單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)

PAGEPAGE10單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目名稱(chēng)：簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)姓名：班級(jí)學(xué)號(hào)：專(zhuān)業(yè)：指導(dǎo)教師：一、題目要求：能夠顯示穩(wěn)定的電壓值以MCS-51系列單片機(jī)為核心器件，組成一個(gè)簡(jiǎn)單的直流數(shù)字電壓表。采用1路模擬量輸入，能夠測(cè)量0-5V之間的直流電壓值。電壓顯示用4位一體的LED數(shù)碼管顯示，能夠顯示三位小數(shù)。盡量使用較少的元器件。二、分工說(shuō)明：三、硬件電路說(shuō)明圖1簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表電路圖該電路主要由三個(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ADC0808來(lái)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(lái)完成，其負(fù)責(zé)把ADC0808傳送來(lái)的數(shù)字量經(jīng)過(guò)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ADC0808芯片工作。四、軟件流程設(shè)計(jì)說(shuō)明1、程序設(shè)計(jì)總方案根據(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2所示。開(kāi)始開(kāi)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2數(shù)字式直流電壓表主程序框圖2、系統(tǒng)子程序設(shè)計(jì)初始化程序所謂初始化，是對(duì)將要用到的MCS_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(kāi)中斷和打開(kāi)定時(shí)器等。A/D轉(zhuǎn)換子程序A/D轉(zhuǎn)換子程序用來(lái)控制對(duì)輸入的模塊電壓信號(hào)的采集測(cè)量，并將對(duì)應(yīng)的數(shù)值存入相應(yīng)的內(nèi)存單元，其轉(zhuǎn)換流程圖如圖2所示。開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束？輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)值轉(zhuǎn)換顯示結(jié)束圖3A/D轉(zhuǎn)換流程圖顯示子程序顯示子程序采用動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)四位數(shù)碼管的數(shù)值顯示，在采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式時(shí)，要使得LED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)LED進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描一次，每一位LED的顯示時(shí)間為1ms。在本設(shè)計(jì)中，為了簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)，主要采用軟件定時(shí)的方式，即用定時(shí)器0溢出中斷功能實(shí)現(xiàn)11μs定時(shí)給模數(shù)轉(zhuǎn)換器件提供時(shí)鐘，通過(guò)軟件延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)5ms的延時(shí)來(lái)達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示。五、調(diào)試過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題和解決的辦法本次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中主要出現(xiàn)了一下幾方面的問(wèn)題：?jiǎn)栴}一程序能編譯成功但仿真時(shí)數(shù)碼管總是沒(méi)有顯示；解決方案：改變程序設(shè)計(jì)框架，并檢查電路連接正確與否。問(wèn)題二剛開(kāi)始時(shí)數(shù)碼管沒(méi)有顯示小數(shù)點(diǎn)；解決方案：在顯示子程序中，當(dāng)顯示整數(shù)位時(shí)再加一條“ORLA,#80H”語(yǔ)句，點(diǎn)亮數(shù)碼管小數(shù)點(diǎn)位，同時(shí)不影響該數(shù)碼管其他七段碼的顯示。問(wèn)題三顯示值的精確度不夠；解決方案： 查閱相關(guān)資料，改進(jìn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序本次課程設(shè)計(jì)的體會(huì)和設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)方法1、課程設(shè)計(jì)體會(huì)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，課程設(shè)計(jì)-基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表基本完成。但設(shè)計(jì)中的不足之處仍然存在。這次設(shè)計(jì)是我們第一次設(shè)計(jì)電路，并用Proteus實(shí)現(xiàn)了仿真。在這過(guò)程中，我們對(duì)電路設(shè)計(jì)，單片機(jī)的使用等都有了新的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)了Proteus和Keil軟件的使用方法，掌握了從系統(tǒng)的需要、方案的設(shè)計(jì)、功能模塊的劃分、原理圖的設(shè)計(jì)和電路圖的仿真的設(shè)計(jì)流程，積累了不少經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我們對(duì)單片機(jī)這門(mén)課也有了進(jìn)一步的了解。無(wú)論是在硬件連接方面還是在軟件編程方面。本次設(shè)計(jì)采用了AT89C51單片機(jī)芯片，與以往的單片機(jī)相比增加了許多新的功能，使其功能更為完善，應(yīng)用領(lǐng)域也更為廣泛。設(shè)計(jì)中還用到了模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0808，以前在學(xué)單片機(jī)課程時(shí)只是對(duì)其理論知識(shí)有了初步的理解。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，對(duì)它的工作原理有了更深的理解。在調(diào)試過(guò)程中遇到很多問(wèn)題，硬件上的理論知識(shí)學(xué)得不夠扎實(shí)，對(duì)電路的仿真方面也不夠熟練?？傊@次電路的設(shè)計(jì)和仿真，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)的功能要求。在以后的實(shí)踐中，我將繼續(xù)努力學(xué)習(xí)電路設(shè)計(jì)方面的理論知識(shí)，并理論聯(lián)系實(shí)際，爭(zhēng)取在電路設(shè)計(jì)方面能有所提升。2、課程設(shè)計(jì)方案改進(jìn)本次課程設(shè)計(jì)主要是通過(guò)仿真軟件實(shí)現(xiàn)的。而在硬件電路調(diào)試時(shí)，由于采用面包板做電路載體，在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)了很多問(wèn)題導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)最后沒(méi)有完全成功。故我們總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，要使設(shè)計(jì)更完美和穩(wěn)定，應(yīng)該將電路制成PCB電路板。參考文獻(xiàn)黃險(xiǎn)峰.單片機(jī)原理及應(yīng)用（雙語(yǔ)教材）侯繼紅.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作.電子工業(yè)出版社.2011年8月.張義和、陳敵北著.例說(shuō)8051.人民郵電出版社.2006年1月徐秀平.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社.2010年7月.邊春遠(yuǎn)等著.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)用子程序[M].北京:人民郵電出版社.2005年9月.附錄：程序清單LED_0EQU30HLED_1EQU31HLED_2EQU32HLED_3EQU33HADCEQU35HCLOCKBITP2.4STBITP2.5EOCBITP2.6OEBITP2.7ORG00HSJMPSTARTORG0BH LJMPINT_T0START:MOVLED_0,#00HMOVLED_1,#00HMOVLED_2,#00HMOVP2,#0FFHMOVDPTR,#TABLEMOVTMOD,#02H；采用定時(shí)器2實(shí)現(xiàn)11

us的定時(shí)MOVTH0,#245MOVTL0,#00MOVIE,#82HSETBTR0WAIT:CLRST；此語(yǔ)句到第三條語(yǔ)句為啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換SETBSTCLRSTJNBEOC,$；查詢(xún)A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束SETBOE；允許輸出MOVADC,P1;A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果存入ADC也即35H單元中CLROE；關(guān)閉輸出MOVA,ADC；A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)BCD碼MOVB,#51DIVABMOVLED_3,A；整數(shù)位存入LED_3也即33H單元中MOVA,B CLRF0 SUBBA,#1AH MOVF0,C MOVA,#10 MULAB MOVB,#51 DIVAB JBF0,BCD1 ADDA,#5BCD1:MOVLED_2,A；小數(shù)點(diǎn)后第一位存入LED_2也即32H單元中 MOVA,B CLRF0 SUBBA,#1AH MOVF0,C MOVA,#10 MULAB MOVB,#51 DIVAB JBF0,BCD2 ADDA,#5BCD2:MOVLED_1,A；小數(shù)點(diǎn)后第二位存入LED_1即31H單元中 MOVA,B CLRF0 SUBBA,#1AH MOVF0,C MOVA,#10 MULAB MOVB,#51 DIVAB JBF0,BCD3 ADDA,#5BCD3:MOVLED_0,A；小數(shù)點(diǎn)后第三位存入LED_0即30H單元中LCALLDISPLJMPWAITINT_T0:CPLCLOCK；給A/D轉(zhuǎn)換器提供時(shí)鐘RETIDISP:MOVA,LED_0MOVCA,@A+DPTR；查詢(xún)小數(shù)點(diǎn)后第三位段碼CLRP2.3MOVP0,A；顯示小數(shù)點(diǎn)后第三位LCALLDELAYSETBP2.3MOVA,LED_1MOVCA,@A+DPTR；查詢(xún)小數(shù)點(diǎn)后第二位段碼CLRP2.2MOVP0,A；顯示小數(shù)點(diǎn)后第二位LCALLDELAYSETBP2.2MOVA,LED_2MOVCA,@A+DPTR；查詢(xún)小數(shù)點(diǎn)后第一位段碼CLRP2.1 MOVP0,A；顯示小數(shù)點(diǎn)后第一位 LCALLDELAY SETBP2.1MOVA,LED_3MOVCA,@A+DPTR；查詢(xún)整數(shù)位段碼CLRP2.0ORLA,#80H；顯示小數(shù)點(diǎn)位MOVP0,A；顯示整數(shù)位LCALLDELAYSETBP2.