基于单片机的简易直流电压表课程设计

基于单片机的简易直流电压表课程设计内容摘要：

AT89C52 单片机 AT89C52 是 51 系列的一个型号，它是 ATMEL 公司生产的。 AT89C52 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和256 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS51 指令系 统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash存储单元， AT89C52 有 40 个引脚， 32 个外部双向输入 /输出（ I/O）端口，同时内含2 个外中断口， 3 个 16位可编程定时计数器 ,2个全双工串行通信口， 2个读写口线，AT89C52 可以按照常规方法进行编程 ,但不可以在线编程。 DIP 封装的引脚图如图 9所示。 图 9 AT89C52 引脚 武汉理工大学《专业课程设计 3（微处理器与微控制器应用）》课程设计说明书 11 AT89C52 的主要功能特性有： 兼容 MCS51 指令系统 ， 8k可反复擦写 (1000次） Flash ROM ,32个双向 I/O口 ， 256x8bit 内部 RAM， 3 个 16 位可编程定时 /计数器中断 ， 时钟频率 024MHz,2 个串行中断 ,可编程 UART 串行通道 , 2 个外部中断源 ,共 8 个中断源 ,2 个读写中断口线 ,3 级加密位 ,低功耗空闲和掉电模式 ,软件设置睡眠和唤醒功能。 而在本次设计中只需要用到最基本的 4个输入输出 I/O 口功能。 通过汇编或是 C语言编程，可以用指令对单片机的各输入输出进行控制， 还可以进行各种基本 运算。 ADC0809 模数转换芯片 ADC0809 是采样分辨率为 8位的、以逐次逼近原理进行模 /数转换的器件。 其内部有一个 8 通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通 8 路模拟输入信号中的一个进行 A/D 转换。 ADC0808 是 ADC0809 的简化版本，功能基本相同。 一般在硬件仿真时采用 ADC0808 进行 A/D 转换，实际使用时采用 ADC0809 进行 A/D转换。 DIP 封装的引脚如图 10所示。 其内部结构如图 11 所示。 ADC0809 芯片有 28 条引脚， 各引脚定义： 引脚 1～ 5， 26～ 28（ IN0～ IN7）： 8 路模拟量输入端。 引脚 8， 14， 15， 17～ 21： 8 位数字量输出端。 引脚 22（ ALE）：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 6 脚 （ START）： A／ D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少 100ns 宽）图 10 ADC0809 引脚图 武汉理工大学《专业课程设计 3（微处理器与微控制器应用）》课程设计说明书 12 使其启动（脉冲上升沿使 0809 复位，下降沿启动 A/D 转换）。 7 脚 （ EOC）： A／ D 转换结束信号，输出，当 A／ D 转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 9 脚 （ OE）：数据输出允许信号，输入，高电平有效。 当 A／ D转换结束时，此端输入一个高 电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 10脚 （ CLK）：时钟脉冲输入端。 要求时钟频率不高于 640KHZ。 12脚 （ VREF（ +））、 16（ VREF（ ））：参考电压输入端 11脚 （ Vcc）：主电源输入端。 13 脚 （ GND）：地。 引脚 23～ 25（ ADDA、 ADDB、 ADDC）： 3 位地址输入线，用于选通 8 路模拟输入中的一路 该 八位转换芯片，是把基准电压量化成 256 等份，然后通过逐次逼近法，对外部的模拟信号 进行取样比较，确定其所在的等级，即所对应的 8位二进制数的大小。 由此 可知，8位转换芯片的精确度为基准电压除以 256 的值，如接 5V基准电压时，精确度约为 ,接 10V时，则约为 ，基准电压值越低，精确度越高，但代价是量程也小。 图 11 ADC0809 内部引脚 武汉理工大学《专业课程设计 3（微处理器与微控制器应用）》课程设计说明书 13 八段数码管和 74LS47 八段数码管 八段数码管比七段数码管多路一位小数点 ，实际是 8 个 LED 摆放排列而成。 当特定的某几个数码管点亮时，就显示了特定的数字形状。 有共阳极和共阴极之分，共阳极是指 8个输入端 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 要输入低电平才会是相应 LED 点亮，共阴极则须输入高电平。 本次设计用的是共阳极的数码管。 图 12 是其结构原理图。 74LS47 译码芯片 74LS47 是常用的 BCD 对七段显示器译码器 /驱动器，可对共阳极七段数码管进行译码功能。 引脚图如图 13 所示 例。 如当输入 DCBA=0010 则输出 abcdefg=0010010。 故使显示器显示 2。 其四位 BCD 码与对应的 译码及 数码管显示关系为： DCBA=0000,abcdefg=1000000，数码管显示 0； DCBA=0001,abcdefg=1111001，数码管显示 1； DCBA=0010,abcdefg=0100100，数码管显示 2； DCBA=0011,abcdefg=0110000，数码管显示 3； DCBA=0100,abcdefg=0011001，数码管显示 4； DCBA=0101,abcdefg=0010010，数码管显示 5； 图 12 八段数码管结构 武汉理工大学《专业课程设计 3（微处理器与微控制器应用）》课程设计说明书 14 DCBA=0110,abcdefg=0000011，数码管显示 6； DCBA=0111,abcdefg=1111000，数码管显示 7； DCBA=1000,abcdefg=0000000，数码管显示 8； DCBA=1001,abcdefg=0011000，数码管 显示 9； 4． 4 系统整体工作原理 现对 整体系统的硬件和软件工作原理进行分析。 硬件原理 将各单元电路整合后可以得到完整的系统硬件电路。 如图 14 所示。 原理：由单片机的 P3口的几根口线控制 ADC0809 的几个控制端，如图 14 中标号所示。 当 P3口的几根口线依次输出 地址选择、地址所存信号、开始（ START）信号等的 有效电平后， A/D 被启动，从 相应的 模拟输入通道采入模拟量，并经行转换，转换完成后， AD的标志端口 EOC有低电平变为高电平，单片机查询到这一状态后 ，由 对 AD的 OE 置有效，使转换后的八位二进制数从锁存器中输出到单片机的 P0 口。 单片机内部对这一二进制数进行计。