畢業(yè)論文直流數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 直流數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 專 業(yè) 電子信息工程 班 級(jí) 電信0901 學(xué) 生 曹琳慧（20904102） 指導(dǎo)教師 湯曉方 高科學(xué)院 2013 年 摘 要在日常維修、教學(xué)和科研中，電壓表是不可缺少的。本課題目的就是以單片機(jī)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、靈活性好的數(shù)字電壓表。本文首先介紹了數(shù)字電壓表的發(fā)展現(xiàn)狀及課題的目的和意義。然后，對(duì)基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表的硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理及具體實(shí)現(xiàn)方案作以詳細(xì)介紹，其中，在硬件部分，較為詳細(xì)的討論了硬件的選擇、設(shè)計(jì)原理、使用方法和功能，同時(shí)，對(duì)各部分接口電路作以介紹；在軟件部分，介紹了軟件所使用的編程語言和編程思路

2、。本文設(shè)計(jì)的數(shù)字電壓表，其硬件電路所用組件較少、成本低、調(diào)節(jié)簡單；軟件采用C語言編程，其靈活性高，可讀性強(qiáng)。該設(shè)計(jì)主要由三個(gè)模塊組成：A/D轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)處理模塊及顯示模塊。A/D轉(zhuǎn)換主要由芯片ADC0809來完成，它負(fù)責(zé)把采集到的模擬量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量在傳送到數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理則由芯片AT89C51來完成，其負(fù)責(zé)把ADC0809傳送來的數(shù)字經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生相應(yīng)的顯示碼送到顯示模塊進(jìn)行顯示；此外,它還控制著ADC0809芯片工作。經(jīng)過理論研究、原理設(shè)計(jì)和整機(jī)調(diào)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方案可行。本次設(shè)計(jì)的電壓表所測量的直流電壓范圍為04v，要求測量電壓的誤差不超過0.1v。它以單片機(jī)A

3、T89C51為核心，主要由轉(zhuǎn)換電路將輸入的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809，1602液晶顯示器構(gòu)成。單片機(jī)；電壓表；A/D轉(zhuǎn)換器；1602液晶顯示器ABSTRACTIn routine maintenance, teaching and research, voltage meter is indispensableFirstly，this paper introduced the development of the base on MCU digital voltage meter the purpose and significance of topic. Then in

4、details this paper described the design principle of hardware and software system some of the interface circuit have been introduced. The software part introduced the programming language and programming ideas used in codes.The digital voltage meter designed here, have less components in the hardwar

5、e part, lower cost and easier testing; software used C programming language which is high flexibility and strong readability. The circuit of the voltage meter is mainly consisted of three mould pieces: A/D converting mould piece, A/D converting is mainly completed by the ADC0809, it converts the col

6、lected analog data into the digital data and transmits the outcome to the manifestation controlling mould piece. Data processing is mainly completed by the AT89C51 chip, it processes the data produced by the ADC0809 chip and generates the right manifestation codes, also transmits the codes to the ma

7、nifestation controlling mould piece. Also, the AT89C51 chip controls the ADC0809 chip to work. After theoretical research, principle design and debugging, the experimental results suppose it is feasible of choosing this program. This design and manufacture of digital voltmeter,th KEY WORDS: SCM; dig

8、ital voltmeter;A/D converter; 1602 liquid crystal display目 錄摘 要IABSTRACTII引 言V第1章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的選擇111設(shè)計(jì)方案的選擇1基于分立組件的電壓表1基于單片機(jī)系統(tǒng)及A/D轉(zhuǎn)換芯片的電壓表11.1.4 方案的選擇2第2章 總體設(shè)計(jì)22.1 硬件電路的設(shè)計(jì)2單片機(jī)簡介及本設(shè)計(jì)單片機(jī)的選擇2常用單片機(jī)的特點(diǎn)比較及本設(shè)計(jì)單片機(jī)的選擇3本設(shè)計(jì)使用的單片機(jī)的簡介32.2顯示器件的介紹和選擇6常用顯示器件簡介62.2.2 1602液晶的參數(shù)資料72.3模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換芯片的選擇92.3.1 常用的A/D芯片簡介9模數(shù)（A/D）芯

9、片ADC0809的資料102.3.3 ADC0809工作過程132.3.4 ADC0809與單片機(jī)的接口14主要元器件介紹17第3章 電路設(shè)計(jì)203.1 技術(shù)要求203.2 設(shè)計(jì)方案203.3 硬件電路系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)20單片機(jī)系統(tǒng)213.3.2 A/D轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)的連接213.3.3 1602液晶與單片機(jī)連接213.4 按鍵控制電路的設(shè)計(jì)213.5系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)233.6 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)24主程序的設(shè)計(jì)253.6.2 初始化程序253.6.3 A/D轉(zhuǎn)換子程序253.6.4 顯示子程序26第4章 系統(tǒng)的調(diào)試274.1 軟件調(diào)試274.1.1 加入仿真輔助信號(hào)274.1.2 加載程序284.

10、2 顯示結(jié)果及誤差分析284.2.1 顯示結(jié)果284.2.2 誤差分析294.3 系統(tǒng)調(diào)試中遇到的問題及解決的方法30第5章 結(jié)論31致 謝32附件一：參考文獻(xiàn)：33附件二：電路總圖：34附件三：源程序：35引 言 數(shù)字電壓表出現(xiàn)在50年代初，60年代末發(fā)起來的電壓測量儀表，簡稱DVM，它采用的是數(shù)字化測量技術(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)字處理然后再通過顯示器件顯示。這種電子測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

11、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)字化測量儀表的產(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；同時(shí)，為革新電子測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。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量，工業(yè)自動(dòng)化儀表，自動(dòng)測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域。顯示出強(qiáng)大的生命力。數(shù)字電壓表最初是伺服

12、步進(jìn)電子管比較式，其優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度比較高，但是采樣速度慢，重量達(dá)幾十公斤，體積大。繼之出現(xiàn)了諧波式電壓表，它的速度方面稍有提高，但是準(zhǔn)確度低，穩(wěn)定性差，再后來出現(xiàn)了比較式儀表改進(jìn)逐次漸近式結(jié)構(gòu)，它不僅保持了比較式準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，而且速度也有了很大的提高，但它有一缺點(diǎn)是抗干擾能力差，很容易受到外界各種因素的影響。隨后，在諧波式的基礎(chǔ)上雙引伸出階梯波式，它的唯一的進(jìn)步是成本降低了，可是準(zhǔn)確寬，速以及抗干擾能力都未能提高。而現(xiàn)在，數(shù)字電壓表的發(fā)展已經(jīng)是非常的成熟，就原理來講，它從原來的一，二種已發(fā)展到多種，在功能上講，則從測量一參數(shù)發(fā)展到能測多種參數(shù)；從制作組件來看，發(fā)展到了集成電路，準(zhǔn)確度已經(jīng)有了很

13、大的提高，精度高達(dá)1NV；讀數(shù)每秒幾萬次，而相對(duì)以前，它的價(jià)格也有了降低了很多。目前實(shí)現(xiàn)電壓數(shù)字化測量的方法仍然模-數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換的方法。轉(zhuǎn)換的精度很大程度上影響著數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度，因而，以后數(shù)字電壓表的發(fā)展就著眼在高精度和低成本這兩個(gè)方面。而數(shù)字電壓表種類繁多，型號(hào)新異，目前國際仍未有統(tǒng)一的分類方法。而常用的分類方法有如下幾種：按用途來分：有直流數(shù)字電壓表，交、直流數(shù)字電壓表，交直流萬用表等。按顯示位數(shù)來分：有4位，5位，6位，7位，8位等。按測量速度來分：有低準(zhǔn)確度，中準(zhǔn)確度，高準(zhǔn)確度等。按測量速度來分：有低速，中速，高速，超高速等。但在日常生活中，數(shù)字電壓表一般是按照原理不同進(jìn)行分類

14、的，目前大致分為以下幾類：比較式，電壓時(shí)間變換式，積分式等。在電量的測量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個(gè)被測量。其中，電壓量的測量最為經(jīng)常。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是經(jīng)常需要測量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓表就成為一種必不可少的測量儀器。另外，由于數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準(zhǔn)確方便、精度高、誤差小、靈敏度高和分辨率高、測量速度快等特點(diǎn)而倍受用戶青睞，數(shù)字式電壓表就是基于這種需求而發(fā)展起來的，是一種必不可少的電子測量儀表。本文是以簡易數(shù)字直流電壓表的設(shè)計(jì)為研究內(nèi)容，本系統(tǒng)主要包括三大模塊：轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及顯示模塊。其中，A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，控制核心AT89C5

15、1再對(duì)轉(zhuǎn)換的結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算處理，最后驅(qū)動(dòng)輸出裝置LED顯示數(shù)字電壓信號(hào)。第1章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的選擇11設(shè)計(jì)方案的選擇 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，電壓表的測量測程范圍是比較大的，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?；诜至⒔M件的電壓表 這種設(shè)計(jì)方案是由模擬電路與數(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

16、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，能夠滿足一般的電壓測量。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。1.1.3基于單片機(jī)系統(tǒng)及A/D轉(zhuǎn)換芯片的電壓表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

17、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。此方案的原理是模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換芯片的基準(zhǔn)電壓端，被測量電壓輸入端分別輸入基準(zhǔn)電壓和被測電壓。模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換芯片將被測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)序來采集這些數(shù)字信號(hào)，通過一定的算法計(jì)算出被測量電壓的值。最后單片機(jī)系統(tǒng)將計(jì)算好了的被測電壓值按一定的時(shí)序送入顯示電路模塊加以顯示。1.1.4 方案的選擇綜上所述，根據(jù)以上兩種設(shè)計(jì)方案各方面優(yōu)點(diǎn)及其在所設(shè)計(jì)電壓表中的實(shí)用性，我們選擇第二種電壓表設(shè)計(jì)方案，即由單片機(jī)系統(tǒng)及數(shù)字芯片構(gòu)建的方法來我們本次設(shè)

18、計(jì)。第二種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)的不靈活和難于在原基礎(chǔ)上進(jìn)行功能擴(kuò)展等不足。第2章 總體設(shè)計(jì)2.1 硬件電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇AT89C51單片機(jī)為核心控制器件。（2）A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809實(shí)現(xiàn)。（3）電壓顯示采用1602液晶顯示器。2.1.1單片機(jī)簡介及本設(shè)計(jì)單片機(jī)的選擇目前，單片機(jī)的種類很繁多，主要有主流的8位單片機(jī)和高性能的32位單片機(jī)。結(jié)合本設(shè)計(jì)各方面因素，對(duì)于本設(shè)計(jì)8位單片機(jī)已經(jīng)是綽綽有余了，但用哪一種類8的單片機(jī)呢？在這里，先簡單的介紹一下幾種常用的8位單片機(jī)。2.1.1.1常用單片機(jī)的特點(diǎn)比較及本設(shè)計(jì)單片機(jī)的選

19、擇單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU，內(nèi)存，總線系統(tǒng)等。而目前常用的單片機(jī)的8位有51系列單片機(jī)，AVR單片機(jī)，PIC單片機(jī)。應(yīng)用最廣的8位單片機(jī)還是intel的51系列單片機(jī)。51系列單片機(jī)的特點(diǎn)是：硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產(chǎn)歷史悠久，世界有許多芯片公司都買了51的芯片核心專利技術(shù)，并在其基礎(chǔ)上擴(kuò)充其性能，使得芯片的運(yùn)行速度變得更快，性價(jià)比更高。AVR單片機(jī)是atmel公司推出較新的單片機(jī)，它的顯著特點(diǎn)是：高性能，低功能，高速度，指令單周期為主，但性格方面比51單片機(jī)要高。有專門的I/O方向寄存器。雖然有轉(zhuǎn)強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)電壓，但I(xiàn)

20、/O口使用沒51單片機(jī)方便。PIC單片機(jī)系列是美國微芯公司的產(chǎn)品，也是市面上增長最快的單片機(jī)之一，屬精簡指令集單片機(jī)，其特點(diǎn)是：高速度，高性能，但在性格方面比51單片機(jī)要高，也有專門的I/O方向寄存器，I/O口使用不比51單片機(jī)方便。綜合以上各種單片機(jī)的基本性能及本設(shè)計(jì)的滿足需要，我們將選擇51系列單片機(jī)。2.1.1.2本設(shè)計(jì)使用的單片機(jī)的簡介本設(shè)計(jì)中選用是51系列的AT89C51，它是低電壓、低功耗、高性能的CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4KB的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器和128B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，32個(gè)I/O口線，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路，并與MCS-51系列單片機(jī)兼容。在設(shè)計(jì)中，單片機(jī)起著連

21、接硬件電路與程序運(yùn)行及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任務(wù)，一方面，它將A/D轉(zhuǎn)換器、顯示器等通過I/O口地址線和數(shù)據(jù)線連接起來；另一方面，它將用戶下載的程序通過控制總線控制數(shù)據(jù)的輸入輸出，從而實(shí)現(xiàn)冊(cè)電壓的功能。圖 2.1 AT89C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖從內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖框圖上可以看出AT89C51單片機(jī)包括一下資源：（1） 一個(gè)8位的CPU；（2） 一個(gè)片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路；（3） 4KB的FlashROM；（4） 128的內(nèi)部RAM；（5） 可擴(kuò)展64KB外部ROM和外部RAM的控制電路；（6） 2個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器；（7） 26個(gè)特殊功能寄存器；（8） 4個(gè)8位的并行口；（9） 一個(gè)全雙工的串行口；（10）

22、5個(gè)中斷源，2個(gè)外部中斷，3內(nèi)部中斷；（11） 內(nèi)部硬件看門狗電路；（12） 一個(gè)SPI串行接口，用于芯片的在系統(tǒng)編程。AT89C51單片機(jī)有四十個(gè)引腳，引腳可分為四類：電源，地，時(shí)鐘，控制和I/O口。管腳說明：  Vcc:供電電壓。 GND：接地。     P0口：P0口為一個(gè)8位雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。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。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。  &#

23、160;  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)部上拉為高電平，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。 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

24、八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，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)。    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。    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。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允

25、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，置位無效。    PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取址期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)

26、存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。    /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）。    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。    XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性:     XTAL1和XTAL2分

27、別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。2.2顯示器件的介紹和選擇本次設(shè)計(jì)中有顯示模塊，而常用的顯示器件比較多，有數(shù)碼管，LED點(diǎn)陣，1602液晶，12864液晶等。2.2.1常用顯示器件簡介數(shù)碼管是最常用的一種顯示器件，它是由幾個(gè)發(fā)光二極管組成的8字段顯示器件，其特點(diǎn)是價(jià)格非常的便宜，使用也非常的方便，顯示效果非常的清楚。小電流下可以驅(qū)動(dòng)每光，發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短，體積小，重量輕，抗沖擊

28、性能好，壽命長。但數(shù)碼管只能是顯示09的數(shù)據(jù)。不能夠顯示字符。這也是數(shù)碼管的不足之處。LED點(diǎn)陣顯示器件是由好多個(gè)發(fā)光二極管組成的。具有高亮度，功耗低，視角大，壽命長，耐濕，冷，熱等特點(diǎn)，LED點(diǎn)陣顯示器件可以顯示數(shù)字，英文字符，中文字符等。但用LED點(diǎn)陣顯示的軟件程序設(shè)計(jì)比較麻煩。1602液晶是工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16*2即32個(gè)字符。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。使用時(shí)直接編寫軟件程序按一定的時(shí)序驅(qū)動(dòng)即可。它的特點(diǎn)是顯示字跡清楚，價(jià)格相

29、對(duì)便宜。12864液晶也是一種工業(yè)字符型液晶，它不僅能夠顯示1602液晶所可以顯示的字符，數(shù)字等信息，而且還可以顯示8*4個(gè)中文漢字和一些簡單的圖片，顯示信息也非常的清楚。使用時(shí)也直接編寫軟件程序按一定的時(shí)序驅(qū)動(dòng)即可。不過它的價(jià)格比1602液晶貴了很多。在本設(shè)計(jì)中，我們只需要顯示最后電壓的數(shù)字值和電壓的單位，綜合上面各種顯示器件的特點(diǎn)：數(shù)碼管只能顯示數(shù)字，不能顯示單位字符，不符合本設(shè)計(jì)的要求。而點(diǎn)陣顯示器件驅(qū)動(dòng)顯示軟件程序編寫麻煩，占用的引腳相對(duì)也較多。也不是理解的顯示器件。所以在本設(shè)計(jì)中，我們考慮用液晶顯示器件，雖然12864液晶比1602液晶的功能強(qiáng)，不過在價(jià)格方面卻貴了好多。而1602液

30、晶也足夠滿足本設(shè)計(jì)的需要。因此，在本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)我們選擇1602液晶顯示器件。2.2.2 1602液晶的參數(shù)資料我們選擇了1602液晶做為本設(shè)計(jì)的顯示模塊的顯示器件。以下是1602液晶的各方面參數(shù)：編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地2VDD電源正極3VL液晶顯示偏壓信號(hào)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端5R/W讀/寫選擇端6E使能信號(hào)8-14D0-D7Data I/O15BLA背光源正極16BLK背光源負(fù)極表2. 1 接口信號(hào)說明（1）基本操作時(shí)序：讀狀態(tài)：輸入：RS=0，RW=1，E=1。輸出：D0-D7為狀態(tài)字寫狀態(tài)：輸入：RS=0，RW=0，D0-D7為指令碼，E為高脈沖。輸出：無讀數(shù)據(jù)：輸入：RS=1，R

31、W=1，E=1。輸出：D0-D7為數(shù)據(jù)。寫數(shù)據(jù)：輸入：RS=1，RW=0，D0-D7為數(shù)據(jù)，E為高脈沖。輸出：無STA7STA6STA5STA4STA3STA2STA1STA0STA0-6當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值STA7讀寫操作使能1：禁止 0：允許表2. 2 狀態(tài)字說明指令碼功能00111000設(shè)置16*2顯示，5*7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)口表2.3 顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置 指令碼 功能00001DCBD=1開顯示；D=0關(guān)顯示C=1顯示光標(biāo)；C=0不顯示關(guān)標(biāo)B=1光標(biāo)閃爍；B=0光標(biāo)不顯閃爍000001NSN=1當(dāng)讀寫一個(gè)字條款后地址指針加一，且光標(biāo)加一。N=0當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減一，且光標(biāo)減

32、一。S=1當(dāng)寫一個(gè)安條款，整屏顯示左移（N=1）或右移（N=0），以得到光標(biāo)不移動(dòng)而屏幕移動(dòng)的效果。S=0當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示不移動(dòng)。表2.4 指令的說明 指令碼功能00111000設(shè)置16*2顯示，5*7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)口表2.5 顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置 指令碼 功能00001DCBD=1開顯示；D=0關(guān)顯示C=1顯示光標(biāo)；C=0不顯示關(guān)標(biāo)B=1光標(biāo)閃爍；B=0光標(biāo)不顯閃爍000001NSN=1當(dāng)讀寫一個(gè)字條款后地址指針加一，且光標(biāo)加一。N=0當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減一，且光標(biāo)減一。S=1當(dāng)寫一個(gè)安條款，整屏顯示左移（N=1）或右移（N=0），以得到光標(biāo)不移動(dòng)而屏幕移動(dòng)的效果。S=0當(dāng)寫一

33、個(gè)字符，整屏顯示不移動(dòng)。表2.6顯示模式設(shè)置 指令碼 功能80H+地址碼（0-27H，40H-67H）設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針01H顯示清屏：1，數(shù)據(jù)指針清0 2，所有顯示清002H顯示回車：數(shù)據(jù)指針清0表2.7 數(shù)據(jù)控制2.3模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換芯片的選擇在本設(shè)計(jì)中，模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換模塊是一個(gè)重要的模塊，它關(guān)系到最后數(shù)電壓表電壓值的精確度。所以，A/D芯片的選擇是設(shè)計(jì)過程中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。2.3.1 常用的A/D芯片簡介常用的A/D芯片有AD0809，AD0832，TLC2543C等幾種。下面簡單介紹一下這三種芯片。AD0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，它是由一個(gè)8路的模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存譯

34、碼器、一個(gè)A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8 路模擬量分時(shí)輸入，共享A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。些A/D轉(zhuǎn)換器是的特點(diǎn)是8位精度，屬于并行口，如果輸入的模擬量變化大快，必須在輸入之前增加采樣電路。AD0832也是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，可支持致命傷個(gè)單端輸入通道和一個(gè)差分輸入通道。它易于和微處理器接口或獨(dú)立使用；可滿量程工作；可用地址邏輯多路器選通各輸入通道。TLC2543C是12位開關(guān)電容逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換，每個(gè)器件有三個(gè)控制輸入端，片選，輸入/輸出時(shí)鐘以及地址輸入端。它可以從主機(jī)高速傳輸轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。它有高速的轉(zhuǎn)換，通用的控制能力，具有簡化比率轉(zhuǎn)換，刻度

35、以及模擬電路與邏輯電路和電源噪聲隔離，耐高溫等特點(diǎn)。綜合上述幾種A/D轉(zhuǎn)換芯片的特點(diǎn)，在本設(shè)計(jì)中，我們?cè)O(shè)計(jì)的是簡易數(shù)字電壓表，因此在此，我們選擇精度為8位的ADC0809芯片。2.3.2模數(shù)（A/D）芯片ADC0809的資料綜合本設(shè)計(jì)的各方面考慮，我們選了ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。下面就介紹此芯片的各方面資料。（1）圖2.2 （2）IN0IN7：8路模擬量輸入端。D7D0：8位數(shù)字量輸出端。A、B、C：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 START： A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，輸入，高電平有效。 EOC： A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)

36、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）。 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。CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。 Vcc：電源，單一5V。 GND：地。2.3.3 ADC0809工作過程圖2.4 ADC0809的時(shí)序圖2.3.4 ADC0809與單片機(jī)的接口通常芯片的地址線只能進(jìn)不能出自不必說，ADC0809的數(shù)據(jù)線有一特點(diǎn)：只能出不能進(jìn)。就是說，就像往SBUF寫入時(shí)寫到發(fā)送緩沖寄存器，從SBUF當(dāng)51單片機(jī)沒有外擴(kuò)RAM和I/O口時(shí)，AD

37、C0809就可以在概念上作為一個(gè)特殊的唯一的外擴(kuò)RAM單元。因?yàn)樗俏ㄒ坏模蜎]有地址編號(hào)，也就不需要任何地址線或者地址譯碼線。只要單片機(jī)往外部RAM寫入，就是寫到ADC0809的地址寄存器中。只要單片機(jī)從外部RAN讀取數(shù)據(jù)，就是讀取ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果。 編程概要：MOV A，#0F8H；ADC0809信道0地址送到A MOVX R0，A；鎖定通道0并啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 MOVX A，R0 ；其中間寄存器R0中的數(shù)據(jù)無論在啟動(dòng)ADC0809還是在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)都沒有任何意義，因此事先不必考慮往R0中送入什么數(shù)據(jù)。這是本程序的一大特點(diǎn)。三種連接方式的綜合比較：第一種和第二種連接方式允許多片ADC08

38、09與單片機(jī)連接，第三種連接方式只能連接一片。通常1片8通道ADC0809就能滿足控制工程需要。因此在單片機(jī)沒有外擴(kuò)RAM和I/O接口時(shí)，第三種連接方式時(shí)一種優(yōu)選方案。需要2片或更多ADC0809時(shí)，第二種連接方式時(shí)一種優(yōu)選方案。第一種連接方式需要一片74LS373做地址鎖存器。如果單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)有一片73LS373地址鎖存器，那么第一種連接方式也不失為一種可以考慮的連接方式。2.3.5主要元器件介紹圖2.5ADC0809實(shí)物圖圖2.6 ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)及引腳圖  C(ADDC)B(ADDB)A(ADDA)選擇的通道（注意：ALE信號(hào)常與START信號(hào)連在一起，

39、這樣連接可以在信號(hào)的前沿寫入地址信號(hào)，在其后沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，圖2.7為ADC0809信號(hào)的時(shí)序配合圖）。 ADC0809信號(hào)的時(shí)序配合第3章 電路設(shè)計(jì)3.1 技術(shù)要求（1）以51系列單片機(jī)為核心器件，組成一個(gè)簡單的直流數(shù)字電壓表。（2）最高量程為：4v。電壓顯示用1602液晶顯示器顯示，至少能夠顯示兩位小數(shù)。盡量使用較少的元器件。3.2 設(shè)計(jì)方案根據(jù)上述，我們選擇單片機(jī)與A/D轉(zhuǎn)換芯片結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)。使用的基本元器件是：AT89C51單片機(jī)，ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，1602液晶顯示器，開關(guān)，按鍵，電容，電阻，晶振，標(biāo)準(zhǔn)電源等等。設(shè)計(jì)的基本框圖如下：圖3.1 設(shè)計(jì)的基本框圖3.3 硬

40、件電路系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路圖的繪制和仿真我用的是Proteus軟件。單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括晶振電路，復(fù)位電路，電源。其原理圖如下： 圖3.2 復(fù)位電路此模塊中，單片機(jī)的晶振是12MHZ，C1和C2的電容是22pf，C3可選10UF。R1電阻為1K。3.3.2 A/D轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)的連接此設(shè)計(jì)中選擇的是A/D轉(zhuǎn)換芯片的信道1、信道2、 信道3，數(shù)據(jù)輸出口連接單片機(jī)的P0口，脈沖端連接單片機(jī)的ale口。模塊連接如下圖3.3所示。3.3.3 1602液晶與單片機(jī)連接此模塊液晶的RS和E端分別連接單片機(jī)的P3.0和P3.1口；液晶的數(shù)據(jù)各端口連接單片機(jī)的P1口。具體如下圖3.4所示。3.4

41、按鍵控制電路的設(shè)計(jì)三個(gè)通道鍵盤的三端分別與單片機(jī)的P3.4、P3.5、P3.6口連接，另一端接地。原理圖如圖3.5所示。鍵盤的功能：可根據(jù)所測的電壓范圍，通過按鍵來切換通道。 圖3.3 A/D轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)的連接圖3.4 1602液晶與單片機(jī)連接圖3.5 按鍵控制電路3.5系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)此電路的工作原理是：+5V模擬電壓信號(hào)通過變阻器VR1分壓后由ADC0809的IN0通道進(jìn)入（由于使用的IN0通道，所以ADDA,ADDB,ADDC都接低電平），經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)經(jīng)過其輸出通道D0-D7傳送給AT89C51芯片的P1口，AT89C51負(fù)責(zé)把接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生正確的顯

42、示段碼傳送給1602液晶顯示器，同時(shí)它還通過其四位I/O口P2.0、P2.1、P2.2、P2.3產(chǎn)生位選信號(hào)控制數(shù)碼管的亮滅。此外，AT89C51還控制ADC0809的工作。其中，單片機(jī)AT89C51通過定時(shí)器中斷從P2.4輸出方波，接到ADC0809的CLOCK,P2.6發(fā)正脈沖啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，P2.5檢測A/D轉(zhuǎn)換是否完成，轉(zhuǎn)換完成后，P2.7置高從P1口讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果送給LED顯示出來。簡易數(shù)字直流電壓表的硬件電路已經(jīng)設(shè)計(jì)完成，就可以選取相應(yīng)的芯片和元器件，利用Proteus軟件繪制出硬件的原理，并仔細(xì)地檢查修改，直至形成完善的硬件原理圖。但要真正實(shí)現(xiàn)電路對(duì)電壓的測量和顯示的功能，還需要有

43、相應(yīng)的軟件配合，才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。圖3.6 總電路圖3.6 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是硬件電路和軟件編程相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案，選擇合適的編程語言是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，常用的是匯編語言和C語言。匯編語言的特點(diǎn)是占用內(nèi)存單元少，執(zhí)行效率高。執(zhí)行速度快。但它依賴于計(jì)算機(jī)硬件，程序可讀性和可移植性比較差。而C語言雖然執(zhí)行效率沒有匯編語言高，但語言簡潔，使用方便，靈活，運(yùn)算豐富，表達(dá)化類型多樣化，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型豐富，具有結(jié)構(gòu)化的控制語句，程序設(shè)計(jì)自由度大，有很好的可重用性，可移植性等特點(diǎn)。由于現(xiàn)在單片機(jī)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，內(nèi)部的各種資源相當(dāng)?shù)呢S富，CPU的處理速度非常的快。用C語

44、言來控制單片機(jī)無疑是一個(gè)理想的選擇。所以在本設(shè)計(jì)中采用C語言編寫軟件程序。3.6.1主程序的設(shè)計(jì)根據(jù)模塊的劃分原則，將該程序劃分初始化模塊，A/D轉(zhuǎn)換子程序和顯示子程序，這三個(gè)程序模塊構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)軟件的主程序，如圖3.7所示： 開始初始化調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序調(diào)用顯示子程序結(jié)束圖3.7 數(shù)字式直流電壓表主程序框圖3.6.2 初始化程序謂初始化，是對(duì)將要用到的51系列單片機(jī)內(nèi)部部件或擴(kuò)展芯片進(jìn)行初始工作狀態(tài)設(shè)定，初始化子程序的主要工作是設(shè)置定時(shí)器的工作模式，初值預(yù)置，開中斷和打開定時(shí)器等。3.6.3 A/D轉(zhuǎn)換子程序A/D轉(zhuǎn)換子程序用來控制對(duì)輸入的模塊電壓信號(hào)的采集測量，并將對(duì)應(yīng)的數(shù)值存入相應(yīng)的

45、內(nèi)存單元，其轉(zhuǎn)換流程圖如圖3.8所示：開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)值轉(zhuǎn)換顯示結(jié)束圖3.8 A/D轉(zhuǎn)換流程圖3.6.4 顯示子程序顯示子程序采用動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)1602液晶顯示器的數(shù)值顯示，在采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式時(shí)，要使得液晶顯示器顯示的比較均勻，又有足夠的亮度，需要設(shè)置適當(dāng)?shù)膾呙桀l率，當(dāng)掃描頻率在70HZ左右時(shí)，能夠產(chǎn)生比較好的顯示效果，一般可以采用間隔10ms對(duì)液晶顯示器進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描一次，每一位液晶顯示器的顯示時(shí)間為1ms。第4章 系統(tǒng)的調(diào)試完成了系統(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)行系統(tǒng)調(diào)試。 4.1 軟件調(diào)試軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿

46、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。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)。a.檢查液晶顯示模塊程序。在主程序中調(diào)用display()和dislay_zifu()函數(shù)，觀察在1602液晶上是否能夠顯示相應(yīng)的字符。如果不能，則在相關(guān)的子程序中設(shè)計(jì)斷點(diǎn)，反復(fù)調(diào)試直到能夠顯示。b.檢查按鍵模塊程序。本設(shè)計(jì)的按鍵模塊程序是用狀態(tài)機(jī)的方法，可以在key_state1狀態(tài)下加一個(gè)任務(wù)，如顯示一個(gè)字符在液晶上。觀察是否正確顯示。c.檢查A/D轉(zhuǎn)換模塊程序?？梢栽谟布娐返妮斎攵溯斎胍阎膸讉€(gè)電壓，分別觀察

47、液晶上是否顯示相應(yīng)的電壓值。d.檢查數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換模塊程序?？梢园从布娐返陌存I開關(guān)，輸入相應(yīng)的電壓，觀察液晶顯示的電壓值是否一致。如果一致。則數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的算法正確的。e.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，說明設(shè)計(jì)成功完成。本設(shè)計(jì)的調(diào)試主要以軟件為主，其中，系統(tǒng)電路圖的繪制和仿真我采用的是Proteus軟件，而程序方面，采用的是匯編語言，用Keil軟件將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。4.1.1 加入仿真輔助信號(hào)04v電壓測試儀的仿真實(shí)現(xiàn)操作步驟如下：進(jìn)入Proteus ISIS集成環(huán)境。加入仿真輔助信號(hào)，單擊左鍵，單擊工具欄的圖標(biāo)

48、，選擇DCLOCK,在繪圖區(qū)單擊，然后輸入名稱“CLOCK”，設(shè)定時(shí)鐘頻率500KHZ,通常ADC0809的工作頻率為590KHZ。設(shè)置完成單擊“OK”. 將設(shè)定的時(shí)鐘信號(hào)接在ADC0809的時(shí)鐘輸入端CLOCK上，為ADC0809仿真時(shí)提供工作時(shí)鐘。 為了能夠更好地觀察模擬的電壓量與數(shù)字量之間的關(guān)系，選擇數(shù)字直流電壓表放在電阻的兩端，觀察7號(hào)通道的輸入量的值。選擇工具欄中的某圖標(biāo)，選擇“DC VOLTMETER”(數(shù)字電壓表)，加入到繪圖區(qū)。連線并加上需要的說明，完成A/D轉(zhuǎn)換仿真電路。 仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)，仿真所畫的電路原理圖與前面描述的04v電壓測試儀的項(xiàng)目電路有區(qū)別，原項(xiàng)目中描述的電路原理

49、圖采用I/O端口控制的方式，其相應(yīng)程序在實(shí)際應(yīng)用中調(diào)試通過。 ADC0809的仿真器件要求嚴(yán)格的控制信號(hào)，即ALE的上升沿，讀入要轉(zhuǎn)換的通道號(hào)，在STSRT的上升沿ADC0809內(nèi)部清零，在STSRT的下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，OE為高電平時(shí)輸出轉(zhuǎn)換好數(shù)字信號(hào)。 這時(shí)采用總線方式控制，利用MOVX指令產(chǎn)生/RD,/WR信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)的上升沿和下降沿。據(jù)此源程序也有所修改。4.1.2 加載程序加載程序。首先要校對(duì)零點(diǎn)，將A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端口接地，讓電壓為0V，此時(shí)可以調(diào)整RV1的值，直至，直至顯示電壓為0V時(shí)為止，校準(zhǔn)零點(diǎn)之后，就可以進(jìn)行調(diào)試了。單擊仿真鍵，觀察仿真結(jié)果，調(diào)節(jié)可調(diào)用電阻RV1，觀

50、察電壓表及顯示值。4.2 顯示結(jié)果及誤差分析 顯示結(jié)果1. 當(dāng)IN0口輸入電壓值為0V時(shí)，顯示結(jié)果如圖4.1所示，測量誤差為0V。圖4.1 輸入電壓為0v時(shí)的顯示結(jié)果2.當(dāng)IN0輸入電壓值為1.50V時(shí)，顯示結(jié)果如圖4.2所示。測量誤差為0.01V。圖4.2 輸入電壓為1.50V時(shí)的顯示結(jié)果3. 當(dāng)IN0口輸入電壓值為3.50V時(shí)，顯示結(jié)果如圖4.3。測量誤差為0.01V。圖4.3 輸入電壓為3.50V時(shí)的顯示結(jié)果 誤差分析通過以上仿真測量結(jié)果可得到簡易數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表對(duì)比測試表，如下表4.1所示：表4.1 簡易數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表對(duì)比測試表標(biāo)準(zhǔn)電壓值/V簡易電壓表測量

51、值/V絕對(duì)誤差/V0.000.000.000.500.510.011.001.010.011.501.510.012.002.010.012.502.500.003.003.010.013.503.500.004.004.010.01從上表可看到，測試電壓一般以0.01v的幅度變化。 從上表可以看出，簡易數(shù)字電壓表測得的值基本上比標(biāo)準(zhǔn)電壓值偏大0-0.01v，這可以通過校正ADC0809的基準(zhǔn)電壓來解決。因?yàn)樵撾妷罕碓O(shè)計(jì)時(shí)直接用4v的供電電源作為電壓，所以電壓可能有偏差。當(dāng)要測量大于4v的電壓時(shí)，可在輸入口使用分壓電阻，而程序中只要將計(jì)算程序的除數(shù)進(jìn)行調(diào)整就可以了。4.3 系統(tǒng)調(diào)試中遇到的問題

52、及解決的方法a.實(shí)驗(yàn)初期，我們選用的是三極管作為數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)組件，但是在測試過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管顯示不穩(wěn)定，發(fā)生頻閃現(xiàn)象，而且亮度不夠。換用了74HC245芯片作為驅(qū)動(dòng)組件，解決了上述問題。 b.在應(yīng)用濾波電容的過程中，一開始是把電容串聯(lián)在電路中，導(dǎo)致電路無法導(dǎo)通，而后我們短路電容，解決了問題。 c.電源指示燈上，一開始發(fā)現(xiàn)接上電源，指示燈不亮，發(fā)現(xiàn)正負(fù)極接反，后重新接，問題解決。 d.由于源程序的多處錯(cuò)誤，使得仿真無法通過，后經(jīng)過單步調(diào)試，把存在的錯(cuò)誤一一排除，通過了軟件仿真。第5章 結(jié)論通過本次課題設(shè)計(jì)，我對(duì)單片機(jī)這門課程有了更進(jìn)一步的了解。無論是在其硬件連接方面還是在軟件編程方面，都取得了新

53、的收獲。本次實(shí)驗(yàn)采用了AT89C51單片機(jī)芯片，通過本次實(shí)驗(yàn)及查閱相關(guān)資料，我對(duì)其有了一定的認(rèn)識(shí)，在本課題設(shè)計(jì)報(bào)告的硬件介紹部分也對(duì)其作了詳細(xì)的論述。在對(duì)單片機(jī)編程方面，我掌握了一些新的編程思想，使得程序更為簡練、易懂，而且更為嚴(yán)謹(jǐn)，程序執(zhí)行的穩(wěn)定性得到了提高。 實(shí)驗(yàn)中我還用到了模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809，以前在學(xué)單片機(jī)這門課程時(shí)只是對(duì)其理論知識(shí)有了初步的了解。通過本次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)它的工作原理進(jìn)一步的理解了，對(duì)其啟動(dòng)設(shè)置、轉(zhuǎn)換結(jié)束判斷以及輸出控制等都基本掌握。在仿真方面有了更為直觀的認(rèn)識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)的摸索以及必要的理論知識(shí)，我準(zhǔn)確的調(diào)試成功。 通過本次設(shè)計(jì)，對(duì)我的動(dòng)手能力有很大的幫助，今后要多多練習(xí)，以提高自