多功能数字电压表课程设计

石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。当外部晶体振荡器稳定运行时，晶体振荡器有效标志（OSCXCN寄存器中的XTLVLD）被硬件置为逻辑1。XTLVLD检测电路要求在使能震荡器工作和检测XTLVLD之间至少有1ms的启动时间，在外部振荡器稳定之前就切换到外部振荡器可能导致不可预见的后果。
3、
根据设计的任务和要求，进行整体设计的构思。其流程图如下：
图 3-1 设计流程
4、
在本次多功能电压表的设计中，硬件部分主要由以下几部分电路组成：电源电路：为单片机提供5V稳定的电压；交流采集电路：采集交流信号，将交流信号转换成有效的直流电压值，放大后传送给单片机；显示电路：显示所测得的电压值；报警电路：当测得值超出给定范围时，将自动报警；晶振及复位电路。
5
单片机外部复位，外部复位引脚（RESET）提供了使用外部电路强制单片机进入复位状态的手段。在复位引脚上加一个低电平有效信号将导致单片机进入复位状态。最好能提供一个外部上拉和（或）对RESET引脚的去耦电路以防止由于强噪声而引起复位。I/O端口锁存器的复位值为0xFF（全部为逻辑高电平），内部若上拉有效，使外部I/O引脚处于高电平状态。外部I/O引脚并不立即进入高电平状态，而是在进入复位状态后的4个系统时钟之内。注意：在复位期间弱上拉是被禁止的，在器件退出复位状态时弱上拉被时能。这就使得在器件保持在复位状态期间可以节省功耗。对于VDD监视器复位，/RESET引脚被驱动为低电平，直到VDD复位超时结束。
论文答辩，成品验收
中文摘要
随着微型计算机及微电子技术在测试领域中的广泛应用，仪器仪表在测量原理、准确度、灵敏度、可靠性、多种功能及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，逐步形成了完全突破传统概念的新一代仪器——智能仪器。智能化是现代仪器仪表的发展趋势，许多嵌入式系统、电子技术和现场总线领域的新技术被应用于智能仪器仪表的设计，尤其是嵌入式系统的许多新的理念极大地促进了智能仪器仪表技术的发展。
huanyuan:
mov xbr2,#40h
movp1mdout,#0ffh
setbp3.5
P3.5为推挽输出，当它清零的时候。铃响。当调用还原程序的时候，P3.5置一，铃停。以达到报警的目的。
6
int6:
mov p3if,#00h
inc r3
cjne r3,#02,J1 ;不相等跳转
dec r3
J1: reti
3.时间进度安排；
顺序
阶段日期
计 划 完 成 内 容
备注
1
8月30日
教师讲解题目，学生查阅相关资料
2
8月31日
查阅相关资料、进行方案论证
3
9月1日
参数计算、确定方案
4
9月2日
绘制原理图，设计PCB板图
5
9月3日
设计PCB板图，程序设计
6
9月6日
程序设计
7
9月7日—8日
程序调试
8
9月9日
撰写论文
7
9月10日
关键词智能，数字，电压表，仪器仪表
1
1.1设计题目：多功能数字电压表设计
1.2 设计要求
1.2.1 设计目的
1) 掌握A/D转换的采集，处理和显示程序方法；
2)熟悉单片机的编程方法。
1.2.2 基本要求
1）硬件电路设计，包括原理图和PCB板图。
2）数字电压表软件设计。
3）要求能够测量并显示直流电压、交流电压，测量范围0.002V---2V。
单片机外接晶振作为时钟频率，并采用电源复位设计。复位电路采用上电复位，它的工作原理是，通电时，电容两端相当于短路，于是RESET引脚上为高电平，然后电源通过对电容充电。RESET端电压慢慢下降，降到一定程序，即为低电平，单片机开始工作。下图为晶振复位电路图。
图5-2晶振及复位图
5
蜂鸣器是报警装置。当前、左、右的传感器反馈的信号都为1（即都有障碍物）时，说明机器人进入死路，它便会发出报警的声音。蜂鸣器如图5-3所示。
1.设计主要内容及要求；
设计一个多功能数字电压表。
要求：1）硬件电路设计，包括原理图和PCB板图。
2）数字电压表软件设计。
3）要求能够测量并显示直流电压、交流电压，测量范围0.002V---2V。
2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求；
（1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
AD536A的使用和链接都非常方便、简单，而且相当灵活。只要在他的Vin端输入交流信号，便能在其Vout端输出正比于输入信号真有效值的直流电压。
图5-4 交流电压采集转换电路
5
C8051F020单片机是Cygnal公司生产的，它是完全集成的混合信号系统级芯片(SOC)。采用全速、非侵入式在系统调试接口，提供C编译调试环境，可以大大提高产品开发速度和效率。我们使用的C8051单片机是目前各大高校及市场上应用最广泛的单片机型.其内部包含: 一个8位的CPU;4K的程序存储空间ROM;128字节的RAM数据存储器;两个16位的定时/计数器;可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储器空间的控制电路;32条可编程的I/O线;具有两个优先级嵌套的中断结构的5个中断源。
mov a,31h
add a,31h
add a,31h
mov 51h,a
mov a,30h
addc a,30h
addc a,30h
mov 50h,a
mov a,50h
mov a,50h
clr cy
rrc a
mov 50h,a
;将50h\51h中16进制数转化为BCD数,存入41h\40h\39h\38h中
mova,50h
movb,#64h
divab
mov41h,a
mova,#0ah
xcha,b
divab
mov40h,a
xcha,b
mov39h,a
clrcy
mova,40h
cjnea,#02h,lopp
lopp:jncbaojing
jchuanyuan
baojing:mov xbr2,#40h
movp1mdout,#0ffh
mov p6,#01
mov p6,#00
lcall delay
ret
上部分为显示程序的初始化，P6. P7分别为推挽输出。
mov a,41h
add a,#30h
mov p7,a
mov p6,#05
mov p6,#04
lcall delay
ret
这个为单一一位数的显示，将想要显示的ASCⅡ码值送给P7，当P6减一的时候，这个数就送入了显示器中，就能显示出想要的值。
6
lcd:
lcall delay
mov p7,#38h
mov p6,#01h
mov p6,#00h
lcall delay
mov p7,#0eh
mov p6,#01
mov p6,#00
lcall delay
mov p7,#06
mov p6,#01
mov p6,#00
lcall delay
mov p7,#01
6
6
图6-1 总体流程图
6
6
main: mov wdtcn,#0deh ;关开门狗
mov wdtcn,#0adh
lcall sysclk_init ;系统时钟片外
lcall port_init ;通用I/O口及交叉开关初始化
lcall int67_init ;中断6、7初始化
movr0,#00
mov r3,#00
clrp3.5
lcalllcd_xianshi
huanyuan:
mov xbr2,#40h
movp1mdout,#0ffh
setbp3.5
该部分为整个程序的主程序部分，先关开门狗，然后进行初始化，其中包括系统时钟片外初始化、通用I/O口及交叉开关初始化、中断6、7初始化、允许总中断、初始化A/D、LCD初始化。A/D转换后将高位存入30h中，将低位存入31h中。然后数据进行处理，再将16进制数转换成ASCⅡ码，在液晶屏上显示。因为量程为0.002V---2V，所以将40h上的数与2比较，大于2将超量程报警。
今年来，随着大规模集成电路的发展，有单片A/D转换器构成的数字电压表获得了迅速普及和广泛应用，它是目前在电子测量及维修工作中最常用、最得力的一种工具类数字仪表。数字电压表具有很高的性价比，其主要优点是准确度高、分辨力强测试功能完善、测量速率快、显示直观。
测试仪器的智能化已是现代仪器仪表发展的主流方向。因此学习智能仪器的工作原理、掌握新技术和设计方法无疑是十分重要的。
（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
（3）.论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
（4）.课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
图5-3蜂鸣器
5
该部分电路是将采集到的交流电压通过转换得到其有效值，然后经过放大后输入到单片机内部，在经数据处理后显示出来。在这个部分里我使用了真有效值/直流转换器AD536A。它的输入和输出都有完善的保护电路，输入电压允许大大超过其电源电压；而输出则有短路保护。在电源电压下降时也不影响其测量精度。
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先将进位CY清零，将某一位上的数和设定的数作比较，若大于或等于设定的数则调用报警程序，若小于则调用还原程序。其程序如下
cjne a,#02h,lopp