1、电阻可变式电压表 单片机课设目录一.设计要求 21.1设计要求 21.2设计目的 2二.设计方案与论证 22.1设计思路 22.2总体方案 22.3总体框图 3三.设计原理及电路图（设计原理及流程图） 33.1软件设计 33.1.1软件环境 33.1.2软件原理 43.1.3软件流程图 53.2硬件设计 53.2.1硬件原理 53.2.2电路图 7四.器件清单 8五.器件识别与检测 9六.控制系统实现（软件编程与调试） 96.1软件编程 96.2软件调试 11七.设计心得 12八.参考文献 13一.设计要求1.1设计要求有液晶显示当前电压，能够根据可调电阻改变电压的大小。1.2设计目的掌握A/
2、D转换芯片ADC0809与单片机的接口方法及ADC0809芯片性能；了解单片机实现数据采集的方法。用单片机和A/D转换芯片，将模拟电压量转换成数字电压量，用LED位数码管显示电压数值。二.设计方案与论证2.1设计思路由一个滑动变阻器和电源组成一个电阻可调式电压表，通过阻值的变化使电压表输出不同的数值。2.2总体方案本设计是编写一段程序，通过ADC0809实现单片机对模拟输入通道电压的采集，使采集到的数据显示在数码管上。把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0-P0.7/AD7端口用导线分别连接到电阻排的29号管脚，电阻排的1号管脚连接电源。再把LED上的ABCDEFG管脚分别连到P0.0/AD
3、0-P0.7/AD7端口，1234管脚连到单片机的P2.0/A8 P2.3/A11端口。（2）ADC0808芯片的OUT1OUT8管脚连到AT89C51的 P3.0P3.7管脚，CLOCK连P1.3，START连P1.2，EOC连P1.1,OE连P1.0，滑动变阻器连IN0口。（3）AT89C51的RET管脚接单片机的总复位电路2.3总体框图 三.设计原理及电路图（设计原理及流程图）3.1软件设计3.1.1软件环境Proteus不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布
4、图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。 整个软件通过C语言编程，先在Keil C51集成开发环境下将编好的程序进行编译、调试，调试通过后会生成ADC.HEX文件。此软件具有以下特点：智能原理图设计、完善的电路仿真功能、单片机协同仿真功能 、丰富的元件库资源。点击界面中的P进入仿真元件库，将电路中的所有元件从元器件库中调出来，放到绘图区，布局并设置好参数，然后连接导线。此仿真电路利用AT89C51单片机控制ADC0809模数转换芯片的读写信号，通过调节可变电阻RV1的值，改变输
5、入模拟电压，经ADC0809转换成数字信号输出，由LED显示。下图分别为Proteus编辑界面、器件选择对话框 Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势。因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境uVision将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。3.1.2软件原理运行Proteus模拟仿真软件，打开已经绘制好的仿真电路原理图
6、，选中单片机AT89C51，左键点击AT89C51，出现对应的对话框，在program file中找到编译好的ADC.HEX文件，然后点OK进行仿真，点击模拟调试按钮的运行按钮，进入调试状态，通过改变可变电阻R的值，可以看到对应的数字信号在LED上显示。3.1.3软件流程图 3.2硬件设计3.2.1硬件原理（1）AT89C51：AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选
7、的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。（2）LED显示：实现八段数码管的显示三位十六进制数。来进行倒计时，即来限制抢答的时间。本次课程设计选用的是共阴极的八段数码管，实现LED的动态显示，动态显示的电路要求：动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共端COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显
8、示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为12ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。（3）A/D转换电路：A/D转换器的功能是把模拟量变换成数字量。由于实现这种转换的工作原理和采用工艺技术不同，因此生产出种类繁多的A/D转换芯片。A/D转换器按分辨率分为4位。6位
9、。8位。10位。14位。16位和bcd码的31/2位。51/2位等。按照转换速度可分为超高速(转换时间330ns),次超高速(3303.3s),高速(转换时间3.3333s),低速(转换时间330s)等。A/D转换器按照转换原理可分为直接A/D转换器和间接A/D转换器。所谓直接A/D转换器，是把模拟信号直接转换成数字信号，如逐次逼近型，并联比较型等。其中逐次逼近型A/D转换器，易于用集成工艺实现，且能达到较高的分辨率和速度，故目前集成化A/D芯片采用逐次逼近型者多；间接A/D转换器是先把模拟量转换成中间量，然后再转换成数字量，如电压/时间转换型(积分型),电压/频率转换型，电压/脉宽转换型等。
10、其中积分型A/D转换器电路简单，抗干扰能力强，切能作到高分辨率，但转换速度较慢。有些转换器还将多路开关。基准电压源。时钟电路。译码器和转换电路集成在一个芯片内，已超出了单纯A/D转换功能，使用十分方便。3.2.2电路图复位电路控制电路显示电路控制电路四.器件清单器件名称型号主要参数数量备注单片机AT89C514KB，33MHz1电阻RES10K，220K3电容CAP10uF，30pF3晶振CRYSTAL无1数码管7SEG-MPX1-CA共阳极2滑动变阻器POT-HG无1排阻RESPACK-8无1开关BUTTON无2导线LEAD无若干电源地POEWR、GROUDD无若干五.器件识别与检测根据单片
11、机的C语言程序设计与应用，我们知道了C51单片机，所用的一般元器件有电阻、电容、开关、排阻，而对于晶振和数码管是我们所必须学习和掌握的，晶振是一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。他结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。数码管根据公共端的连接情况有共阳极共阴极两种，对共阴极LED显示器的发光二极管的公共端的com接地，当某发光二极管的阳极为高电平时，相应的发光二极管点亮；共阳极LED显示器则相反。六.控制系统实现（软件编程与调试）6.1软件
12、编程#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code LEDData=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;sbit OE =P10;sbit EOC =P11;sbit ST =P12;sbit CLK=P13;void DelayMS(uint ms) uchar i; while(ms-)for(i=0;i120;i+);void Display_Resulat(uchar m) uint d=m;/*根据当前输入量m大小 ，在【0-2
13、55】所占比例，转换为当前数字量 */ float k=d*1.00; k=(k/256*1000);/1000代表当前所设定电阻的值。256代表整体【0-255】的长度 d=k;/*P0口分别显示个、十、百、千等位的大小（段码），P2显示的位置（位码）*/ P2=0xf7; P0=LEDDatad%10; DelayMS(10); P2=0xfb; P0=LEDDatad/10%10; DelayMS(10); P2=0xfd; P0=LEDDatad/100%10; DelayMS(10); P2=0xfe; P0=LEDDatad/1000; DelayMS(10); void main
14、() TMOD=0x02; TH0=0x14; TL0=0x00; IE=0x82; TR0=1; while(1) ST=0;ST=1;ST=0; while(EOC=0); OE=1; Display_Resulat(P3); OE=0; void Timer0_INT()interrupt 1 CLK=!CLK;6.2软件调试仿真结果如下：选中单片机AT89C51，左键点击AT89C51，出现对应的对话框，在program file中找到编译好的ADC.HEX文件，然后点OK进行仿真，点击模拟调试按钮的运行按钮，进入调试状态，通过改变可变电阻R的值，可以看到对应的数字信号在LED上显示。
15、当滑动变阻器改变时，显示的电压值也相应改变，但电压值的最大值一般都会比理想状况下小一点，因为电路中有一定的内阻。本实验基本可以达到预期效果。七.设计心得本次设计的是电阻可调式电压表，在设计的过程中通过本次课程设计，我得到了老师同学的帮助，由于以前的C语言没怎么学好，在编程的这一部分遇到了许多困难，出现很多错误，经过多次的修改才成功。课堂主要学习基本知识，基本理论，基本方法，而这次设计正是为我们提供了一个深入学习探索的机会，成为课堂教学的有益补充，课设是综合运用所学知识，发现实际为题、提出实际问题、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际学习能力、动手能力的具体训练和考察过程。这个过程很重要，谢谢老师给予我们的帮助与指导。八.参考文献单片机的C语言程序设计与应用微机原理接口与技术单片机原理与应用技术
