1、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易電壓表設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：/專業(yè)班級(jí)：/報(bào)告人姓名：/（簽名 ） 學(xué)號(hào)： /信息工程學(xué)院通信工程教研室數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)摘要數(shù)字電壓表簡(jiǎn)稱DVM ,它是采用了數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)模擬量（直流 輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)，離散的數(shù)字形式加以現(xiàn)實(shí)的儀表。 傳統(tǒng)的指針是電壓 表功能單一，精度低，不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需求，采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表， 由精度高，抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)，集成方便，不可與PC進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。目前由各種單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛的應(yīng)用為電子及其 電工的測(cè)量，工業(yè)自動(dòng)化儀表，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域， 顯示出強(qiáng)大的 生命力。數(shù)字

2、電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心與基礎(chǔ)，電壓表的數(shù)字化是將連續(xù)的模擬量如直流電壓轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的離散的數(shù)字形式，并加以顯示，這有別于傳統(tǒng)的指針加刻度盤進(jìn)行讀數(shù)的方法， 避免了讀數(shù)的視差和視覺的疲勞，目前數(shù)字 電壓表的核心部件是 A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器的精度很大程度上影響著數(shù)字電壓表 的準(zhǔn)確度。本設(shè)計(jì)主要分為兩部分：軟件仿真原理圖及軟件程序。而軟件仿真又 大體可分為單片機(jī)小系統(tǒng)電路、AlD轉(zhuǎn)換電路、LCD顯示電路，各部分電路的 設(shè)計(jì)及原理將會(huì)在軟件仿真設(shè)計(jì)部分詳細(xì)介紹；程序的設(shè)計(jì)使用C語(yǔ)言編程，利用keil軟件對(duì)其編譯，詳細(xì)的設(shè)計(jì)算法將會(huì)在程序設(shè)計(jì)部分詳細(xì)介紹。關(guān)鍵字：數(shù)字電壓表轉(zhuǎn)換 AlD轉(zhuǎn)換器5目錄

3、第一章 緒論 3第二章設(shè)計(jì)準(zhǔn)備知識(shí) 32.1設(shè)計(jì)目的32.2設(shè)計(jì)要求或內(nèi)容 32.3設(shè)計(jì)軟件及材料 32.3.1單片機(jī)軟件開發(fā)工具 keil介紹32.3.2 仿真軟件 ProtUeS介紹 42.3.3ADC0804 介紹42.3.4液晶顯示器4第三章整體設(shè)計(jì)過(guò)程 43.1設(shè)計(jì)思路43.2模塊分析53.2.1AT89C51 單片機(jī)53.2.2A/D 轉(zhuǎn)換63.2.3顯示電路63.3程序設(shè)計(jì)73.3.1程序設(shè)計(jì)總方案73.3.2系統(tǒng)子程序設(shè)計(jì) 73.4軟件調(diào)試8第四章顯示結(jié)果及誤差分析 84.1 顯示結(jié)果84.2誤差分析10第五章出現(xiàn)的問(wèn)題及解決 105.1問(wèn)題105.2改進(jìn)11第六章 設(shè)計(jì)總結(jié)

4、11第七章 附件：（程序） 127.1主程序127.2SMC1602 137.3AD轉(zhuǎn)換程序 16第一章緒論在電量的測(cè)量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個(gè)被測(cè)量， 其中電壓量的 測(cè)量最為經(jīng)常。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是經(jīng)常需要測(cè)量高精度的電壓， 所 以數(shù)字電壓表就成為一種必不可少的測(cè)量?jī)x器。數(shù)字電壓表簡(jiǎn)稱DVM它是采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的 儀表。由于數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準(zhǔn)確方便、精度高、誤差小、測(cè)量速度快等特而 得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的指針式刻度電壓表功能單一， 進(jìn)度低，容易引起視差和視覺疲勞，因 而不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需要。采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表

5、，將連續(xù)的模擬量如直 流電壓轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的離散的數(shù)字形式并加以顯示，從而精度高、抗干擾能力強(qiáng)， 可擴(kuò)展性強(qiáng)、集成方便，還可與 PC實(shí)時(shí)通信。數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的 核心與基礎(chǔ)2。以數(shù)字電壓表為核心，可以擴(kuò)展成各種通用數(shù)字儀表、專用數(shù)字 儀表及各種非電量的數(shù)字化儀表。目前，由各種單片機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字 電壓表作全面深入的了解是很有必要的。最近的幾十年來(lái)，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、集成電路(IC)和微處理器技術(shù)的發(fā)展， 數(shù)字電路和數(shù)字化測(cè)量技術(shù)也有了巨大的進(jìn)步， 從而促使了數(shù)字電壓表的快速發(fā) 展，并不斷出現(xiàn)新的類型。數(shù)字電壓表從 1952年問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)歷了不斷改進(jìn)的 過(guò)程，從最早采用繼電器、電

6、子管和形式發(fā)展到了現(xiàn)在的全固態(tài)化、集成化(IC 化)，另一方面，精度也從 001%-0005%°第二章設(shè)計(jì)準(zhǔn)備知識(shí)2.1設(shè)計(jì)目的基于51單片機(jī)，編寫實(shí)驗(yàn)程序，使用LCD液晶顯示所要測(cè)試模擬電壓的數(shù)字 電壓值，使用軟件仿真實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。掌握模數(shù)轉(zhuǎn)換器件 ADC0804勺應(yīng)用原理, 學(xué)習(xí)液晶顯示原理。2.2設(shè)計(jì)要求或內(nèi)容a) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器件選用ADC0804b) 可以測(cè)量0 5V的電壓值，精度為0.02VC)須有顯示d)此題可用PrOteuS仿真實(shí)現(xiàn)2.3設(shè)計(jì)軟件及材料2. 3.1單片機(jī)軟件開發(fā)工具keil介紹Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Window

7、s界面。另外重要的一點(diǎn)是，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體 會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊, 容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。2.3.2仿真軟件PrOtUeS介紹PrOteUS是世界上著名的EDA工具（仿真軟件），從原理圖布圖、代碼調(diào)試到 單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、 PIC101216182430DSPlC33 AVR、ARM、8086 和 MSP430

8、 等，2010 年即將 增加COrteX和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面， 它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯。2.3.3ADC0804 介紹ADC0804 是屬于連續(xù)漸進(jìn)式（SUCCeSSiVe APPrOXimatiOn MethOd）的 A/D 轉(zhuǎn) 換器，這類型的A/D轉(zhuǎn)換器除了轉(zhuǎn)換速度快（幾十至幾百us）、分辨率高外，還有價(jià)錢便宜的優(yōu)點(diǎn)，普遍被應(yīng)用于微電腦的接口設(shè)計(jì)上。以輸出8位的ADC0804 動(dòng)作來(lái)說(shuō)明 連續(xù)漸進(jìn)式A/D轉(zhuǎn)換器”的轉(zhuǎn)換原理，動(dòng)作步驟如下表示（原則上 先從左側(cè)最高位尋找起）。2.3.4液晶顯示器或稱LCD （ LiqUid Cr

9、yStaI DiSPIay），為平面超薄的顯示設(shè)備，它由一定數(shù)量 的彩色或黑白像素組成，放置于光源或者反射面前方。液晶顯示器功耗很低，因 此倍受工程師青睞，適用于使用電池的電子設(shè)備。它的主要原理是以電流刺激液 晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面配合背部燈管構(gòu)成畫面。第三章整體設(shè)計(jì)過(guò)程3.1設(shè)計(jì)思路數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)即將連續(xù)的模擬電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)值，再經(jīng)由單片機(jī)軟件編程轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)值并通過(guò)顯示屏顯示。按系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)采用 AT89C51單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換由于仿真 軟件里的ADC0804元件有問(wèn)題，這里用ADC0808代替，它和ADC0804區(qū)別很 小。采用ADC0808。數(shù)字

10、電壓表系統(tǒng)整體框圖如下圖 3.1所示。圖3.1整體框圖系統(tǒng)通過(guò)軟件設(shè)置單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器 To產(chǎn)生中斷信號(hào)。通過(guò)片選選擇 8 路通道中的一路，將該路電壓送入 ADC0808的EOC端口產(chǎn)生高電平，同時(shí)將 ADC0808的OE端口置為高電平，單片機(jī)將轉(zhuǎn)換后結(jié)果存到片內(nèi)RAM。系統(tǒng)調(diào)出轉(zhuǎn)換顯示程序，將轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)并輸出到LCD顯示電路，將相應(yīng)電壓顯示出來(lái)。原理圖如圖3.2*3 ABD BMD oAlLErrH, I .L2RJEf-5snLEWK.TT加 EEEli!sEE lfEolcl3lol«1341SP-BJM2P13MJSPlIJPnfVi Ul FQif

11、j0r1 IIDaIK PgiH DU Pn J=na PVJDS PQWCS FOiTmPrPZlIAS FZllM1>.c 陀 AXlnI PL4,C Fi*fU FIiWAlk- FWAWIlJJrMXRP PHE4F3WTOF33T FJ.1V F3flIP2 FirBP31TFVATE&：SIaB Ia MlIrl I BB - P ! - Ul- " ，! P 1 -FF-3.2模塊分析3.2.1AT89C51 單片機(jī)接口分配電路設(shè)計(jì)如右3.3圖所示：Po 口 ： Po 口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收8TTL門電流。P2 口： P2 口為一

12、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H-JrirXTAL2RSrALE IEXPO-IfADI PlE 山腫口 PL44 P0filS PP0L77PT JUASFZ.1AS 且 2*» In FZAll P2.AE FaZafifJAi 口 FZJffAu PZJ,15口 ITICCD FlIfT>1PHNlWF 叮 HWTT 陽(yáng).F3S F1:1-SCTWF1.7lM訂 TEK£數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2 口被寫“ 1時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉咼，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

13、于內(nèi)部上拉 的緣故。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。 P3 口 也可作為AT89C51的一些特殊功能口，在這里用到了 P3.3 /INT1 （外部中斷1）、 P3.6 /WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）、P3.7 /RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）。3.2.2A/D 轉(zhuǎn)換接口分配電路設(shè)計(jì)如3.4所示：? INoIN7為8路模擬量輸入端， 這里只接一路電壓信號(hào)，其輸入信號(hào) 是由直流電源及可調(diào)電阻提供

14、。? OUT1OUT8為8位二進(jìn)制數(shù)字量 輸出端，其另一端連接到AT89C51單 片機(jī)進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換。? ADDA、ADDB、ADDC 為 3 位片 選地址輸入線，用于選通8路模擬輸 入中的一路。? ALE為地址鎖存允許信號(hào)，由單片 機(jī)P3.6 口寫信號(hào)與P2.0 口相或取反 輸入，高電平有效。? START為A / D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸 入端，由單片機(jī)P3.6 口寫信號(hào)與P2.0 口相或取反輸入一個(gè)正脈沖使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使0808復(fù)位，下降沿啟 動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換）。"TZT2T5T石 BcMMUUdMUMI Ooov-OAOOSTAPTfeTA? EOC為A/ D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)

15、換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電圖3.4 A/D轉(zhuǎn)換電路平取反給P3.3 口（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。? OE為數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端由單片機(jī)P3.7讀信號(hào)與P2.0 口相或后取反輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門， 輸出數(shù)字量。3.2.3顯示電路接口分配設(shè)計(jì)如3.5圖所示：圖3.5顯示電路Hn -i- 1« V< UIUjiljQ PQga InHjr.- S.Mr.jf,RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇 數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)器。由單片機(jī)P2.1 口控制R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W

16、共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。由單片機(jī) P2.2 口控制E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命 令。由單片機(jī)P2.3 口控制DoD7為8位雙向數(shù)據(jù)線。由單片機(jī)P0 口輸入，經(jīng) 過(guò)阻值為1K?的上拉電阻連接。3.3程序設(shè)計(jì)3.3.1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，如下圖所示。初始化調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序調(diào)用顯示子程序圖3.6數(shù)字式直流電壓表主程序框圖3.3.2系統(tǒng)子程序設(shè)計(jì)? 初始化

17、程序所謂初始化，是對(duì)將要用到的MCS_5係列單片機(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,開中斷和打開定時(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。? 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Ims3.4軟件調(diào)試軟件調(diào)試

18、的主要任務(wù)是排查錯(cuò)誤，錯(cuò)誤主要包括邏輯和功能錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤 有些是顯性的，而有些是隱形的，可以通過(guò)仿真開發(fā)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)逐步改正。PrOteUS 軟件可以對(duì)基于微控制器的設(shè)計(jì)連同所有的周圍電子器件一起仿真，用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如LED/LCD鍵盤、RS232終端等動(dòng)態(tài)外設(shè)模型來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行交互 仿真。PrOteUS支持的微處理芯片包括 8051系列、AVR系列、PIC系列、HC11 系列及Z80等等。PrOteUS可以完成單片機(jī)系統(tǒng)原理圖電路繪制、PCB設(shè)計(jì)，更為顯著點(diǎn)的特點(diǎn)是可以與U ViSions3 IDE 工具軟件結(jié)合進(jìn)行編程仿真調(diào)試8。 本系統(tǒng)的調(diào)試主要以軟件為主，其中，系統(tǒng)電路圖的繪制和仿

19、真我采用的是 PrOteUS軟件，而程序方面，采用的是匯編語(yǔ)言，用Keil軟件將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。第四章顯示結(jié)果及誤差分析4.1顯示結(jié)果1.當(dāng)IN0 口輸入電壓值為5V時(shí)，顯示結(jié)果如圖所示，測(cè)量誤差為L(zhǎng)lI iiXTALlIEKTIZRSTIJIMLEtMLJElliaLp.-tra FQZACSF0JiIX3PI.JLD4p ms- IHlg缶IHi 軍IHN .-U IN » 士一 IH - -= N13圖4.1輸入電壓為5V時(shí)，LCD的顯示結(jié)果2. 當(dāng)IN0輸入電壓值為3.50V時(shí)，顯示結(jié)果如圖所示。測(cè)量誤差為 0V。 LCDt "LiKlISL' WC ” U

20、olts*1. 50 CU>Ik咲 N口 E W, 5 L« £ LUSFIf F- - ji g r y L, *cDi肚酉叭 MreU pMr器fmfuTeEIALEPT iPELhlS F3,AC pzamii iM 口CLDCK ；STAffTADD A« >JDD C ALBABH*)BiT1TJT*TTTT!? BUUU U u UUUO ; .'口 1 n- 3 * C 6 T圖4.2輸入電壓為3.50V時(shí)，LCD的顯示結(jié)果LCDlLmIG3.當(dāng)INo 口輸入電壓值為1.50V時(shí)，顯示結(jié)果如圖16。測(cè)量誤差為0.01V。UoLta

21、Sei3.49 CU)IrI"SIk -:KTAL1XrAEPaAU FD.VAI&1 pgf FDJrAIn FQ4AD FDsfADS PElfiAK P.7AU?1'1'RPlRFl二傘SiB . -4 113-i n t,壬 IItS -1 IHG圖4.3輸入電壓為1.50V時(shí)，LCD的顯示結(jié)杲LCC1-UeUHL ,IJOlitT 巧00 CU>*cMc:UIhHr«WE*用04K-lINVCrrJWrINZIH300"£|-常二 uuu UUUUU.1 mime i-H 圖4.4輸入電壓為OV時(shí)，LCD的顯示結(jié)果

22、4.2誤差分析通過(guò)以上仿真測(cè)量結(jié)果可得到簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表對(duì)比測(cè) 試表，如下表4所示：表4.5簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表對(duì)比測(cè)試表標(biāo)準(zhǔn)電 壓值N間易電壓表 測(cè)量值N絕對(duì)誤差N0.000.000.000.500.510.011.001.000.001.501.510.012.002.000.002.502.500.003.003.000.003.503.490.014.004.000.004.995.000.01由于單片機(jī)AT89C5偽8位處理器，當(dāng)輸入電壓為 5.00V時(shí)，ADC0808俞出 數(shù)據(jù)值為255 (FFH ,因此單片機(jī)最高的數(shù)值分辨率為 00196V(525

23、5)。這就決 定了電壓表的最高分辨率只能到 0.0196V,從上表可看到，測(cè)試電壓一般以0.01V 的幅度變化。從上表可以看出，簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表測(cè)得的值基本上比標(biāo)準(zhǔn)電壓值偏大 0-0.01V ,這可以通過(guò)校正ADC0808的基準(zhǔn)電壓來(lái)解決。因?yàn)樵撾妷罕碓O(shè)計(jì)時(shí)直 接用5V的供電電源作為電壓，所以電壓可能有偏差。當(dāng)要測(cè)量大于5V的電壓時(shí)， 可在輸入口使用分壓電阻，而程序中只要將計(jì)算程序的除數(shù)進(jìn)行調(diào)整就可以了。第五章出現(xiàn)的問(wèn)題及解決5.1問(wèn)題:剛開始時(shí)，顯示利用的是LED數(shù)碼管顯示，但是由于題目要求的誤差比較小， 因此選用了 LCD液晶顯示。LED顯示器與單片機(jī)接口設(shè)計(jì)：由于單片機(jī)的并行口不能直接驅(qū)動(dòng)

24、 LED顯示器，所以，在一般情況下，必 須采用專用的驅(qū)動(dòng)電路芯片，使之產(chǎn)生足夠大的電流，顯示器才能正常工作。如 果驅(qū)動(dòng)電路能力差，即負(fù)載能力不夠時(shí)，顯示器亮度就低，而且驅(qū)動(dòng)電路長(zhǎng)期在 超負(fù)荷下運(yùn)行容易損壞，因此，LED顯示器的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的 問(wèn)題。為了簡(jiǎn)化數(shù)字式直流電壓表的電路設(shè)計(jì)，在LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)上，可以利用單片機(jī)P0 口上外接的上拉電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，即將LED的A-G段顯示引腳和DP 小數(shù)點(diǎn)顯示引腳并聯(lián)到 P0 口與上拉電阻之間，這樣，就可以加大 P0 口作為輸 出口德驅(qū)動(dòng)能力，使得LED能按照正常的亮度顯示出數(shù)字，如圖 5.1所示。CII3=kTM,1陽(yáng) OliMJIl1

25、.FPn "i*AtMPa SfJUB3Pa 4MM FXAH方 PlIfiMfiSFQi MiM幫FZ 蜩P72iMOPSEiMR2 SyAtI P3*F7 網(wǎng) 13I=1Z 冊(cè)PZ7s>MI=1ClCURiSP3 ,TDPJ2ih P-13pijmnf 1p1Ir-iTB3EIhDGlJ 口 CKfINIi IlCSTAJH1帕 呻EaCI憑CUTlIKiOlLlWIMToursCdT4AD& AIQUT5鼻驗(yàn)P心 LJTtiJkDbCOUTTIALE!UTAVREfI：+)!：>OiBrarTILB«IeI1«匚凰Z£D3科一1

26、401M Ii11 LJ5.2改進(jìn)本次實(shí)驗(yàn)采用的是LCD液晶顯示，由于其有如下優(yōu)點(diǎn)：LCD (LiqUid CryStal DiSPlay )液晶顯示器使用了目前最新的全彩顯示技 術(shù)，而且原理簡(jiǎn)單易懂。基本上，整個(gè)液晶顯示技術(shù)的概念是利用液晶的物理特 性：通電時(shí)導(dǎo)通，排列變得有秩序，使光線容易通過(guò)；不通電時(shí)排列混亂，阻止 光線通過(guò)。讓液晶如閘門般的阻隔或讓光線穿過(guò)。就技術(shù)面而言，液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無(wú)鈉玻璃素材，稱為SUbStrateS ,中間夾著一層液晶。當(dāng)光束通過(guò)這層液晶時(shí)，液晶本身會(huì)排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過(guò)。較之CRT顯示器來(lái)說(shuō)，LCD克服了 CRT體積

27、龐大、耗電和閃爍的缺點(diǎn)， 但也同時(shí)帶來(lái)了造價(jià)過(guò)高、視角不廣以及彩色顯示不理想等問(wèn)題。 但是從技術(shù)上 來(lái)說(shuō)，液晶顯示器的優(yōu)勢(shì)依然很明顯，并且具體表現(xiàn)以下幾個(gè)方面上：1. 體積更小，重量更輕。2. 相對(duì)顯示面積更大。3. 零輻射，無(wú)閃爍。4. 功耗小，抗干擾能力強(qiáng)。5. 畫面質(zhì)量更高。6. 使用功能更為智能化。第六章設(shè)計(jì)總結(jié)本學(xué)期的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)從實(shí)驗(yàn)到論文，涵蓋了大學(xué)這幾年學(xué)習(xí)的很多課程。 在大二學(xué)習(xí)模擬電子和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)時(shí)，不知道它們是用來(lái)干什么的。特別是模電，模電比數(shù)電難度大，而且用途也沒有數(shù)電那么明顯。(曾在數(shù)電實(shí)驗(yàn)中做過(guò)跑馬燈等實(shí)驗(yàn)）。學(xué)了 C語(yǔ)言和匯編也覺得是無(wú)用武之地，直到后來(lái)學(xué)

28、習(xí)了單片機(jī)和EDA才知道它們的用處。Keil C51是51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，對(duì)它的使用可以類比 以前學(xué)過(guò)的VC軟件和VHDL軟件，學(xué)起來(lái)也比較容易，也切身感受到了它強(qiáng) 大的功能。通過(guò)它生成的HEX文件，可以用在很多仿真軟件上，實(shí)現(xiàn)仿真。PrOtUeS軟件是EDA工具軟件。它不僅具有其它 EDA工具軟件的仿真功能， 還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。在 實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常缺少一些具有完整功能的硬件設(shè)備，因此，在做完要求的項(xiàng)目外可以用該軟件畫一些原理圖，并通過(guò)編寫程序?qū)崿F(xiàn)其功能。通過(guò)一學(xué)期的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)與最后論文的完成，為后來(lái)的電 子設(shè)計(jì)起了

29、很大作用。這雖然是一個(gè)數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)但是實(shí)際上就是一個(gè)數(shù)據(jù) 采集的程序設(shè)計(jì)，只不過(guò)這里數(shù)據(jù)采集的是模擬電壓罷了。在PrOteUS軟件部分的設(shè)計(jì)中也讓我感受良多。以前做的單片機(jī)的設(shè)計(jì)都只是 寫寫程序，下載到單片機(jī)上運(yùn)行，都只是編程方面的工作，很少涉及選擇單片機(jī) 試驗(yàn)臺(tái)上已有芯片以外的芯片，更不用說(shuō)芯片的一些管腳作用。就像A/D轉(zhuǎn)換器在PrOteUS中仿真軟件ADC0804有問(wèn)題所以用ADC0808代替。而且ADC0808 是單極性，輸入電壓范圍為0+ 5V ,正好滿足我們課題要求。在局部電路圖中遇到很多問(wèn)題，通過(guò)查閱大量資料以及老師和同學(xué)的幫助講 解才逐漸懂得如何應(yīng)用。如在 PrOteUS軟件

30、中仿真選用了最常用的直流電壓電源 和可調(diào)電阻組成0+5V的模擬電壓。這種方法是平時(shí)很少注意到的基礎(chǔ)性知識(shí) 運(yùn)用，在這次的課程設(shè)計(jì)中讓我又有了新的收獲。基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表使用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、外接元件少。在實(shí) 際應(yīng)用工作應(yīng)能好，測(cè)量電壓準(zhǔn)確，精度高。系統(tǒng)功能、指標(biāo)達(dá)到了課題的預(yù)期 要求、系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上充分考慮了可擴(kuò)展性， 經(jīng)過(guò)一定的改造，可以增加功能。 本文設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表測(cè)量一路電壓的功能，詳細(xì)說(shuō)明了從原理圖的設(shè)計(jì)、電路圖的仿真再到軟件的調(diào)試。總之這次電路的設(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，

31、爭(zhēng)取在電路設(shè)計(jì)方面能有所提升。第七章附件：（程序）7.1主程序* #include "includes"" #define TIMEOH 0x3C #define TIMEOL 0xB0 UnSigned Char Clock=0; bit a_DATranSform=0;頭文件及宏定義*/定時(shí)器0中斷計(jì)數(shù)/VVVVVVVVVVVVVVVVVVV把電壓顯示在LCD 上>>>>>>>>>>>>>>>>>>>void VShoWVoltage(UnSign

32、ed int UiNUmber) UnSigned Char UCaNUmber3,UCCount;if(uiNumber>999)數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)UiNUmber=999;把計(jì)算數(shù)字的每個(gè)位存入數(shù)組UCaNUmberO=UiNUmber/100;UCaNUmber1=(UiNUmber-100*(int)ucaNumber0)10;UCaNUmber2=UiNUmber-100*(int)UcaNUmber0-10*UcaNUmber1;for(ucCount=0;UCCOUnt<3;UCCOUnt+)VShOWOneChar(UCaNUmberucCount+48);/ 從首位到

33、末位逐一輸出if(ucCount=0)VShoWoneChar('.');/*15/*主函數(shù)*void main()/設(shè)置定時(shí)器TMOD=0x01;THO=TlME0H;TLO=TIME0L;TR0=1;ET0=1;EA=1;0定時(shí)器0,模式1啟動(dòng)定時(shí)器。 開定時(shí)器中斷開總中斷VdInitialize();Wrmingling(0x84);VShOWChar("Voltage:");Wrmingling(0xC9);VShOWChar("(V)");/寫入顯示起始地址（第二行第一個(gè)位置）while(1)if(a_DATranSform=1

34、)_ a_DATranSform=0;Wrmingling(0xC4);VShOWVOltage(UiADTranSform();/vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv 定時(shí)器 0 中斷函數(shù) >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>void Time0() interrupt 1if(Clock=0)Clock=5;a_DATranSform=1; _elseClock-;THO=TIME0H;恢復(fù)定時(shí)器0。TLO=TIME0L;7.2S

35、MC1602*SMC1602驅(qū)動(dòng)程序*數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)#inclUde "SMC1602.h"/*頭文件及宏定義扌巴1個(gè)命令寫入 LCD*Void Wrmingling(UnSigned Char UCCommand) myDelay();/先延時(shí)，延時(shí)子程序見后面LCDE=1;LCDRS=0;LCDRW=0;LCDPORT=UcCommand;LCDE=0;/把LCD改為寫入-命令-狀態(tài)輸出命令。最后執(zhí)行命令。18-數(shù)據(jù)-寫入 LCD>>>>>> 過(guò)程同寫入命令相似先延時(shí)。/然后把LCD改為寫入-數(shù)據(jù)-狀態(tài)/再輸岀數(shù)據(jù)。/最后顯示數(shù)據(jù)/V

36、VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV 把 1 個(gè)/VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVvoid WrData(UnSigned Char UCData) myDelay();LCDE=1;LCDRS=1;LCDRW=0;LCDPORT=UCData;LCDE=0; void VShOWOneChar(UnSigned Char UCChar) SWitCh(UCChar)CaSe ' ': WrData(OX20);break;CaSe WrData(0x21);break;CaSe '"': Wr

37、Data(0x22);break;CaSe '#': WrData(0x23);break;CaSe '$': WrData(0x24);break;CaSe '%': WrData(0x25);break;CaSe '&: WrData(0x26);break;CaSe '>': WrData(0x27);break;CaSe '(': WrData(0x28);break;CaSe ')': WrData(0x29);break;CaSe '*': WrDa

38、ta(0x20);break;CaSe '+': WrData(0x2A);break;CaSe '-': WrData(0x2D);break;CaSe '/': WrData(0x2F);break;CaSe '=': WrData(0x3D);break;CaSe 'v': WrData(0x3E);break;CaSe '?': WrData(0x3F);break;CaSe '.': WrData(0x2E);break;CaSe ':': WrData(0

39、x3A);break;CaSe '0': WrData(0x30);break;CaSe '1': WrData(0x31);break;CaSe '2': WrData(0x32);break;CaSe '3': WrData(0x33);break;CaSe '4': WrData(0x34);break;CaSe '5': WrData(0x35);break;CaSe '6': WrData(0x36);break;CaSe '7': WrData(0x37)

40、;break;CaSe '8': WrData(0x38);break;CaSe '9': WrData(0x39);break;CaSe 'A': WrData(0x41);break;CaSe 'B': WrData(0x42);break;CaSe 'C': WrData(0x43);break;CaSe 'D': WrData(0x44);break;CaSe 'E': WrData(OX45);break;CaSe 'F': WrData(0x46);bre

41、ak;CaSe 'G': WrData(0x47);break;CaSe 'H': WrData(0x48);break;CaSe T: WrData(0x49);break;CaSe 'J': WrData(0x4A);break;CaSe 'K': WrData(0x4B);break;CaSe 'L': WrData(0x4C);break;CaSe 'M': WrData(0x4D);break;CaSe 'N': WrData(0x4E);break;CaSe 'O

42、': WrData(0x4F);break;CaSe 'P': WrData(0x50);break;CaSe Q: WrData(0x51);break;CaSe 'R': WrData(0x52);break;CaSe 'S': WrData(0x53);break;CaSe 'T': WrData(0x54);break;CaSe 'U': WrData(0x55);break;CaSe 'V': WrData(0x56);break;CaSe 'W: WrData(0x57)

43、;break;CaSe 'X': WrData(0x58);break;CaSe 'Y': WrData(0x59);break;CaSe 'Z': WrData(0x5A);break;CaSe 'a': WrData(0x61);break;CaSe 'b': WrData(0x62);break;CaSe 'c': WrData(0x63);break;CaSe 'd': WrData(0x64);break;CaSe 'e': WrData(0x65);break;CaSe 'f': WrData(0x66);break;CaSe 'g': WrData(0x67);break;CaSe 'h': WrData(0x68);break;CaSe &#