琴岛学院_毕业论文_简易数字电压表设计(编辑修改稿)

琴岛学院_毕业论文_简易数字电压表设计(编辑修改稿)内容摘要：

versal Serial Bus)接口的简称。 它是目前使用比较广 泛的电脑接口之一，主要版本有 、 和最新的 几 种版本。 根据 USB 总线的工业标准，它可以提供额定功率为 5V/500mA 的电源供 USB 设备使用。 单片机最小系统 51 单片机是对目前所有兼容 intel 8031 指令系统的单片机的统称。 该系列单片机的始祖是 intel 的 8031 单片机，后来随着技术的发展，成为目前广泛应用的８ 位 单片机之一。 单片机是在一块芯片内集成了 CPU、 RAM、 ROM、定时器／计数器和多功能 I/O 口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路，又称为 MCU。 51 系列单片机内包含以 下几个部件： 一个８位 CPU；一个片内振荡器及时钟电路； 4KB 的 ROM 程序存储器； 一个 128B 的 RAM 数据存储器； 寻址 64KB 外部数据存储器和 64KB 外部程序存储空间的控制电路； 32 条可编程的 I/O 口线； 两个 16 位定时／计数器； 一个可编程全双工串行口； ５个中断源、两个优先级嵌套中断结构。 如图 31所示为 STC89C52RC 单片机基本构造，其基本性能介绍如下： 青岛理工大学琴岛学院毕业设计（论文） 6 图 31 STC89C52RC 单片机 STC89C52RC 本身内含 40 个引脚， 32 个外部双向输入 /输出（ I/O）端口，同时内含 2个 外中端口， 3 个 16 位可编程定时计数器 ,2 个全双工串行通信口， STC89C51RC 可以按照常规方法进行编程，但不可以在线编程。 其将通用的微处理器和 Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低开发成本。 STC89C52RC 的主要特性如下表所示： 兼容 MCS— 51 指令系统 32 个可编程 I/O 线 4k 字节可编程闪烁存储器 可编程 UARL 通道 三 个 16 位 可编程 定时 /计数器 中断 时钟频率 024MHz 2 个外部中断源，共 8 个中断源 2568bit 内部 RAM 2 个读写中断口线 可 直接驱动 LED 软件设置睡眠和唤醒功能 低功耗空闲和掉电模式 表 31 STC89C52RC 主要功能描述 STC89C52RC 为 40 脚双列直插封装的 8 位通用微处理器，采用工业标准的 C51 内核，在内部功能及管脚排布上与通用的 8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。 功能包括对会聚主 IC 内部寄存器、数据 RAM 及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号 IR 的接收解码及与主板 CPU 通信等。 主要管脚有： XTAL1（ 19 脚）和 XTAL2（ 18 脚）为振荡器输入输出端口，外接 12MHz 晶振。 RST/Vpd（ 9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。 VCC（ 40 脚）和 VSS（ 20 脚）为供电端青岛理工大学琴岛学院毕业设计（论文） 7 口，分别接 +5V 电源的正负端。 P0~P3 为可编程通用 I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中， P0 端口（ 32~39 脚）被定义为 N1 功能控制端口，分别与 N1的相应功能管脚相连接， 13 脚定义为 IR 输入端， 10 脚和 11 脚定义为 I2C 总线控制端口，分别连接 N1 的 SDAS（ 18 脚）和 SCLS（ 19 脚）端口， 12 脚、 27 脚及 28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板 CPU的相应功能端，用于当前制式的检 测及会聚调整状态进入的控制功能。 P0 口： P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口，也即地址 /数据总线复用口。 作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 逻辑门电路，对端口 P0 写 “1” 时，可作为高阻抗输入端用。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 在 Flash 编程时， P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 P1 口： P1 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出 电流） 4个 TTL 逻辑门电路。 对端口写 “1” ，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。 作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流 (IIL)。 与 AT89C51 不同之处是， 和 还可分别作为定时 /计数器 2 的外部计数输入（ ）和输入（ ）。 Flash 编程和程序校验期间，P1 接收低 8 位地址。 P2 口： P2是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑门电路。 对端口 P2 写 “1” ，通 过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流 (IIL)。 在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器（例如执行 MOVX @DPTR 指令）时， P2 口送出高 8 位地址数据。 在访问 8 位地址的外部数据存储器（如执行 MOVX @RI 指令）时， P2 口输出 P2锁存器的内容。 Flash 编程或校验时，P2 亦接收高位地址和一些控制信号。 P3 口： P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8位双向 I/O口。 P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻 辑门电路。 对 P3 口写入 “1” 时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。 此时，被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流（ IIL）。 P3 口除了作为一般的 I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功 能 P3 口还接收一些用于 Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 RST:复位输入。 当振荡器工作时， RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时， ALE（地址锁存允许）输出脉冲用青岛理工大学琴岛学院毕业设计（论文） 8 于锁存地址的低 8 位字节。 一般情况下， ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的脉冲 信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。 要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 AL 脉冲。 对 Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（ PROG）。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（ SFR）区中的 8EH 单元的 D0位置位，可禁止 ALE 操作。 该位置位后，只有一条 MOVX 和 MOVC 指令才能将 ALE 激活。 此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE 禁止位无效。 PSEN： 程序储存允许（ PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 STC89C51RC由外部程序存储器取指令（或数据 ）时，每个机器周期两次 PSEN 有效，即输出两个脉冲。 在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 PSEN 信号。 EA/VPP:外部访问允许。 欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为 0000H— FFFFH）， EA端必须保持低电平（接地）。 需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA端状态。 如 EA 端为高电平（接 Vcc 端）， CPU 则执行内部程序存储器中的指令。 Flash 存储器编程时，该引脚加上 +12V 的编程允许电源 Vpp，当然这必须是该器件是使用 12V 编程电压 Vpp。 XTAL1：振荡器反相放大器的及内部 时钟发生器的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。 单片机最小原理图如图 32所示。 青岛理工大学琴岛学院毕业设计（论文） 9 图 32 单片机最小系统 单片机最小系统说明： 时钟信号的产生：在 MCS51 芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚 XTAL1，其输出端为引脚 XTAL2。 而在芯片的外部， XTAL1 和 XTAL2 之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，这就是单片机的时钟振荡电路。 时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。 一般地，电容 C2 和 C3 取 30pF 左右， 晶体的振荡频率范围是。 如果晶体振荡频率高，则系统的时钟频率也高，单片机的运行速度也就快。 单片机复位使 CPU 和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态下，并从这个状态开始工作。 单片机复位条件：必须使 9脚加上持续两个机器周期（即 24 个振荡周期）的高电平。 青岛理工大学琴岛学院毕业设计（论文） 10 显示系统 LCD1602 分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为 HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如下图 33 所示： LCD1602 的主要技术参数： 显示容量 :16 2个字符 芯片工作电压 :— 工作电流 :() 模块最佳工作电压 : 字符尺寸 : (W H)mm 引脚功能说明 LCD1602 采用标准的 14 脚（无背光）或 16 脚（带背光）接口，各引脚接口说明如 表32 所示 : 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 数据 2 VDD 电源正极 10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据 /命令选择 12 D5 数据 图 33 LCD1602 尺寸图 青岛理工大学琴岛学院毕业设计（论文） 11 5 R/W 读 /写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据 7 D0 数据 15 BLA 背光源正极 8 D1 数据 16 BLK 背光源负极 第 1脚： VSS 为地电源。 第 2脚： VDD 接 5V 正电源。 第 3脚： VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度。 第 4脚： RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚： R/W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 RS 和R/W 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 R/W 为高电平时可以读忙信号，当 RS 为高电平 R/W 为低电平时可以写入数据。 第 6脚： E端为使能端，当 E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 7～ 14 脚： D0～ D7 为 8位双向数据线。 第 15脚：背光源正极。 第 16脚：背光源负极。 LCD1602 的指令说明及时序 1602 液晶模块内部的控制器共有 11 条控制指令，如 表 33 所示： 序号 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清显示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光标返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置输入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 显示开 /关控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 表 32引。