)據(jù)</p><p>　　LCALLAD_NUM;將采集的數(shù)據(jù)求和</p><p>　　LCALLPINGJUN;將采集的數(shù)據(jù)求平均</p><p>　　LCALLBIN_BCD;將采集的數(shù)據(jù)求平均后轉(zhuǎn)成bcd</p><p>　　JMPM1 ;

97、AD采集程序;48H-4FH</p><p>　　ADCJ: MOV R0,#48H</p><p>　　MOV R1,#49H</p><p>　　MOV DPTR,#DZSJ25</p><p>　　MOV R4,#01H ;一個(gè)通道</p><p>

98、;　　DTDZ25: MOV R3,#04H ;多通道采值起始，每個(gè)4次</p><p>　　DCCZ25: MOV A,#01H ;采集第一個(gè)通道</p><p>　　LCALL RD_AD</p><p>　　INC R0</p><p>　　INC R1&

99、lt;/p><p>　　DJNZ R3,DCCZ25</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　RD_AD: MOV @R0,#00H ;2543串行數(shù)據(jù)輸出高位</p><p>　　MOV @R1,#00H</p><p><b&

100、gt;　　CLR CLK</b></p><p>　　SETB CS25</p><p>　　CLR CS25</p><p>　　MOV R2,#08H</p><p>　　LOP1: MOV C,DO</p><p><b>　　RLC A</b>&l

101、t;/p><p>　　MOV DI,C</p><p>　　SETB CLK</p><p><b>　　CLR CLK</b></p><p>　　DJNZ R2,LOP1</p><p><b>　　SWAP A</b></p><

102、p>　　XCHD A,@R0 ;交換 LOW 4 BITS</p><p><b>　　SWAP A</b></p><p>　　MOV R2,#04H</p><p>　　LOP2: MOV C,DO</p><p><b>　　RLC A</b>

103、</p><p><b>　　SETB CLK</b></p><p><b>　　CLR CLK</b></p><p>　　DJNZ R2,LOP2</p><p>　　MOV @R1,A</p><p>　　SETB CS25</p><

104、;p><b>　　RET</b></p><p>　　DZSJ25: DB 00H,10H,20H,30H,40H ;兩字節(jié)相加;結(jié)果在41H和42H中,41H低字節(jié)，42h高字節(jié)</p><p>　　AD_NUM: MOV41H,#00H</p><p>　　MOV42H,#00H</p>&

105、lt;p>　　MOV41H,48H;低字節(jié)</p><p>　　MOV42H,49H</p><p><b>　　CLRC</b></p><p>　　MOVA,4AH</p><p>　　ADDCA,41H</p><p>　　JCAD_NUM1</p>

106、<p>　　ADD42H,#01</p><p>　　AD_NUM1:CLRC</p><p>　　MOVA,4CH</p><p>　　ADDCA,41H</p><p>　　JCAD_NUM2</p><p>　　ADD42H,#01</p><p>　　A

107、D_NUM2:CLRC</p><p>　　MOVA,4EH</p><p>　　ADDCA,41H</p><p>　　JCAD_NUM3</p><p>　　ADD42H,#01</p><p>　　AD_NUM3:CLRC</p><p>　　MOV A, 4BH<

108、;/p><p>　　ADD A, 42H</p><p>　　MOV A,4DH</p><p>　　ADDA,42H</p><p>　　MOVA,4FH</p><p>　　ADDCA,42H</p><p>　　RET ;求平均數(shù)</p&

109、gt;<p>　　PINGJUN:CLRC</p><p>　　MOVA,42H</p><p><b>　　RRCA</b></p><p>　　MOV42H,A</p><p>　　MOVA,41H</p><p>　　MOV41H,A</p>

110、<p><b>　　CLRC</b></p><p>　　MOVA,42H</p><p><b>　　RRCA</b></p><p>　　MOV42H,A</p><p>　　MOVA,41H</p><p><b>　　RRCA&l

111、t;/b></p><p>　　MOV41H,A</p><p>　　RET ;BIN轉(zhuǎn)成BCD;程序入口：42H是高字節(jié)，41H是低字節(jié)</p><p>　　程序出口：十位數(shù)放在43h 個(gè)位數(shù)放在44h; 十分位數(shù)放在45h; 百分位數(shù)放在46h</p><p>　　BIN_BCD:CHANGE16_10:

112、CLR A ;ＢＣＤ碼初始化</p><p>　　MOV R3, A</p><p>　　MOV R4, A</p><p>　　MOV R5, A</p><p>　　MOV R2, #10H ;轉(zhuǎn)換雙字節(jié)十六進(jìn)制整數(shù)</p><p>　　CHANG_1:MOV

113、 A, R7 ;從高端移出待轉(zhuǎn)換數(shù)的一位到CY中</p><p><b>　　RLC A</b></p><p>　　MOV R7, A</p><p>　　MOV A, R6</p><p><b>　　RLC A</b></p><p&

114、gt;　　MOV R6, A</p><p>　　MOV A, R5 ;ＢＣＤ碼帶進(jìn)位自身相加，相當(dāng)于乘２</p><p>　　ADDC A, R5</p><p>　　DA A ;十進(jìn)制調(diào)整</p><p>　　MOV R5, A</p><p>　　

115、MOV A, R4</p><p>　　ADDC A, R4</p><p><b>　　DA A</b></p><p>　　MOV R4, A</p><p>　　MOV A, R3</p><p>　　ADDC A, R3</p&g