單片機課程設計0～3v電壓測量表

1、<p>　　大慶石油學院課程設計任務書</p><p>　　課程 單片機控制系統(tǒng)課程設計 </p><p>　　題目 0～3V電壓測量表

2、 </p><p>　　專業(yè) 自動化 姓名 鄒建 學號 060601140625 </p><p><b>　　主要內容：</b></p><p>　　用現(xiàn)有凌陽系列單片機試驗箱編寫一段程序，用以實現(xiàn)測量電壓值并且將獲得的結果顯示在液晶顯示器上，并用語音播報出來

3、。</p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　　1. 編程要求：主程序利用C語言編寫，中斷服務程序利用匯編語言編寫。 </p><p>　　2. 實現(xiàn)功能：實現(xiàn)一個模擬電壓表的功能，要求電壓表能夠測量電壓值，在液晶顯示器上顯示并播報測量電壓值。 </p><p>　　3. 實驗現(xiàn)象：開機（運行）后

4、，顯示一個圖片MM.bmp（它的字模數(shù)據(jù)MM.c、MM.在IDE的安裝徑\SPCE061A\example\IntExa\ex10_VoltageMeasureFrom0To3提供），顯示并播放當前電位器所在位置的電壓；變化R22電位器，顯示并播報R22電位器變化后的電壓。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　1. 杜剛 16位單片機原

5、理及應用[M]. 北京 中國電力出版社 2007.9</p><p>　　2 杜剛/張東霞 16位單片機原理及應用學習與實驗指導[M]. 北京 中國電力出版社 2008.12</p><p>　　3 羅亞飛 凌陽16位單片機應用基礎[M]. 北京 北京航空航天大學出版社 2003.12</p><p>　　4 李曉白 凌陽16位單片機C語言

6、開發(fā)[M]. 北京 北京航天航空大學出版社2006.7</p><p>　　完成期限 2009.6.29至2009.7.3 </p><p>　　指導教師 董長義 董宏麗 </p><p>　　專業(yè)負責人 </p><p>　　2009年 6月16日</p&

7、gt;<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1系統(tǒng)設計1</b></p><p><b>　　1.1設計要求1</b></p><p>　　1.1.1編程要求 1</p><p>　　1.1.2實現(xiàn)功能1</p>&

8、lt;p>　　1.1.3實驗現(xiàn)象1</p><p><b>　　1.2設計思路1</b></p><p>　　2設計環(huán)境及基本原理1</p><p><b>　　2.1設計裝置1</b></p><p><b>　　2.2基本原理1</b></p>

9、<p><b>　　3系統(tǒng)硬件設計2</b></p><p>　　4單片機軟件設計3</p><p>　　4.1A/D轉換3</p><p>　　4.2串口發(fā)送數(shù)據(jù)4</p><p>　　4.3程序流程圖5</p><p>　　4.4編寫程序步驟5</p>&

10、lt;p><b>　　5總結6</b></p><p><b>　　6參考文獻7</b></p><p><b>　　7附錄8</b></p><p><b>　　第1章 系統(tǒng)設計</b></p><p>　　1.1 設計要求 </p&

11、gt;<p>　　1.1.1 編程要求：主程序利用C語言編寫，中斷服務程序利用匯編語言編寫。 </p><p>　　1.1.2 實現(xiàn)功能：實現(xiàn)一個模擬電壓表的功能，要求電壓表能夠測量電壓值，在液晶顯示器上顯示并播報測量電壓值。 </p><p>　　1.1.3 實驗現(xiàn)象：開機（運行）后，顯示一個圖片MM.bmp（它的字模數(shù)據(jù)MM.c、MM.h在IDE的安裝徑\SPCE061A

12、\example\IntExa\ex10_VoltageMeasureFrom0To3提供），顯示并播放當前電位器所在位置的電壓；變化R22電位器，顯示并播報R22電位器變化后的電壓；即只要R22電位器改變，系統(tǒng)就能自動測量出R22電位器的電壓，并把測量得到的電壓值播報并顯示出來。（要求顯示和播報電壓值的精度為小數(shù)點后第四位） </p><p><b>　　1.2 設計思路</b><

13、/p><p>　　本次設計要求完成基于單片機的電壓測量系統(tǒng)的設計。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集A/D轉換模塊，單片機控制模塊和驅動顯示模塊。SPLC501為液晶顯示模組顯示。</p><p>　　第2章 設計環(huán)境及基本原理</p><p><b>　　2.1 設計裝置</b></p><p>　　1. 裝有Windows系統(tǒng)和μ’n

14、SP? IDE仿真環(huán)境的PC機一臺，μ’nSP? 十六位單片機實驗箱一個。 </p><p>　　2. 本實驗用到的實驗箱硬件模塊為：SPCE061A核心及周邊電路模塊（包含32個I/O口），LCD顯示模組模塊，雙0～3.3V直流電平輸入電路模塊，兩路音頻輸出電路模塊。 </p><p>　　2.2 基本工作原理 </p><p>　　本實驗中，通過SPCE061

15、A內部ADC采集數(shù)據(jù)，如圖2-1，實驗箱上V3為3.3V，當滑動頭變化時，IOA0口輸入的電壓就隨著變化；當已經(jīng)通過[P_ADC_MUX_Ctrl]啟動轉換，通過[P_ADC_MUX_Ctrl]設置從LINE_IN1輸入時，因為LINE_IN1也就是IOA0，所以IOA0口輸入的電壓變化時，就會送入A/D轉換器變化的值，A/D轉換器采集轉換；通過讀取[P_ADC_MUX_Data]轉換得到數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)計算成電壓值，計算出電壓值的個

16、位、小數(shù)點后第一位、小數(shù)點后第二位、小數(shù)點后第三位、小數(shù)點后第四位，然后把電壓值按從個位到小數(shù)點后第四位的順序播報和顯示。</p><p>　　圖2-1 0～3.3V直流電平輸入電路</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件設計</p><p>　　硬件連接圖如圖3-1 ，IOA8~IOA15連接SPLC501液晶顯示模塊的D0~D7，IOB4連接AO，IOB5連接R

17、WP，IOB6連接EP，RE連接/RES，IOB9連接/CS，VR、C86和PS跳線都與V3短接，把SPLC501液晶顯示模組的時序選擇為6800時序，即把JP6中所有左右兩排的引針用跳線短接；兩路音頻輸出J8和J13中靠左邊的兩個引針用跳線短接；IOA0連接R22電位器，即用排線把J26的第0號引針和J17（雙0~3V的直流電平輸入電路其中之一）中任一引針連接起來。</p><p>　　圖3-1 硬件連接圖&l

18、t;/p><p>　　第4章 單片機軟件設計 </p><p>　　軟件部分設計要實現(xiàn)2個功能，一個是A／D轉換，另一是把轉換的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給PC機。</p><p><b>　　4.1　A／D轉換</b></p><p>　　ADC模塊專用的有4個完整的寄存器：ADC結果高字節(jié)寄存器ADRESH，ADC結果低字節(jié)寄存

19、器ADRESL，0號ADC控制寄存器ADCON0和1號ADC 控制寄存器ADCON1。</p><p>　　個是把轉換的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給PC機。</p><p>　　ADCON0的格式如下: </p><p>　　其中:ADCS1～ADCS0為A/D轉換時鐘及其頻率選擇位；</p><p>　　CHS2～CHS0為A／D轉換模擬通道選擇位；

20、</p><p>　　轉換啟動控制位兼做狀態(tài)位；</p><p>　　ADON為A／D轉換器開關位。</p><p>　　ADCON1的格式如下： 其中：ADFM為A／D轉換轉換結果格式選擇位；PCFG3～PCFG0為A／D轉換引腳功能選擇位。</p><p><b>　　A／D轉換流程：</b></p>

21、<p>　　1.如果需要A／D中斷功能，開放相應的中斷使能位。</p><p>　　2.等待所需要的采樣時間。</p><p>　　3.將啟動控制兼狀態(tài)位置1，啟動A／D轉換過程。</p><p>　　4.等待A／D轉換完成，可以通過查詢或中斷的方法來判斷。</p><p>　　5.讀取A／D轉換結果寄存器對ADRESH：ADRES

22、L，如果需要，對轉換中斷標志清</p><p>　　4.2　串口發(fā)送數(shù)據(jù)</p><p>　　與串口有關的寄存器除了和中斷有關的寄存器外，我們編寫程序時主要有4個：發(fā)送狀態(tài)兼控制寄存器TXSTA、接收狀態(tài)兼控制寄存器RCSTA、發(fā)送寄存器TXREG、波特率寄存器SPBRG。</p><p>　　發(fā)送狀態(tài)兼控制寄存器TXSTA格式如下： </p><

23、;p>　　其中：TX9D為發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位（如果使用9位數(shù)據(jù)幀結構）；</p><p>　　TRMT為發(fā)送移位寄存器“空”標志；</p><p>　　BRGH為高波特率選擇位（異步方式下使用）；</p><p>　　SYNC為USART同步／異步模式選擇位；</p><p>　　TXEN為發(fā)送使能位；</p><p&

24、gt;　　TX9為發(fā)送數(shù)據(jù)長度選擇位；</p><p>　　CSRC為時鐘源選擇位（異步方式下未用）。</p><p>　　接收狀態(tài)兼控制寄存器RCSTA格式如下： 我們只使用了最高位SPEN（串行口使能端）。</p><p>　　發(fā)送寄存器TXREG： TXREG是一個用戶可讀寫的寄存器，每次用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)都是通過寫入該緩沖器來實現(xiàn)的。</p>&l

25、t;p><b>　　發(fā)送流程：</b></p><p>　　1.選擇合適的波特率。</p><p>　　2.置SYNC＝0及SPEN＝1，使USART工作于異步模式。</p><p>　　3.如果需要中斷處理功能，置TXIE＝1。</p><p>　　4.如果要傳送9位數(shù)據(jù)，置TX9＝1。</p>&

26、lt;p>　　5.置TXEN＝1，使USART工作于發(fā)送器方式。</p><p>　　6.如果選擇傳送第9位數(shù)據(jù)，把第9位數(shù)據(jù)置入TX9D。</p><p>　　7.把即將發(fā)送的8位數(shù)據(jù)送入TXREG并啟動發(fā)送。 </p><p>　　4.3 程序流程圖 </p><p>　　主程序流程圖如圖4-1，初始化LCD后，顯示開機圖片MM

27、；進入電壓測量循環(huán)：啟動轉換，采集20個轉換數(shù)據(jù)并取平均值，主要是為了減少誤差；計算電壓值；如果和上次電壓值之差小于±0.1V，則電壓沒有變化，返回繼續(xù)采集數(shù)據(jù)；如果和上次電壓值之差大于±0.1 V，表示有電壓變化，計算電壓各位（包括個位到小數(shù)點后四位）的數(shù)；清屏，顯示圖片MM；播報并顯示電壓值。 </p><p>　　圖4-1 主程序流程圖</p><p>　　4.4

28、 編寫程序步驟 </p><p>　　1. 新建一個工程ex10_VoltageMeasureFrom0To3，新建一個C語言程序main.c。（根據(jù)編程需要，讀者可自行新建其他文件）。 </p><p>　　2. 拷貝支持sacmv26e.lib的匯編語言文件hardware.asm和頭文件hardware.h、hardware.inc以及頭文件SPCE061A.h和SPCE061A.

29、inc到ex10_VoltageMeasureFrom0To3工程文件夾。 </p><p>　　3. 拷貝語音播放庫sacmv26e.lib和頭文件s480.h、s480.inc到ex10_ VoltageMeasureFrom0To3工程文件夾。 </p><p>　　4. 拷貝語音資源到當前工程的文件夾中，并將語音資源加載到工程中；語音資源可在\SPCE061A\example\In

30、tExa\ ex10_VoltageMeasureFrom0To3\voice文件夾中找到。 </p><p>　　5. 拷貝SPLC501液晶顯示DataOSforLCD.asm、SPLC501Driver_IO.asm、SPLC501Driver_IO.inc、SPLC501User.c和SPLC501User.h五個LCD驅動程序到ex10_ VoltageMeasureFrom0To3工程文件夾。 <

31、;/p><p>　　6. 在IDE集成開發(fā)環(huán)境的Project􀃆Setting􀃆link中鏈接sacmv26e.lib庫到工程中。 </p><p>　　7. 添加hardware.asm、DataOSforLCD.asm、SPLC501Driver_IO.asm和SPLC501User.c到工程文件的“Source Files”，添加s480.h、s480

32、.inc、hardware.h、hardware.inc、SPLC501Driver_IO.inc、SPLC501User.h六個頭文件到“Head Files”。 </p><p>　　8. 按照程序流程圖編寫程序。 </p><p>　　9. Rebuild All。 </p><p>　　10. 按照硬件連接圖連接硬件。注意把J17的任一引腳和J26中的第0號

33、引腳連接，把JP3和JP7的所有跳線全部拔掉，以免對I/O口的數(shù)據(jù)造成影響。 </p><p>　　11. 下載程序，運行。 </p><p>　　12. 調節(jié)R22電位器（雙0～3.3V直流電平輸入電路模塊中下面一個電位器），觀察LCD顯示數(shù)據(jù)和實驗箱播報的數(shù)據(jù)，分析是不是和實驗要求相統(tǒng)一。 </p><p><b>　　第5章 總結</b>

34、</p><p>　　通過這次課程設計使我進一步掌握了SPCE061A內部ADC的使用方法，同時熟悉了凌陽單片機實驗箱LCD顯示模塊的使用方法，熟悉了SACM-S480格式的語音播放方式。最后要感謝在這次設計中給與我?guī)椭幕衾蠋熀投蠋煛?lt;/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1. 杜剛 16位單片機原理及應用[M

35、]. 北京 中國電力出版社 2007.9</p><p>　　2 杜剛/張東霞 16位單片機原理及應用學習與實驗指導[M]. 北京 中國電力出版社 2008.12</p><p>　　3 羅亞飛 凌陽16位單片機應用基礎[M]. 北京 北京航空航天大學出版社 2003.12</p><p>　　4 李曉白 凌陽16位單片機C語言開發(fā)[M].

36、 北京 北京航天航空大學出版社2006.7</p><p>　　5 李朝青 單片機原理及接口技術（修訂版）[M]. 北京 北京航空航天大學出版社 1998.5</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　程序設計</b></p><p>　　#include

37、"VolMeasure.h" //定義了一個結構體</p><p>　　#include "MM.h"</p><p>　　#include "SPLC501User.h"</p><p>　　#include "SPCE061A.h&quo

38、t;</p><p>　　int main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int i=0,j=0,k=0,m;</p><p>　　float fVolVal;</p><p>　　int uiVolFlag=0,uiVolFlagOne=0;</p

39、><p>　　long int uiVolFlagHow=0;</p><p>　　unsigned int uiData;</p><p>　　long int liDataVol;</p><p>　　struct ST_VolValude VolValude; //0-3。3V電壓表服務結構<

40、;/p><p>　　VolValude.VolTureValudeB=7; //初始化電壓采集值</p><p>　　LCD501_Init(0x00); //初始化LCD</p><p>　　LCD501_SetPaintMode(4);

41、 //設置LCD顯示圖象模式為取反疊加模式</p><p>　　LCD501_ClrScreen(0); //清屏</p><p>　　LCD501_Bitmap(0,0,(unsigned int *)encoding_00); //顯示開機圖片</p><p>　　fVolV

42、al=0.0;</p><p>　　while(1) //主循環(huán)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　*P_DAC_Ctrl = 0;</p><p>　　*P_ADC_Ctrl = C_ADCE+C_MIC

43、_DIS+C_AGCN+C_DAC_OUT3mA+C_VEXTREF_DIS+C_V2VREFB_DIS; </p><p>　　uiData = *P_ADC_LINEIN_Data; </p><p>　　while((*P_ADC_MUX_Ctrl&0x8000)!= 0x8000); </p><p&g

44、t;　　*P_ADC_MUX_Ctrl=C_ADC_CH1;</p><p>　　//播放語音后會改變P_ADC_Ctrl的設置</p><p>　　uiData=AD_Read(); //丟掉第一個數(shù)</p><p><b>　　j=0;</b></p>&l

45、t;p>　　for(i=0;i<20;i++) //采20個數(shù)據(jù)到VolValude.VolValudeA[j]</p><p><b>　　{</b></p><p>　　*P_Watchdog_Clear=C_WDTCLR;</p><p>　　uiDa

46、ta=AD_Read();</p><p>　　VolValude.VolValudeA[j]= uiData;</p><p><b>　　j++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　uiVolFlagOne=0xff;</p><p>　

47、　uiVolFlag=0;</p><p><b>　　j=0;</b></p><p><b>　　uiData=0;</b></p><p>　　liDataVol=0;</p><p>　　for(i=0;i<20;i++)</p><p><b>　　

48、{</b></p><p>　　liDataVol=liDataVol+VolValude.VolValudeA[j];</p><p><b>　　j++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　uiData=liDataVol/20;

49、 //取20個數(shù)據(jù)的平均值，以減少誤差</p><p>　　VolValude.VolTureValudeA=(float)uiData*3.3/0xffc0;</p><p><b>　　//得到電壓值</b></p><p>　　fVolVal=VolValude.VolTureValudeB-VolVal

50、ude.VolTureValudeA;</p><p>　　if(fVolVal<0.1&&fVolVal>(-0.1)) //和前一次數(shù)據(jù)比較，有變化更新顯示和語音提示</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(k==0) </b>

51、;</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　k++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else k++;</b></p><p><b>　　} &l

52、t;/b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　k=0; //取得要在LCD上顯示的數(shù)據(jù)，存入VolValude.LCD[j]</p>

53、<p>　　VolValude.VolTureValudeB=VolValude.VolTureValudeA;</p><p>　　uiVolFlagHow=VolValude.VolTureValudeA*10000;</p><p>　　VolValude.LCD[0]=uiVolFlagHow/10000%10;</p><p>　　VolValu

54、de.LCD[1]=uiVolFlagHow/1000%10;</p><p>　　VolValude.LCD[2]=uiVolFlagHow/100%10;</p><p>　　VolValude.LCD[3]=uiVolFlagHow/10%10;</p><p>　　VolValude.LCD[4]=uiVolFlagHow%10;</p>&l

55、t;p><b>　　//LCD數(shù)據(jù)更新</b></p><p>　　m = LCD501_GetPaintMode();//獲取當前圖象疊加模式</p><p>　　LCD501_SetPaintMode(2);//設置為清除模式</p><p>　　LCD501_Rectangle(68,40,127,56,P

56、AINT_SOLID);//清除數(shù)據(jù)顯示區(qū)</p><p>　　LCD501_SetPaintMode(m);//圖象疊加模式恢復</p><p>　　//////////////////////////////////////////////////顯示AD轉換數(shù)值以及語音播報結果</p><p>　　LCD501_PutChar(68,40,(

57、'0'+VolValude.LCD[0])); </p><p>　　LCD501_PutChar(76,40,'.'); </p><p>　　PlayS480(VolValude.LCD[0]);</p><p>　　PlayS480(10);</p><p&

58、gt;　　LCD501_PutChar(78,40,('0'+VolValude.LCD[1]));</p><p>　　PlayS480(VolValude.LCD[1]);</p><p>　　LCD501_PutChar(88,40,('0'+VolValude.LCD[2]));</p><p>　　PlayS480(Vo

59、lValude.LCD[2]);</p><p>　　LCD501_PutChar(98,40,('0'+VolValude.LCD[3]));</p><p>　　PlayS480(VolValude.LCD[3]);</p><p>　　LCD501_PutChar(108,40,('0'+VolValude.LCD[4])

60、);</p><p>　　PlayS480(VolValude.LCD[4]);</p><p>　　LCD501_PutChar(116,40,'V');</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><

61、;b>　　}</b></p><p>　　unsigned int AD_Read(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int bData;</p><p>　　while(!(*P_ADC_MUX_Ctrl&0x8000));//等待采

62、樣完成</p><p>　　bData=*P_ADC_LINEIN_Data; </p><p>　　bData = bData&0xffc0;</p><p>　　return bData;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void PlayS480(int

63、Result)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　SACM_S480_Initial(1); //播放初始化，來自于SacmV26e.lib</p><p>　　SACM_S480_InitQueue();</p><p>　　SACM_S480_Play

64、(Result, 3, 3);</p><p>　　while((SACM_S480_Status()&0x0001) != 0) //填充隊列播放，來自于SacmV26e.lib</p><p><b>　　{</b></p><p>　　SACM_S480_ServiceLoop();</p><p>　

65、　*P_Watchdog_Clear=C_WDTCLR;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　SACM_S480_Stop(); //停止播放，來自于SacmV26e.lib</p><p>　　__asm("FIQ OFF"); </p&

66、gt;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 系統(tǒng)設計1</p><p>　　1.1 設計要求6</p><p>　　1.2 設計思路6</p><p>　　第2章 設計環(huán)境及基本原理

67、2</p><p>　　2.1 設計裝置2</p><p>　　2.2 基本工作原理7</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件設計3</p><p>　　第4章 單片機軟件設計4</p><p>　　4.1　A／D轉換4</p><p>　　4.2　串口發(fā)送數(shù)據(jù)9</p>