51单片机的电压频率转换
51单片机 基础电路
51单片机基础电路51单片机是一种常用的嵌入式微控制器，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点。
在实际应用中，51单片机的基础电路是必不可少的，它是连接单片机与外部元件的桥梁，为单片机提供电源和信号输入输出。
本文将介绍51单片机基础电路的组成和工作原理。
一、电源电路51单片机的正常工作需要稳定的电源供应。
其电源电路主要由电源滤波器、稳压电路和复位电路组成。
1. 电源滤波器：用于滤除电源中的噪声和干扰，保证电源的稳定性。
常用的电源滤波器包括电容滤波器和电感滤波器。
2. 稳压电路：用于将不稳定的电源电压转换为稳定的工作电压。
常用的稳压电路有线性稳压电路和开关稳压电路。
3. 复位电路：用于在开机或复位时将单片机的状态初始化为预设值，确保系统正常启动。
复位电路主要由电源复位电路和外部复位电路组成。
二、时钟电路51单片机需要时钟信号来同步其内部逻辑运算。
时钟电路主要由晶振和电容构成。
晶振是一种能够产生稳定振荡频率的元件，常用的晶振有4MHz、8MHz等。
晶振通过电容与单片机相连，形成一个振荡回路。
时钟电路还可以通过外部的时钟信号输入来实现，这需要将外部时钟信号与单片机的时钟输入引脚相连。
三、复位电路复位电路是为了保证单片机在上电或复位时能够正常启动，并将其状态初始化为预设值。
复位电路可以通过外部复位电路和电源复位电路两种方式实现。
外部复位电路是通过按下复位按钮或引脚触发器来实现的，它会将单片机的复位引脚拉低，从而使单片机复位。
电源复位电路是通过检测电源电压的变化来实现的，当电源电压低于一定阈值时，复位电路会自动将单片机复位。
四、IO口电路IO口电路是单片机与外部设备进行数据交互的接口。
它由输入电路和输出电路组成。
输入电路负责将外部设备的信号输入到单片机，并对输入信号进行适当的处理。
常见的输入电路有电阻分压电路和比较器电路。
输出电路负责将单片机的信号输出到外部设备，并对输出信号进行适当的处理。
常见的输出电路有三态缓冲器电路和驱动电路。
基于51单片机的简易数字电压表的设计单片机
基于51单片机的简易数字电压表的设计单片机————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2个人收集整理勿做商业用途甘肃畜牧工程职业技术学院毕业设计题目：基于51单片机的简易数字电压表的设计系部：电子信息工程系专业:信息工程技术班级:学生姓名:学号:指导老师：日期：目录毕业设计任务书 (1)开题报告 (3)摘要 (6)关键词 (7)引言 (7)第一章A/D转换器 (9)1．1A/D转换原理 (9)1．2 ADC性能参数 (11)1．2．1 转换精度 (11)1．2．2。
转换时间......................................... 错误!未定义书签。
1．3 常用ADC芯片概述 (13)第二章8OC51单片机引脚 (14)第三章ADC0809 (16)3。
1 ADC0809引脚功能 (16)3。
2 ADC0809内部结构 (18)3.3ADC0809与80C51的接口 (19)3.4 ADC0809的应用指导 (20)3.4。
1 ADC0809应用说明 (20)3.4.2 ADC0809转换结束的判断方法 (20)3。
4.3 ADC0809编程方法 (21)第四章硬件设计分析 (22)4。
1电源设计 (22)4.2 关于74LS02，74LS04 (22)4。
3 74LS373概述 (23)4。
3。
1 引脚图 (23)4。
3。
2工作原理 (23)4.4简易数字电压表的硬件设计 (24)结论 (25)参考文献 (25)附录.......................................................................................... 错误!未定义书签。
致谢 (29)毕业设计任务书学生姓名专业班级信息工程技术08。
2指导教师论文题目基于51单片机的简易数字电压表的设计研究的目标、内容及方法目标：基于MCS—51单片机，对设计硬件电路和软件程序应用的设计，使用发光二极管来显示所要测试模拟电压的数字电压值。
51单片机ad转换代码及仿真
51单片机ad转换代码及仿真一、前言51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统领域的微控制器，其具有低功耗、高性能、易学易用等特点。
其中，AD转换模块是其重要的功能之一，可以实现模拟信号到数字信号的转换。
本文将介绍51单片机AD 转换的相关知识和代码实现，并通过仿真验证其正确性。
二、51单片机AD转换原理1. AD转换概述AD转换（Analog-to-Digital Conversion）是指将模拟信号（如声音、图像等）转化为数字信号的过程。
在嵌入式系统中，AD转换通常用于采集外部传感器等模拟量信号，并将其转化为数字量进行处理。
2. 51单片机AD转换模块51单片机内置了一个8位AD转换模块，可以对0~5V范围内的模拟信号进行采样和转换。
该模块包含以下主要部分：（1）输入端：可接受外部0~5V范围内的模拟信号。
（2）采样保持电路：在采样期间对输入信号进行保持，以避免采样过程中信号波动。
（3）比较器：将输入信号与参考电压进行比较，并输出比较结果。
（4）计数器：对比较结果进行计数，得到AD转换的结果。
（5）控制逻辑：控制采样、保持、比较和计数等过程。
3. AD转换精度AD转换精度是指数字信号与模拟信号之间的误差，通常用位数来表示。
例如，8位AD转换器可以将模拟信号分成256个等级，即精度为1/256。
因此，AD转换精度越高，数字信号与模拟信号之间的误差越小。
4. AD转换速率AD转换速率是指单位时间内进行的AD转换次数。
在51单片机中，AD转换速率受到时钟频率和采样时间的限制。
因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的时钟频率和采样时间以满足要求的转换速率。
三、51单片机AD转换代码实现以下为51单片机AD转换代码实现：```#include <reg52.h>sbit IN = P1^0; // 定义输入端口sbit OUT = P2^0; // 定义输出端口void main(){unsigned char result;while (1){ADC_CONTR = 0x90; // 打开ADCADC_CONTR |= 0x08; // 开始采样while (!(ADC_CONTR & 0x10)); // 等待采样完成result = ADC_RES; // 读取结果OUT = result; // 输出结果}}```代码解释：（1）定义输入输出端口：使用sbit关键字定义输入端口和输出端口。
基于51单片机的数字电压表仿真设计(有参考文献)
基于51单片机的数字电压表仿真设计一、引言随着电子科学技术的发展,电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段,对测量的精度和功能的要求也越来越高,而电压的测量甚为突出,因为电压的测量最为普遍。
数字电压表是采用数字化测量技术设计的电压表。
数字电压表与模拟电压表相比,具有读数直观、准确、显示范围宽、分辨力高、输入阻抗大、集成度高、功耗小、抗干扰能力强,可扩展能力强等特点,因此在电压测量、电压校准中有着广泛的应用。
而单片机也越来越广泛的应用与家用电器领域、办公自动化领域、商业营销领域、工业自动化领域、智能仪表与集成智能传感器传统的控制电路、汽车电子与航空航天电子系统。
单片机是现代计算机技术、电子技术的新兴领域。
本文采用ADC0808对输入模拟信号进行转换,控制核心C51单片机对转换的结果进行运算和处理,最后驱动输出装置显示数字电压信号,通过Proteus仿真软件实现接口电路设计,并进行实时仿真。
Proteus软件是一种电路分析和实物模拟仿真软件。
它运行于Windows 操作系统上,可以进行仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,是集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件,功能强大,具有系统资源丰富、硬件投入少、形象直观等优点,近年来受到广大用户的青睐。
二、数字电压表概述1、数字电压表的发展与应用电压表指固定安装在电力、电信、电子设备面板上使用的仪表，用来测量交、直流电路中的电压。
传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，并且传统的电压表在测量电压时需要手动切换量程，不仅不方便，而且要求不能超过该量程。
目前，由各种单片A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量领域，并且由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。
2、本次设计数字电压表的组成部分本设计是由单片机AT89C51作为整个系统控制的核心，整个系统由衰减输入电路、量程自动转换电路、交直流转换电路、模数转换及控制电路以及接口电路五大部分构成。
单片机电压转换 -回复
单片机电压转换-回复单片机电压转换技术是现代电子领域中的重要技术之一，它在许多应用中发挥着重要作用。
本文将从基本概念、原理和实现方法等方面详细介绍单片机电压转换技术。
首先，我们需要明确什么是单片机电压转换。
简而言之，它是将外部电压信号转换为单片机内部可以处理的数字信号。
在实际应用中，我们常常需要对来自传感器、电池、电源等外部设备的电压信号进行采集和处理，以满足各种控制、监测和测量要求。
那么，单片机电压转换的原理是什么呢？在单片机中，用于电压转换的主要原理是利用模拟信号到数字信号的转换技术。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是离散的信号。
实际上，单片机内部只能处理数字信号，因此需要将输入的模拟信号转换为数字信号以供处理。
单片机电压转换的实现方法有多种，常见的有模数转换器（ADC）和数字模数转换器（DAC）两种。
模数转换器常用于将模拟信号转换为数字信号，而数字模数转换器则常用于将数字信号转换为模拟信号。
具体来说，模数转换器是一种将连续变化的模拟信号转换为离散的二进制数字信号的电路。
它通常由采样、量化和编码三个过程组成。
首先，采样过程将模拟信号在一定时间间隔内进行采样，得到一系列离散的采样值。
然后，量化过程将采样值量化为有限的离散级别。
最后，编码过程将量化后的采样值编码为二进制数字信号。
DAC则是一种将数字信号转换为模拟信号的电路。
它通常由解码、量化和重构三个过程组成。
首先，解码过程将二进制数字信号解码为量化级别。
然后，量化过程将量化级别转换为对应的模拟值。
最后，重构过程将模拟值重构为连续变化的模拟信号。
除了ADC和DAC，还有其他的电压转换方法，如比较器和放大器等。
比较器主要用于将模拟信号转换为数字信号，它通过将输入信号与参考电压进行比较，判断输入信号是高于还是低于参考电压，并输出相应的数字信号。
放大器则主要用于将模拟信号增强，并输出为相应的电压信号。
总的来说，单片机电压转换技术是一项在电子领域中非常重要的技术。
51单片机ad转换程序解析
51单片机ad转换程序解析1.引言1.1 概述概述部分旨在介绍本篇文章的主题——51单片机AD转换程序，并对文章的结构和目的进行简要说明。
51单片机是指Intel公司推出的一种单片机芯片，它广泛应用于嵌入式系统中。
而AD转换则是模拟信号转换为数字信号的过程，是嵌入式系统中的重要功能之一。
本文将详细解析51单片机中的AD转换程序。
文章结构分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将给读者介绍本篇文章的内容和结构安排，正文部分将详细讲解51单片机AD转换程序的相关要点，而结论部分将总结正文中各个要点的内容，以便读者能够更好地理解和掌握51单片机AD转换程序的实现原理。
本文的目的在于向读者提供一份对51单片机AD转换程序的详细解析，使读者能够了解51单片机的AD转换功能以及如何在程序中进行相应的设置和操作。
通过本文的学习，读者将掌握如何使用51单片机进行模拟信号的采集和处理，为后续的嵌入式系统设计和开发提供基础。
在下一节中，我们将开始介绍文章的第一个要点，详细讲解51单片机AD转换程序中的相关知识和技巧。
敬请期待！1.2 文章结构文章结构部分主要是对整篇文章的框架和内容进行介绍和归纳，以帮助读者更好地理解文章的组织和内容安排。
本文以"51单片机AD转换程序解析"为主题，结构分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
首先，通过对单片机AD转换程序的解析，来讲解其实现原理和功能。
其次，介绍文章的结构，帮助读者明确整篇文章的主要内容和组织方式。
再次，阐明文章的目的，即为读者提供关于51单片机AD转换程序的详尽解析和指导，帮助读者深入了解该技术并进行实际应用。
正文部分则分为两个要点，即第一个要点和第二个要点。
第一个要点可以从AD转换的基本概念入手，介绍51单片机AD转换的原理和流程。
包括输入电压的采样、AD转换器的工作原理、ADC的配置和控制等方面的内容。
在此基础上，深入解析51单片机AD转换程序的编写和调用方法，包括编程语言、寄存器的配置、数据的获取和处理等。
51单片机定时器产生pwm波的程序
51单片机定时器产生pwm波的程序PWM（Pulse Width Modulation）是一种调节脉冲信号宽度的技术，通过改变信号的高电平时间和低电平时间的比例来控制输出电压的大小。
在很多应用中，PWM技术被广泛应用于电机控制、LED调光、音频放大器等领域。
在使用51单片机生成PWM波之前，我们首先需要了解51单片机的定时器的工作原理。
51单片机内部集成了多个定时器，其中最常用的是定时器0和定时器1。
这两个定时器都是16位的，可以通过设定定时器的计数值和工作模式来控制定时器的工作。
在使用定时器0和定时器1生成PWM波之前，我们还需要明确一些概念。
占空比是指高电平时间与一个周期的比值，通常用百分比表示。
频率是指一个周期的时间，单位是赫兹（Hz）。
接下来我们以定时器1为例，介绍如何在51单片机上生成PWM波。
我们需要设置定时器1的工作模式。
定时器1的工作模式分为两种：8位自动重装载模式和16位工作模式。
在8位自动重装载模式下，定时器1的计数器值从0到255，然后自动重装载为初始值，重复计数。
在16位工作模式下，定时器1的计数器值从0到65535，然后自动重装载为初始值，重复计数。
在生成PWM波时，我们通常使用16位工作模式。
我们需要设置定时器1的计数值。
定时器1的计数值决定了PWM波的频率。
计数值越大，频率越低；计数值越小，频率越高。
我们可以根据具体的应用需求来设定计数值。
然后，我们需要设置定时器1的占空比。
占空比决定了PWM波的高电平时间与低电平时间的比例。
占空比为50%时，高电平时间和低电平时间相等；占空比小于50%时，低电平时间多于高电平时间；占空比大于50%时，高电平时间多于低电平时间。
我们可以通过改变定时器1的占空比来控制PWM波的输出电压的大小。
我们需要启动定时器1开始工作。
定时器1开始工作后，会自动根据设定的计数值和占空比生成相应的PWM波。
使用51单片机定时器生成PWM波的步骤如下：1. 设置定时器1的工作模式为16位工作模式；2. 设定定时器1的计数值，确定PWM波的频率；3. 设定定时器1的占空比，确定PWM波的输出电压的大小；4. 启动定时器1开始工作。
基于AT89C51单片机频率计的设计（含程序）
AT89C51单片机频率计的设计摘要基于在电子领域内,频率是一种最基本的参数,并与其他许多电参量的测量方案和测量结果都有着十分密切的关系。
由于频率信号抗干扰能力强、易于传输，可以获得较高的测量精度。
因此,频率的测量就显得尤为重要，测频方法的研究越来越受到重视。
频率计作为测量仪器的一种，常称为电子计数器，它的基本功能是测量信号的频率和周期频率计的应用范围很广,它不仅应用于一般的简单仪器测量,而且还广泛应用于教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等其它领域。
随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片机的出现和发展，使传统的电子侧量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代侧量仪器。
频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。
目前,市场上有各种多功能、高精度、高频率的数字频率计,但价格不菲。
为适应实际工作的需要,本次设计给出了一种较小规模和单片机(AT89C51)相结合的频率计的设计方案,不但切实可行,而且体积小、设计简单、成本低、精度高、可测频带宽，大大降低了设计成本和实现复杂度。
频率计的硬件电路是用Ptotues绘图软件绘制而成，软件部分的单片机控制程序，是以KeilC做为开发工具用汇编语言编写而成，而频率计的实现则是选用Ptotues仿真软件来进行模拟和测试。
关键词：单片机；AT89C51；频率计；汇编语言选题的目的意义数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。
其基本原理就是用闸门计数的方式测量脉冲个数。
频率是单位时间（ 1s ）内信号发生周期变化的次数。
如果我们能在给定的 1s 时间内对信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。
数字频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间，同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号，然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数，将其换算后显示出来。
51单片机的基本参数
51单片机的基本参数
51单片机作为一种常用的微控制器，其基本参数是使用者在选用单片机时必须仔细了解和比较的几个重要特性。
以下是详细介绍。
第一步：芯片型号
首先需要知道的是芯片型号，即单片机的具体型号，不同型号的单片机在内存、速度、最大工作温度等参数不同，因此在选型时必须仔细了解芯片型号。
第二步：主频
主频是51单片机指令集的执行速度，通常用来衡量单片机的运算速度。
51单片机的主频的大小不同，可以根据使用者需要来选择，如果需要处理复杂运算或频繁的中断，可以选择更高频率的单片机。
第三步：存储器容量
51单片机的存储器包括程序存储器ROM与数据存储器RAM两种，这两种存储器都有不同的容量可以选择，程序存储器的容量决定单片机能处理的程序规模，而数据存储器的容量决定单片机能处理的数据量和变量数目。
存储器容量的大小在不同的应用场景下也有所不同，因此需要根据具体需求来选择存储器容量。
第四步：工作电压
51单片机的工作电压一般为5V或3.3V，工作电压越高，单片机的稳定性就越好，但也对电路设计提出了更高的要求。
因此，选择单片机时要考虑到电路设计成本与复杂度。
第五步：IO口数
51单片机的IO口是单片机输入输出的基础，不同的应用需要的IO口数目也不同，因此在选型时要根据需要来选择具体的IO口数。
第六步：封装形式
51单片机的封装形式有裸片、DIP封装、PLCC封装和QFP封装等，不同的封装形式适用于不同的电路设计和应用场景，因此也需要根据具体情况来选择。
以上是51单片机的几个基本参数，这些参数对于单片机的选择和设计都至关重要，选择合适的单片机对于电路设计和性能的提升有重要的帮助。
基于51单片机的PWM直流电机调速
基于51单片机的PWM直流电机调速在现代社会，PWM直流电机已经成为各类机械设备不可或缺的动力源。
为了更好地控制电机的转速和输出功率，我们需要进行PWM调速操作。
本文将简要介绍如何基于51单片机实现PWM直流电机的调速。
一、PWM调速原理PWM调速是一种通过改变电机供电电压的占空比来调整电机转速和功率的方法。
当一个周期内高电平所占的时间比较短时，电机得到的平均电流和平均转矩也相应减小，电机的速度和功率也随之降低。
反之，当高电平所占的时间比较长时，电机得到的平均电流和平均转矩也相应增大，电机的速度和功率也随之提高。
因此，通过改变PWM信号的高电平占空比，可以实现直流电机的调速、调功等功能，极大地提高了电机的效率和可控性。
二、硬件电路搭建根据上述PWM调速原理，我们需要搭建一个控制板，将51单片机的PWM输出与直流电机相连。
具体电路如下：1、选择合适的电源供电，一般为12V/24V直流电源。
2、使用L298N模块作为直流电机驱动模块，将模块的电源接到电源供电上，将模块的IN1和IN2引脚分别接到51单片机的P1^0和P1^1引脚上，将直流电机的正负极分别接到模块的OUT1和OUT2引脚上。
3、将51单片机的P1^2引脚连接到一个脉冲宽度计波形滤波器（LCF）的输入端，并将输出端接到L298N模块的ENA引脚上。
4、调整脉冲宽度计波形滤波器的参数，以达到合理的PWM输出波形。
5、建立一个按键，将按键的一端接到51单片机的P3^2引脚上，将另一端接到单片机的地端。
6、根据需要进行其他接线。
三、软件程序设计根据上述硬件电路，我们需要进行相应的软件程序设计，以实现基于51单片机的PWM 直流电机调速。
以下是程序设计的主要步骤：1、在程序中定义需要使用的IO口。
2、调用定时器初始化程序，设置定时器的时钟频率、计数器值和工作方式等参数。
3、编写一个PWM输出函数，实现对PWM信号的输出。
4、编写一个ADC采样函数，读取ADC转换器的值，并根据采样值输出一定的PWM信号。
单片机填空题
单片机填空题1、MCS-51单片机程序存储器（ROM）可最大扩充至64k，数据存储器（RAM）片内为128字节（单元）,外部扩充数据存储器可最大至64k。
MCS-51的CPU是由运算部件和控制部件所构成。
运算部件包括算术逻辑部件ALU，位处理器、累加器A、暂存器以及程序状态字PSW寄存器等，该模块功能是实际数据的算术、逻辑运算、位变量处理和数据传送等操作。
CPU主要做取指令和执行指令。
Up（微处理器）是采用微米级大规模集成电路技术制作的CPU2、MCS-51单片机的五个中断：外部中断0、To溢出中断、外部中断1、T1溢出中断、串行口中断。
有两级中断优先级4、MCS51单片机定时计时器核心是一个16位计数器，其四种工作方式的功能分别是：13位计数器、16位计数器、自动回复初值的8位定时器/计数器、增加一个附加的8位定时器/计数器5、MCS-51单片机串行的四种工作方式的功能分别是：①移位寄存器输入输出方式②波特率可变的8位异步通信接口③9位异步通信借口④波特率可变的9位异步通信方式6、LED显示器的两种显示控制方法：动态显示、静态显示7、单片机对键盘扫描的控制方法有：编程、定时8、MCS-51单片机指令的七种寻址方式：寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、立即寻址、基址寄存器加变址寄存器间接寻址、位寻址、相对寻址。
9、MCS-51指令系统可分为五类：数据传送类、算术操作类、逻辑运算类、控制转移类、位操作类。
11.A/D转换器的三种工作原理：逐次比较法、双积分法、电压频率转换法12、列出二种常用的标准串行接口：RS-232C、RS-422A、RS-48514、MCS单片机的晶振为12MHz，一个机器周期位1u，若晶振为6MHz，一个机器周期为2u15、MCS-51单片机外部程序存储器最大可扩展容量为64k，内部数据存储器容量为128byte，其地址范围是00H-7FH，位地址空间的字节地址范围为20H-2FH,对应的位地址范围是00H-7FH。
ec1151单片机频率输出例程
ec1151单片机频率输出例程
ec1151单片机频率输出例程为：通过定时中断翻转IO口电平。
PWM波一个周期需要两次电平翻转，因为高电平时间与低电平时间可能不相对，所以定时器需要根据该电平状态的持续时间来负初值，也就是说，不能用常量。
赋初值后启动定时器，中断时翻转IO口电平，实现PWM波的输出。
IO口及变量定义，定义IO口以及高低电平持续时间对应定时器初值的暂存变量。
总结一下，由于是通过定时器中断调制的脉宽，所以，高低电平持续时间都不能大于65535个机器周期。
同事，由于中断处理函数也需要时间，高低电平持续时间也都不能太短，最好在10个机器周期以上，如果太短，CPU就没时间干其他事了。
这算是一个缺点把，但这个ec1151单片机频率输出例程范围应该也够用了。
基于51单片机的电压、频率采集系统
图１ 是系统 的硬件结 构框图 。
盟 ： Ｌ Ｄ 小 或撤警 Ｅ
了 ５５ ．％和 ５８ ．％。
图 ２Ｔ 中断服 务子程序 流程 图 ，１
４结束 语 本设计 是 双 电源切换 装 置 的一 小部分 ， 有 Ｃ Ｕ利 用率 高 、 行 具 Ｐ 执 速度快、 简单易行等特点 ， 同时可 以在外围进行电路扩展 ， 故具有推广 价值。 由于该系统差 要 但 是电压和频率的采集和实时监控， 没有涉及到 电压 和频率 的控 制设计 ， 以在控制： 面 所 有待进一步 研究 。 另外基 于系 统本身及器件转换中存 在误差的缺点， 该设计还需要进一步提高精度 、 减小误差， 从而提高系统的整体性能 ，
Ａ Ｃ８９ Ｄ ００ 转换结束后．Ｏ ． Ｃ发出中断信号通知单片机进行中断。它的 Ｅ 中断服务子程序所需要完成的工作是读入被转换了的 ８ 位数字量 ， 再 将这个 ８ 位的十六进制数转换成待 显 示的七段显示码存入缓冲器中。 另一 —个中断 为系统 内部 的定时 器 Ｔ 中断 。它有两个 功能 ： 是对 １ 一 外部矩形 脉冲信 号进行 定时计 数 ，ｓ １ 内所得 到 的计 数值 即使频率值 ； 二 是用 于中断 显示 ， 时间 到一次 ， 示—位 ， 计数 就显 由于定 时 时间很短 ， 人 眼看起 来各位 数码显 示管就 像“ 同时 ” 示一样 。该 中断服务 子程序 的 显
流程 图如图 ２ 所示 。
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片
用单片机实现频率可调的PWM控制信号
用单片机实现频率可调的PWM控制信号作者：林广峰来源：《科技传播》2010年第12期摘要本文介绍了一种用51系列单片机的定时器来实现频率可调的PWM信号,提供了一种可靠、有效、灵活的方法,信号准确、稳定,频率和占空比调节方便、直观,电路简单、集成度高,成本低,最高可实现几十KHz频率和占空比可调的PWM信号。
可作为各种需要PWM控制的信号源发生器。
关键词单片机;定时器;频率;PWM;占空比中图分类号TP368.1文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)21-0220-020 引言在嵌入式系统及控制系统中,经常需要产生特定频率和PWM的方波脉冲信号,以便实现精确的控制过程。
在实际应用中,为了达到最佳的控制,往往需要对驱动控制信号的频率和占空比都能够按要求进行调节,也就是需要实现可调频率的PWM控制。
在传统电路中,用555来实现的是比较经典的电路,但通过R、C来调节脉冲时,频率和占空比可调的范围不大,器件的误差带来的影响较大,调节时不直观,调节参数具有一定的离散性,不利于批量生产。
对于需要经常改变参数的情况更不方便。
随着数字技术的不断发展,单片机的性能越来越强,价格也越来越低,51系列作为非常成熟的8位单片机,在国内得到了广泛的应用。
采用51系列单片机除了能完成所需的控制功能外,完全能够实现对方波信号的频率和占空比的调节,不再需要额外的信号发生电路,采用软件控制这种方法,电路简单,调节方便,显示直观,误差小,一致性好,可靠性高。
1 实现原理脉冲宽度调制(PWM)是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,它是通过调节方波的占空比来实现的,只要占空比的步进精度足够,就可以通过PWM来实现数字输出信号对模拟电路的有效控制,比如灯光的亮度、流量的控制、开关电源电压的控制等等。
脉冲宽度调制在工业控制、电源变换、测试测量、通信等领域都有广泛的应用。
在一些文献中,产生各种波形信号,采用的是软件延时的方式,但这种方式占用了单片机的处理时间,且精度不易控制,尤其是在调节时计算比较复杂,本文采用的是定时器中断方式,单片机通过中断来产生对应的脉冲信号,还可以同时进行其他输入、输出控制功能,定时器的精度较高,调节时也仅需通过软件调整对应的设置值即可。
51单片机STC
采用三总线结构，包括数据总线 、地址总线和控制总线，实现 CPU与外围设备之间的数据传输 和控制。
外围设备接口技术
并行接口
通过并行数据线同时传输多位数据， 适用于高速数据传输场合。
串行接口
中断接口
通过中断请求和处理机制，实现CPU 与外围设备之间的异步通信和数据交 换。
通过串行数据线逐位传输数据，适用 于远距离通信和低速数据传输场合。
指令系统概述
指令系统基本概念
指令是计算机执行某种操作的命令，指令系统是计算机硬件的语言系统，也称为机器语言。
51单片机STC指令系统特点
51单片机STC采用精简指令集（RISC）结构，具有高速、低功耗、强大中断处理能力等特点。其指令系统包括数 据传送、算术运算、逻辑运算、位操作等指令。
寻址方式与数据传送类指令
SPI接口电路设计及编程方法
01 02 03
SPI接口电路设计
SPI（Serial Peripheral Interface）接口电路是一种同步 串行通信协议，采用主从方式进行通信。在硬件设计上， 需要连接主设备和从设备的SPI接口引脚，同时还需要连 接片选信号线和时钟信号线。
SPI编程方法
在51单片机中，可以使用Keil C语言或汇编语言进行SPI编 程。编程时需要对SPI相关寄存器进行配置，包括工作模 式设置、数据传输格式设置、时钟速率设置等。同时还需 要编写主从设备之间的数据传输函数。
加法指令
ADD和ADDC指令用于执行加 法运算，可以将两个操作数相 加并将结果存储在目标寄存器
中。
减法指令
SUBB指令用于执行减法运算， 可以将一个操作数减去另一个 操作数并将结果存储在目标寄 存器中。
乘法指令
51单片机的电压频率转换
注入 CL 的平均电流 IAVE＝i×t×fout 严格地等于 Vx／RL。 IAVE＝i×t×fout ＝ Vx/RL。又 VIN≈VX，故有： i×t×fout≈ fout Vx/RL
VIN VIN VIN （RS RS’ ） R L 1 . 1 R t C t 1 . 9 /( RS RS ' ) ＝ RL i t ＝ ＝ 2.09 RL Rt Ct
；T0 定时的起始与 T1 引脚上升沿同步 ；设置 TR0 为 1。启动 T0 定时 100mS ；检测 T0 定时 100ms，T0 定时结束
； T1 引脚上升沿到来前，延长定时
MOV MOV MOV RET ⑵ 周期法
R1，A R2，TH1 R3，TL1
； 取 nc ( 0C350H 加上延长定时 ) ；取 n x
VIN 2R1C1 1 ≈16HZ 2 3.14 100 1000 0.4 0.000001
=
RS、RL、Rt 和 Ct 直接影响转换结果，对元件精度有一定要求，可根据转换 精度适当选择。RS、RL、Rt 和 Ct 要选用低温漂的稳定元件，CL 虽对转换结果无 影响，但应选择漏电流小的电容。 3. 频率测量程序设计 LM331 的 3 脚输出脉冲频率信号经光电耦合器隔离后，送入 8031。由单片 机程序对被测信号频率进行计数，或测定被测信号的周期，即可有两种方法。被 测量信号频率 fout＝0～10KHZ，当单片机系统时钟为 6MHZ 时，T0 或 T1 定时
V／F 脉冲送入 8031 的 INT 0 或 INT 1 脚。通过测定 T0 或 T1 定时/计数器在 V／F 脉冲一个周期 T 内，对定时时钟脉冲 Tc 的计数 nc，T=nc×Tc。周期法适 用于 V／F 输出频率范围较低情况。T0 或 T1 定时脉冲 Tc=12／6MHz=2μS。频 率相对测量误差δ＝1/nc， 当 fout＝10HZ 时， δ＝1/50000＝2×10-5， 当 fout＝10KHz 时，δ＝1/50＝2×10-3。VIN 越低，误差δ越小。 程序： BEGIN：NOP MOV TMOD，#08H MOV TL0，#00H MOV TH0，#00H LOOP1： NOP JNB P3.2，LOOP1 同步 SETB T0 LOOP2： NOP JB LOOP3： NOP JNB 一个周期 CLR TR0 MOV B，TH0 MOV A，TL0 MOV TL0，#00H MOV TH0，#00H RET ；结束同步.读定时计数 Nc 值 P3.2， LOOP3 ； 检测若 INT 0 是否为 1， 若 INT 0 为 1， P3.2，LOOP2 ；检测若 INT 0 是否为 0 了 TR0 ；T0 定时方式 1， TR0 决定 T0 工作
基于51单片机的PWM直流电机调速系统
基于51单片机的PWM直流电机调速系统一、本文概述随着现代工业技术的飞速发展，直流电机调速系统在众多领域如工业自动化、智能家居、航空航天等得到了广泛应用。
在众多调速方案中，基于脉冲宽度调制（PWM）的调速方式以其高效、稳定、易于实现等优点脱颖而出。
本文旨在探讨基于51单片机的PWM直流电机调速系统的设计与实现，以期为相关领域的技术人员提供一种可靠且实用的电机调速方案。
本文将简要介绍PWM调速的基本原理及其在直流电机控制中的应用。
随后，将详细介绍基于51单片机的PWM直流电机调速系统的硬件设计，包括电机选型、驱动电路设计、单片机选型及外围电路设计等。
在软件设计部分，本文将阐述PWM信号的生成方法、电机转速的检测与控制算法的实现。
还将对系统的性能进行测试与分析，以验证其调速效果及稳定性。
本文将总结基于51单片机的PWM直流电机调速系统的优点与不足，并提出改进建议。
希望通过本文的阐述，能为相关领域的研究与应用提供有益参考。
二、51单片机基础知识51单片机，也被称为8051微控制器，是Intel公司在1980年代初推出的一种8位CISC（复杂指令集计算机）单片机。
尽管Intel公司已经停止生产这种芯片，但由于其架构的通用性和广泛的应用，许多其他公司如Atmel、STC等仍然在生产与8051兼容的单片机。
51单片机的核心部分包括一个8位的CPU，以及4KB的ROM、低128B 的RAM和高位的SFR（特殊功能寄存器）等。
它还包括两个16位的定时/计数器，四个8位的I/O端口，一个全双工的串行通信口，以及一个中断系统。
这些功能使得51单片机在多种嵌入式系统中得到了广泛的应用。
在PWM（脉冲宽度调制）直流电机调速系统中，51单片机的主要作用是生成PWM信号以控制电机的速度。
这通常是通过定时/计数器来实现的。
定时/计数器可以设置一定的时间间隔，然后在这个时间间隔内，CPU可以控制I/O端口产生高电平或低电平，从而形成PWM信号。
基于51单片机的电压表的设计
引言在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。
而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。
数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用[1]。
传统的指针式刻度电压表功能单一，进度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需要。
采用单片机的数字电压表，将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC实时通信。
数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础[2]。
以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。
目前，由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。
最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路（IC）和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电压表的快速发展，并不断出现新的类型[3]。
数字电压表从1952年问世以来，经历了不断改进的过程，从最早采用继电器、电子管和形式发展到了现在的全固态化、集成化（IC化），另一方面，精度也从0.01%-0.005%。
目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，因而，以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面[4]。
本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容，本系统主要包括三大模块：转换模块、数据处理模块及显示模块。
其中，A/D转换采用ADC0808对输入的模拟信号进行转换，控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算处理，最后驱动输出装置LED显示数字电压信号[5]。
1 设计总体方案1.1设计要求：完成系统的硬件电路设计与软件设计； 采用汇编或C 语言编程；采用Proteus 、KeilC 等软件实现系统的仿真调试。
单片机电压转换
单片机电压转换
单片机电压转换可以通过ADC（模拟-数字转换器）或DAC（数字-模拟转换器）实现。
ADC可以将模拟信号转换为数字信号，供单片机进行处理。
在单片机系统中，通过ADC可以将模拟量传感器获取的信号转换为数字量。
例如，当单片机需要读取模拟电压信号时，可以通过ADC将模拟电压转换为数字信号，然后根据数字信号的大小计算出相应的电压值。
DAC则可以将单片机处理后的数字信号转换为模拟信号，以供输出到外部设备。
例如，当单片机需要输出模拟电压信号时，可以通过DAC将数字信号转换为模拟电压信号，然后输出到外部设备。
此外，也可以使用电阻分压技术实现电压转换。
通过串联两个电阻，可将输入电压分压为较低的电压，以适应单片机的输入要求。
根据电压分压公式，可计算得到所需的电阻比值，从而实现电压的变换。
总之，单片机电压转换可以通过ADC、DAC或电阻分压技术实现，具体选择哪种方法取决于应用需求和硬件条件。
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基于单片机的电压频率转换电路设计、装配与调试
1．电压频率转换电路
图3-13 LM331构成单片机V/F数据采集前向通道电原理图
1．电路工作原理分析
LM331片内能隙基准电路产生1.9V直流电压送到2脚，并钳位在1.9V上。
当2脚外接R S+R S’，后形成基准电流i＝1.9/(R S+R S’)。
本例i＝1.9/(12k+R S’)，i max＝1.9/12k＝158μA，i min＝1.9/17K＝112μA。
片内输入比较器的两个输入端：7脚接被测输入电压V IN。
6脚为阈值电压V X,并与电流输出端1脚相连。
外接R L、C L电路。
片内定时比较器两个输入端：一个在片内通过R、2R电阻分别与V CC、GND相连；获得固定的比较电压2/3V CC。
另一个输入端5脚接Rt、Ct相连；获得随Ct充电状态变化的电压V5。
V5与2/3V CC 比较，当Ct充电到V5>2/3V CC时，定时比较器使片內R-S触发器复位。
在R-S 触发器复位状态下电流开关断开，输出驱动晶体管截止，使Ct开始放电。
片內R-S触发器与定时比较器和复位晶体管以及外接Rt、Ct构成一个单稳脉冲定时器。
定时周期T＝1.1Rt×Ct。
当输入比较器的V IN>V X时，启动单稳脉冲定时器并导通频率输出晶体管，使3脚连接的光电耦合器导通。
同时片内开关电源导通电流i通过1脚向C L充电，Vx逐渐升高；当Vx上升到V IN<Vx时，电流i关断,定时器自行复位。
3脚连接的光电耦合器截止,此时C L开始通过R L放电，直到再次V IN>Vx。
重复上述循环，在3脚输出一个脉冲频率信号。
注入C L 的平均电流IA VE ＝i ×t ×fout 严格地等于Vx ／R L 。
IA VE ＝i ×t ×fout ＝ Vx/R L 。
又V IN ≈V X ，故有：
i ×t ×fout ≈ Vx/R L
fout ＝t i R V L IN ⨯⨯＝)'/(9.11.1RS RS C R R V t t L IN +⨯⨯⨯＝t L IN C Rt R RS RS V ⨯⨯⨯+⨯09.2）
’（ 根据已知电路参数R S +R S ’＝15k ，R L ＝100k ，Rt ＝6.8k ，Ct ＝0.01μF
fout ≈000001.001.010008.6100010009.2001015⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯IN
V ＝1000VIN 可得当V IN =1V 时，fout=1000HZ 。
V IN =10V 时，fout=10000HZ ，线性度可达0.01`％。
输入电压V IN 经一个R C 低通滤波器消除干扰，进入输入端7脚。
R C 滤波器截止频率fo 为:
fo ＝112C R V IN
π=000001
.04.010*******.321⨯⨯⨯⨯⨯≈16HZ R S 、R L 、Rt 和Ct 直接影响转换结果，对元件精度有一定要求，可根据转换精度适当选择。
R S 、R L 、Rt 和Ct 要选用低温漂的稳定元件，C L 虽对转换结果无影响，但应选择漏电流小的电容。
3. 频率测量程序设计
LM331的3脚输出脉冲频率信号经光电耦合器隔离后，送入8031。
由单片机程序对被测信号频率进行计数，或测定被测信号的周期，即可有两种方法。
被测量信号频率fout ＝0～10KHZ ，当单片机系统时钟为6MHZ 时，T0或T1定时
脉冲fc=6MH Z ／12=500 KH Z ，由测频公式fout ＝
c x
n n *fc (x n 为被测信号计数值，c n 为定时脉冲计数值)，当c n 固定时，为频率法，当x n 固定时，为周期法。
由于定时的起始、结束边沿与被测的计数脉冲边沿不同步，将出现±1个被测的计数脉冲的误差δ，误差δ与被测量信号频率fout 有关，fout 越低，误差δ越大。
要实现高精度频率测量，可采用同步计数技术来改善误差δ。
用频率低的被测信号来控制定时计数的起始、结束（同步），此时产生的±1个脉冲的误差δ为±1个频率高的定时计数脉冲，降低了误差δ。
同步计数时序见图3-14，fout-
待测频率信号，START-定时信号，nx-待测频率信号计数，nc-定时计数。
非同步计数：δ＝c x c n n n //1=x
n 1 同步计数：δ’＝c c c n n n /1/1)1/(1-+=c
n 1 因c n ＞x n ,故δ’＜ δ，降低了误差。
⑴ 频率法 被测脉冲送入8031的T1定时/计数器，若T0定时T ＝0. 1秒，由T ＝KHZ N
102，N
≈10相当于10位A ／D 转换器。
设定时/计数器初值为n C ，定时时间内计数器终值为n C ’，则f out =( n C ’－ n C )／0.1。
V IN ＝fout ／1000＝(n C ’－n C )／100
绝对误差 f ＝1／T ＝1/0.1＝10H Z
8031采样程序分为二部分。
（1）启动定时100ms （2）定时到读取计数器终值n C ’，并计算f out
BEGIN ： MOV TMOD ，#51H ； T0方式1定时，T1方式外部计数
MOV TH0，#3CH
MOV TL0，#0B0H
MOV TH1，#00H
MOV TL1，#00H
SETB P3.5
SETB TR1
LOOP1： JNB P3.5，LOOP1 ；T0定时的起始与T1引脚上升沿同步 SETB TR0 ；设置TR0为1。
启动T0定时100mS LOOP2： JNB TF0，LOOP2 ；检测T0定时100ms ，T0定时结束 MOV TL0，#0H
MOV TH0，#0H
LOOP3： JNB P3.5，LOOP3 ； T1引脚上升沿到来前，延长定时 CLR TF0
CLR TR0
CLR TR1
MOV A ，#50H
ADD A ，TL0
MOV R0，A
MOV A ，#0C3H
ADD A ，TH0
图3-14 同步计数时序
MOV R1，A ； 取c n ( 0C350H 加上延长定时 )
MOV R2，TH1 ；取x n
MOV R3，TL1
RET
⑵ 周期法
V ／F 脉冲送入8031的0INT 或1INT 脚。
通过测定T0或T1定时/计数器在V ／F 脉冲一个周期T 内，对定时时钟脉冲Tc 的计数nc ，T=n c ×Tc 。
周期法适用于V ／F 输出频率范围较低情况。
T0或T1定时脉冲Tc=12／6MHz=2μS 。
频率相对测量误差δ＝1/n c ，当f out ＝10HZ 时，δ＝1/50000＝2×10-5，当f out ＝10KHz 时，δ＝1/50＝2×10-3。
V IN 越低，误差δ越小。
程序： BEGIN ：NOP
MOV TMOD ，#08H ；T0定时方式1， TR0决定T0工作
MOV TL0，#00H
MOV TH0，#00H
LOOP1： NOP
JNB P3.2，LOOP1 ；等待被测信号的上升沿到来，起始同步
SETB TR0 ；若0INT 为1，设置TR0为1。
启动T0
LOOP2： NOP
JB P3.2，LOOP2 ；检测若0INT 是否为0了
LOOP3： NOP
JNB P3.2，LOOP3 ；检测若0INT 是否为1，若0I
N T 为1，一个周期
CLR TR0 ；结束同步.读定时计数Nc 值
MOV B ，TH0
MOV A ，TL0
MOV TL0，#00H
MOV TH0，#00H
RET。