双通道数字电压表课程设计

双通道数字电压表课程设计
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
《单片机》
课程设计报告
系别: 计算机与电子系
专业班级：电子0801
学生姓名：独孤求胜
指导教师：
（课程设计时间：2011 年6 月27 日——2011 年7 月8 日）
华中科技大学武昌分校计算机与电子系
目录
1．课程设计目的 (2)
2．课程设计题目及要求 (3)
3．课程设计报告内容 (4)
3。

1课程设计相关元器件及设备…………………………………………………
4
3。

2元器件的分析 (4)
3.3原理图的设计与分析 (5)
3。

4程序设计流程及说明 (8)
3.5课程设计仿真结果图示 (12)
4．总结 (15)
参考文献 (16)
一、课程设计目的
熟悉典型单片机( MCS-51， AT89S51, PIC， Motorola, AVR ）的资源、性能，加深对单片机课程的全面认识和掌握,对单片机及其接口的应用作进一步的了解，掌握基于单片机的系统设计的一般流程、方法和技巧,为学生解决工程实际问题打下坚实的基础。

同时课程设计也是让我们熟练掌握了课本上的一些理论知识，是一个学习新知识、巩固加深所学课本理论知识的过程，它培养了我们综合运用知识的能力，独立思考和解决问题的能力，加深了我们对单片机原理与应用课程的理解。

二、课程题目及要求
1、课程设计题目内容及具体要求：
1）十字路口交通灯控制
2)单词记忆测试器
3）单片机数字电压表
4）简易电子琴
5）4个16 X 16点阵LED电子显示屏的设计
我所在的小组做的是实验三：单片机数字电压表
2、设计要求:
●以单片机为控制器,采用中断方式，对2路0-5V的模拟电压进行循环采集,采集的
数据送LED显示，并存入内存.超过界限时指示灯闪烁.
●设计接口电路，将这些外设构成一个简单的单片机应用系统，画出接口的连接电
路图.
●编写下列控制程序
（1）对2路模拟信号输入实行循行采集,每路连续采集16次,取平均值。

（2)分别设定每一路的上限值，若采集的平均值超过该界限值,则对应通道的指示灯闪烁10次后一直亮,指示灯闪烁时喇叭发声，以示警告。

三、课程设计报告内容
1、课程设计相关元器件及设备
本次课程设计包括实物和仿真两种，我做的是用PROTEUS软件进行原理图的设计和仿真，采用KEIL4集成开发环境进行软件的开发和调试。

实验器材包括：装有PROTEUS和KEIL软件的PC机一台。

2、元器件的分析
实验中用到的仿真模型有：AT89C51,ADC0809,数码管，LED，晶振，可变电阻，电容,按键等。

AT89C51作为控制芯片，5V的电压源接上滑动变阻器模拟外部测量电压，外部模拟电压经过ADC0808模数转换后，经过处理在数码管上显示出来。

1）ADC0809简介：
本实验我们选用ADC0808作为模数转换的芯片,其为逐次逼近式AD转换式芯片，其工作时需要一个稳定的时钟输入,根据查找资料，得到ADC0808的时钟频率在10KHZ～1200KHZ，我们选择典型值640KHZ。

课题要求测量电压范围是0到5V，又ADC0808的要求：V REF+〈=V CC,V REF->=GND，故我们取V REF+=+5V，V REF-=0V。

由于ADC0808有8个输入通道可供选择,我们选择IN0通道和IN1通道，使
ADC0808的A、B、C选择通道，因为只有通道0和1，故将B，C接地，通过改变A的值来选择通道0和1，在当ADC0808启动时ALE引脚电平正跳变时变可以锁存A、B、C上的地址信息.ADC0808可以将从IN0得到的模拟数据转换为相应的二进制数,由于ADC0808输出为8位的二进制数。

在AD转换完成后，ADC0809将在EOC引脚上产生一个8倍于自身时钟周期的正脉冲，以此来作为转换结束的标志。

然后当OE引脚上产生高电平时，ADC0808将允许转换完的二进制数据输出。

ADC0808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。

引脚功能（外部特性）
ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装。

各引脚功能如下:
1～5和26～28（IN0～IN7）：8路模拟量输入端.
8、14、15和17～21：8位数字量输出端。

22（ALE）：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。

6（START）：A／D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲(至少100NS宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。

7(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（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（CLK）：时钟脉冲输入端。

要求时钟频率不高于640KHZ。

12（VREF（+））和16（VREF（—））：参考电压输入端
11（V CC)：主电源输入端。

13（GND）：地。

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.
其结构与引脚图如下所示
2）数码管简单说明：
显示部分我使用的是7SEG_MPX6-CC,6合一数码管，共阴极.
3、原理图的设计与分析
总的设计电路如下所示，电路有几个功能模块共同组成：
用PROTEUS设计的仿真原理图1)时钟电路
2)复位电路
3）模拟电压输入电路
4）AD转换电路5）显示电路
6）报警提示电路
4、程序设计流程极说明1）程序流程图如下
程序流程图
2）程序功能模块及说明
1〉显示模块：
VOID DISPLAY(）//数码管显示函数
｛
P1=0;
P2=0XFF;
P1=DISPCODE［DISPBUF［DISPCOUNT］］;//显示数据输入P2=DISPBITCODE［DISPCOUNT］；//数码管选通IF(DISPCOUNT==5)
{
P1=P1｜0X80；
｝//显示小数点
IF（DISPCOUNT==2）
{
P1=P1｜0X80；
｝//显示小数点
DISPCOUNT++;
IF（DISPCOUNT==8）
{
DISPCOUNT=0;
}
｝
本程序模块中P2通过循环计数器DISPCOUNT循环选通八个数码管,P1分别送入八个数码管的数据.
2〉AD转换模块：
VOID GOT_AD_DATA（) //启动和获取AD转换结果
{
IF(EOC==1)
｛
OE=1;//允许输出
GETDATA=P0;
OE=0；
ST=1；//读取数据后送一个高脉冲重新开始转换
ST=0;
｝
｝
这个模块启动AD转换，并查询转换是否完成，完成后取出转换结构，然后重新开始转换。

3〉求平均值并保存模块：
VOID DATA_SAVE()
｛
IF（T==16)
{
I=SUM/T; //采样16次，求平均值，并保存
TEMP=I；
T=0；
SUM=0；
IF（A==0)
｛
DISPBUF[5]=I/10000；//将通道0的数据存入5,6，7位置
I=I％10000；
DISPBUF［6]=I/1000；
I=I％1000;
DISPBUF[7]=I/100；
}
ELSE
{
DISPBUF[2]=I/10000;//江通道1的数据存入数组的2,3，4；
I=I％10000;
DISPBUF[3]=I/1000;
I=I%1000;
DISPBUF［4]=I/100；
}
A=！A;//更换通道
}
}
程序段中A为ADC0808的通道选择的最低位，T为计数器，用于计数取样次数,SUM 为16次取样的和。

4>报警系统模块:
VOID SOUNDER（) //报警函数
{
IF（A==0)
{
IF（TEMP〉RANGE1)
{
T2++;
IF(T2/16〈20）//取反20次,闪烁10次
{
IF（T2％16==0）//T2为16的倍数时，LED1电频取反
LED1=!LED1;
ELSE
LED1=LED1;
｝
ELSE
{
LED1=1；
T2=500; //任意赋一个大于16＊20的值,防止发生溢出;
｝
RING=！RING;
｝
ELSE
｛
LED1=0;
RING=0;
T2=0; //TEMP小于额定数值时，T2清零｝
}
IF（A==1）
｛
IF（TEMP〉=RANGE2)
{
T3++；
IF(T3/16<20) //取反20次,闪烁10次
{
IF（T3％16==0）//
LED2=！LED2; //
ELSE
LED2=LED2;
}
ELSE
｛
LED2=1;
T3=500；
｝
RING=！RING；
}
ELSE
｛
LED2=0；
RING=0;
T3=0; //TEMP小于额定数值时T3清零｝
｝
}
这个程序段中，我又引入了两个变量T2，和T3,用于计数LED灯多少次反转，T2和T3每当定时器T1中断时加1.
5、课程设计仿真结果图示
1）通道0和通道1正常测量
2）单通道超出量程
LED灯闪烁十次后常亮，蜂鸣器报警。

(通道0的上限为4.5V）3）双通道超界（通道1的上限为4。

0）
四．总结
通本次课程设计我使用到了仿真芯片有：at89c51,adc0808，共阴极数码管，简单的rc复位电路和时钟电路，掌握了简单的单片机系统的设计，包括硬件和软件的开发流程。

本次的课程设计让我熟练的掌握了51单片机的定时器工作方式以及操作方法，并掌握了ad转换芯片adc0808的操作方法和原理，熟练掌握了数码管的动态和静态显示，学会了使用字库的方式,实现要为数码管的显示编写字库.
参考文献
1. 使用教材
［1] 楼然苗，李光飞。

单片机课程设计指导。

北京：北京航空航天大学。

2007. [2］何桥. 单片机原理及应用.北京：中国铁道出版社. 2008.
2。

教学参考资源
［1] 赵小安. MCS—51单片机原理及应用。

天津：天津大学出版社.2002。

［2］张迎新. 单片微型计算机原理。

北京：国防工业出版社。

2002.
［3］张淑清. 单片微型计算机接口技术及应用。

北京:国防工业出版社。

2001。

［4] 翟生辉. 单片计算机原理及应用. 西安：西安交通大学出版社。

2000.
［5］徐爱钧。

单片机高级语言C51程序设计. 北京：电子工业出版社。

2001。

课程设计成绩：
项目业务考核成绩(70%）
（百分制记分）
平时成绩（30%)
（百分制记分）
综合总成绩
（百分制记分）
注:教师按学生实际成绩(平时成绩和业务考核成绩）登记并录入教务MIS系统，由系统自动转化为“优秀（90～100分)、良好（80～89分)、中等（70～79分)、及格（60~69分）和不及格（60分以下）”五等。

指导教师评语：
指导教师（签名）:
20 年月日。