1、成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校電氣與電子工程系畢業(yè)論文畢業(yè)論文論文題目：多量程電壓表指導(dǎo)老師：學(xué)生姓名：張揚(yáng)專業(yè)：應(yīng) 用 電 子 技 術(shù)2010 年 2 月 20 日摘摘 要要:為了進(jìn)一步了解 51 單片機(jī)，在此對 AT89C51 單片機(jī)在對電壓的測量上進(jìn)行了研究;整個(gè)系統(tǒng)采用 ADC0809 作為數(shù)據(jù)采集，以 AT89C51 作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，用 LED 進(jìn)行顯示；整個(gè)系統(tǒng)以 ADC0809 對電壓信號進(jìn)行采集，（仿真時(shí)以滑動(dòng)變阻器的變化來代表電壓的變化， 在實(shí)際測量中，滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大阻值，將被測電壓接在相應(yīng)量程的接頭上） ，將結(jié)果在LED 上進(jìn)行顯示；按動(dòng)三刀開關(guān)，就可以改變量程，關(guān)鍵

2、詞關(guān)鍵詞:AT89C51；ADC0809；匯編；第第 1 1 章章 緒論緒論1.1 本設(shè)計(jì)的要求：本設(shè)計(jì)的要求：(1)基于 51 單片機(jī)的電壓表；(2) 有三個(gè)量程，2 伏 20 伏 200 伏可以軟件仿真；(3) 用 LED 顯示實(shí)時(shí)電壓值；1.2 關(guān)于關(guān)于 AT89C51 單片機(jī)單片機(jī)AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFlashProgrammable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)

3、的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，AT89C2051 是它的一種精簡版本。 AT89C 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。主要技術(shù)指標(biāo)和特性與 MCS-51 兼容4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器壽命：1000 寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10 年全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz三級程序存儲(chǔ)器鎖定1288 位內(nèi)部 RAM32 可編程 I/O 線兩個(gè) 16 位

4、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5 個(gè)中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路外部引腳VCC：供電電壓。GND：接地。P0 口：P0 口為一個(gè) 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P0 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。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

5、高，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 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄

6、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和控制信號。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，此頻

7、率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對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。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現(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-FFFF

8、H） ，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。1.3 關(guān)于關(guān)于 ADC0809 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器ADC 0808 和 ADC 0809 除精度略有差別外(前者精度為 8 位、后者精度為 7 位)，其余各方面完全相同。它們都是 CMOS 器件，不僅包括一個(gè) 8 位的逐次逼近型的 ADC部分，而且還提供一個(gè) 8 通道的模擬多路開關(guān)和通道尋址邏輯，因而

9、有理由把它作為簡單的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)” 。利用它可直接輸入 8 個(gè)單端的模擬信號分時(shí)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，在多點(diǎn)巡回檢測和過程控制、運(yùn)動(dòng)控制中應(yīng)用十分廣泛。主要技術(shù)指標(biāo)和特性（1）分辨率： 8 位。（2）總的不可調(diào)誤差： ADC0808 為21LSB,ADC 0809 為1LSB。（3）轉(zhuǎn)換時(shí)間： 取決于芯片時(shí)鐘頻率，如 CLK=500kHz 時(shí)，TCONV=128s。（4）單一電源： +5V。（5）模擬輸入電壓范圍： 單極性 05V；雙極性5V,10V(需外加一定電路)。（6）具有可控三態(tài)輸出緩存器。（7）啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制為脈沖式(正脈沖)，上升沿使所有內(nèi)部寄存器清零，下降沿使 A/D轉(zhuǎn)換開始。（8

10、）使用時(shí)不需進(jìn)行零點(diǎn)和滿刻度調(diào)節(jié)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳ADC0808/0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳分別如圖一和圖二所示。內(nèi)部各部分的作用和工作原理在內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中已一目了然，在此就不再贅述，下面僅對各引腳定義分述如下：圖一ADC0808/0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（1）IN0IN78 路模擬輸入，通過 3 根地址譯碼線 ADDA、ADDB、ADDC 來選通一路。（2）D7D0A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線連接。8 位排列順序是 D7 為最高位，D0 為最低位。（3）ADDA、ADDB、ADDC模擬通道選擇地址信號，ADDA 為低位，ADDC 為高位。地址信號與選

11、中通道對應(yīng)關(guān)系如表一所示。（4）VR(+)、VR(-)正、負(fù)參考電壓輸入端，用于提供片內(nèi) DAC 電阻網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)電壓。在單極性輸入時(shí)，VR(+)=5V，VR(-)=0V；雙極性輸入時(shí)，VR(+)、VR(-)分別接正、負(fù)極性的參考電壓。圖二ADC0808/0809 外部引腳圖表一表一地址信號與選中通道的關(guān)系地址信號與選中通道的關(guān)系地址選中通道ADDCADDBADDA000011110011001101010101IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7（5）ALE地址鎖存允許信號，高電平有效。當(dāng)此信號有效時(shí)，A、B、C 三位地址信號被鎖存，譯碼選通對應(yīng)模擬通道。在使用時(shí)，該信號常和 ST

12、ART 信號連在一起，以便同時(shí)鎖存通道地址和啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換。（6）STARTA/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號，正脈沖有效。加于該端的脈沖的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿開始 A/D 轉(zhuǎn)換。如正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)又接到新的啟動(dòng)脈沖，則原來的轉(zhuǎn)換進(jìn)程被中止，重新從頭開始轉(zhuǎn)換。（7）EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，高電平有效。該信號在 A/D 轉(zhuǎn)換過程中為低電平，其余時(shí)間為高電平。該信號可作為被 CPU 查詢的狀態(tài)信號，也可作為對 CPU 的中斷請求信號。在需要對某個(gè)模擬量不斷采樣、轉(zhuǎn)換的情況下，EOC 也可作為啟動(dòng)信號反饋接到START 端，但在剛加電時(shí)需由外電路第一次啟動(dòng)。（8）OE輸出允許信號，高電平有效。當(dāng)微處理

13、器送出該信號時(shí)，ADC0808/0809的輸出三態(tài)門被打開，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過數(shù)據(jù)總線被讀走。在中斷工作方式下，該信號往往是 CPU 發(fā)出的中斷請求響應(yīng)信號。工作時(shí)序與使用說明ADC 0808/0809 的工作時(shí)序如圖三所示。當(dāng)通道選擇地址有效時(shí)，ALE 信號一出現(xiàn)，地址便馬上被鎖存，這時(shí)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號緊隨 ALE 之后(或與 ALE 同時(shí))出現(xiàn)。START 的上升沿將逐次逼近寄存器 SAR 復(fù)位，在該上升沿之后的 2s 加 8 個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)(不定)，EOC 信號將變低電平， 以指示轉(zhuǎn)換操作正在進(jìn)行中， 直到轉(zhuǎn)換完成后 EOC 再變高電平。微處理器收到變?yōu)楦唠娖降?EOC 信號后，便立即送出 OE

14、信號，打開三態(tài)門，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。圖三ADC 0808/0809 工作時(shí)序模擬輸入通道的選擇可以相對于轉(zhuǎn)換開始操作獨(dú)立地進(jìn)行(當(dāng)然，不能在轉(zhuǎn)換過程中進(jìn)行)，然而通常是把通道選擇和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)合起來完成(因?yàn)?ADC0808/0809 的時(shí)間特性允許這樣做)。這樣可以用一條寫指令既選擇模擬通道又啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。在與微機(jī)接口時(shí)，輸入通道的選擇可有兩種方法，一種是通過地址總線選擇，一種是通過數(shù)據(jù)總線選擇。如用 EOC 信號去產(chǎn)生中斷請求，要特別注意 EOC 的變低相對于啟動(dòng)信號有 2s+8 個(gè)時(shí)鐘周期的延遲，要設(shè)法使它不致產(chǎn)生虛假的中斷請求。為此，最好利用 EOC 上升沿產(chǎn)生中斷請求，而不是靠高電平產(chǎn)生中斷請

15、求。第第 2 章章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)置系統(tǒng)硬件設(shè)置設(shè)計(jì)思路用 ADC0809 轉(zhuǎn)換的信號從 AT89C51 的 P1 口送入， 將收集到得數(shù)據(jù)用算法處理后從 AT89C51 的 P0 口輸出，在 LED 上的顯示。用刀開關(guān)決定量程的選擇。圖四系統(tǒng)原理圖2.2系統(tǒng)系統(tǒng)軟件軟件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路程序主要有四部分組成：主程序：進(jìn)行初始化，以及對各類子程序進(jìn)行調(diào)用；算法子程序：將外部收集的信息進(jìn)行折算；顯示子程序：將折算后的結(jié)果在 LED 上顯示；延時(shí)子程序：是顯示正常進(jìn)行；程序框圖圖五 程序框圖具體程序ORG 0000HLJMP MAINMAIN: MOV 30H,#00H;緩存初始

16、化MOV 31H,#00HMOV 32H,#00HMOV 33H,#00HMAIN1:CLR P2.0;選擇 AD 轉(zhuǎn)換器CLR P3.6;啟動(dòng) AD 轉(zhuǎn)換SETB P3.6SETB P3.3;等待 AD 轉(zhuǎn)換HERE:JB P3.3,HERECLR P3.7;將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出MOV P1,#0FFH;將 P1 寫為高電平，以便外部信號寫入MOVA,P1SETB P3.7LCALL PROC;調(diào)用算法子程序LCALL DISP;調(diào)用顯示子程序開始顯緩初始進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換調(diào)用算法子程序調(diào)用顯示子程序MAIN1LJMP MAIN1;返回繼續(xù)執(zhí)行SJMP $DISP:MOVA,30H;輸出第一位MOV

17、 DPTR,#SGTRMOVCA,A+DPTRJB P3.0,PORT1;進(jìn)行小數(shù)點(diǎn)位置的判斷ORLA,#80H;加小數(shù)點(diǎn)PORT1: MOV P0,AMOVA,#0EFHMOV P2,ALCALL DEL;調(diào)用延時(shí)子程序MOV P2,#0FFH;將 P2 口寫一，防止相互干擾MOVA,31HMOV DPTR,#SGTRMOVCA,A+DPTRJB P3.1,PORT2ORLA,#80HPORT2: MOV P0,AMOVA,#0DFHMOV P2,ALCALL DELMOV P2,#0FFHMOVA,32HMOV DPTR,#SGTRMOVCA,A+DPTRJB P3.2,PORT3ORLA

18、,#80HPORT3: MOV P0,AMOVA,#0BFHMOV P2,ALCALL DELMOV P2,#0FFHMOVA,33HMOV DPTR,#SGTRMOVCA,A+DPTRMOV P0,AMOVA,#7FHMOV P2,ALCALL DELMOV P2,#0FFHRETSGTR: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDB 7DH,07H,7FH,6FH;延時(shí)子程序DEL:MOV 40H,#14HD0:MOV 41H,#19HD1:DJNZ 41H,D1DJNZ 40H,D0RET;算法子程序PROC:MOV B,#127;最大結(jié)果為 2，即#0FF(255)除以 127DIVABMOV 30H,A;將結(jié)果送入最高位顯緩中XCHA,BMOV B,#4;余數(shù)乘以 4 最大為 504,高 8 位存 B，低 8 位存 AMULABJB OV,BCD1 ;有益處就跳，就算有益處，B 的值也只能為一，因?yàn)槌艘?10 后最大值才 504（1 F8）MOV B,#51;無進(jìn)位就除以