课程设计基于ADC0809的数字电压表设计.docx
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课程设计基于ADC0809的数字电压表设计
基于ADC0809的数字电压表设计
摘要
本电路以ADC0809和AT89S51为核心,该系统有四个模块:
数据采集模块、控制模块、显示模块、A/D转换模块,设计中采用ADC0809进行摸数转换,利用MCS-51单片机进行数据的处理,显示模块采用LCD1602液晶显示器显示,采用独立式按键选择单路显示或者8路轮流显示。
能够测量0-5V之间的直流电压值。
读数据准确,测量方便。
误差范围在-0.02~+0.02之间最小分辨率位0.019。
硬件设计应用电子设计自动化工具,软件设计采用模块化编程方法。
关键词:
简易数字电压表;AT89S51;ADC0809;LCD1602;数据处理。
目录
第1章系统方案的选择与论证................................1
1.1设计任务及要求...................................................1
1.1.1任务..................................................................1
1.2简易数字电压表基本方案.....................................1
1.2.1模块方案选择与论证.........................................1
1.2.2单片机方案选择和论证......................................1
1.2.3A/D模数转换方案的选取....................................1
1.2.4显示方案............................................................3
1.2.5输入方案............................................................3
1.2.6电源提供方案.....................................................3
1.2.7系统组成............................................................4
第2章系统硬件设计与实现........................................5
2.1简易数字电压表基本组成部分...............................5
2.2.1电源电路.............................................................5
2.2.2复位电路.............................................................5
2.2.3时钟电路.............................................................6
2.2.4按键控制.............................................................6
2.2.5LCD1602..............................................................8
2.2电路原理图............................................................10
第3章软件的设计......................................................11
3.1程序流程图............................................................11
3.1.1主总流程图..........................................................11
3.1.2主要子程序程序流程图...................................12
第4章仿真及调试........................................................18
4.1KEILC51简介......................................................18
4.2PROTEUSISIS简介...............................................18
4.3测试结果分析..........................................................21
第5章总结................................................................22
致谢...............................................................................23
参考文献........................................................................24
附录.............................................................................25
附录1实物图............................................................25
附录2元件清单............................................................26附录3主要程序............................................................27
第1章系统方案的选择与论证
1.1设计任务及要求
●查阅相关的资料,了解电压表的的原理与应用;研究一个比较合理的设计方案,并对其进行理论分析及方案论证。
●对电压表原理进行理论分析、并进行方案论证;
●进行方案设计、绘制电压表的电路原理图;
●
1.1.1任务
本设计要求能够测量0~5V电压,通过A/D转换模块和单片机及显示器进行电压的测量与显示,具体要求如下:
●用Protel软件绘制电路原理图;
●下载程序,焊接元器件,实现数字电压表的功能,检测精度。
●撰写10000字以上的课程设计说明书。
1.2简易数字电压表基本方案
1.2.1模块方案选择与论证
本设计选择AT89C51单片机作为核心控制器件。
A/D转换采用ADC0809实现。
电压显示采用4位一体的LED数码管,LED数码管的段码输入由并行端口P2产生;位码输入由并行端口P3低四位产生[6]。
硬件电路设计由7个部分组成:
主控模块AT89C51单片机系统,A/D转换电路,LED显示系统,LED驱动电路,复位电路,晶振电路以及测量电压输入电路。
1.2.2单片机方案选择和论证
采用AT89C51,它是一个低电压,高性能CMOS8位单片机。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
1.2.3A/D模数转换方案的选取
采用ADC0809,它是是带有8:
1多路模拟开关的8位A/D转换芯片,所以它可有8个模拟量的输入端,由芯片的A,B,C三个引脚来选择模拟通道中的一个。
A,B,C三端分别与8051的P1.0~P1.2相接。
地址锁存信号(ALE)和启动转换信号(START),由P2.7和/WR或非得到。
输出允许,由P2.7和/RD或非得到。
时钟信号,可有8051的ALE输出得到,不过当采用6M晶振时,应该先进行二分频,以满足ADC0809的时钟信号必须小于640K的要求。
ADC0809参考资料:
1.
芯片管脚图:
图1ADC0809管脚图
ADCADC0809模数转换器的引脚功能
IN0~IN7:
8路模拟量输入。
A、B、C:
3位地址输入,2个地址输入端的不同组合选择八路模拟量输入。
ALE:
地址锁存启动信号,在ALE的上升沿,将A、B、C上的通道地址锁存到内部的地址锁存器。
D0~D7:
八位数据输出线,A/D转换结果由这8根线传送给单片机。
OE:
允许输出信号。
当OE=1时,即为高电平,允许输出锁存器输出数据。
START:
启动信号输入端,START为正脉冲,其上升沿清除ADC0808的内部的各寄存器,其下降沿启动A/D开始转换。
EOC:
转换完成信号,当EOC上升为高电平时,表明内部A/D转换已完成。
CLK:
时钟输入信号,0809的时钟频率范围在10~1200kHz,典型值为640kHz。
图3ADC0809时序图
1.2.4显示方案
显示部分采用共阳极七段数码管。
1.2.5输入方案
采用8位AD转换器ADC0809。
1.2.6电源提供方案
1.2.7系统组成
整个系统是由主控模块AT89C51单片机系统,A/D转换电路,LED显示系统,LED驱动电路,复位电路,晶振电路以及测量电压输入电路组成。
第二章:
系统硬件设计与实现
2.1简易数字电压表基本组成部分
简易数字电压表是由主控模块AT89C51单片机系统,A/D转换电路,LED显示系统,LED驱动电路,复位电路,晶振电路以及测量电压输入电路这几部分组成。
2.2.1电源电路
2.2.2复位电路
就用单片机内部每个部件想要协调一致的工作,必须在同一口令——时钟信号的控制下工作。
单片机工作所需要的时钟信号有两种产生方式,即内部时钟方式和外部时钟方式。
内部时钟方式:
单片机内部有一个构成振荡器的增益反相放大器,引脚XTAL1与XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端,这个放大器与作为反馈元件的片外晶振一起构成自激振荡器。
2.2.3时钟电路
用AT89C51的复位电路,当单片机一上电,立即复位。
复位也是使单片机退出低功耗工作方式而进入正常状态的一种操作。
2.2.4按键控制
2.2.5LCD1602
工业字符型液晶,能够同时显示16x02即32个字符。
(16列2行) 注:
为了表示的方便,后文皆以1表示高电平,0表示低电平。
1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符。
每位之间有一个点距的间隔每行之间也有间隔起到了字符间距和行间距的作用,正因为如此所以他不能显示图形 (用自定义CGRAM,显示效果也不好) n1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行,每行16个字符液晶模块(显示字符和数字)。
n目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的,控制原理是完全相同的,因此基于HD44780写的控制程序可以很
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- 课程设计 基于 ADC0809 数字 电压表 设计