基于51单片机的简易数字电压表的设计单片机-预览页

　

【正文】 ............ 错误 !未定义书签。 内容： 设计符合要求的原理图，完成硬件电路设计，设计符合要求的软件。 2020 年 10 月 1 日之前完成各模块软件的设计。 系（部）主 任意 见 3 开题报告 一、课题来源 来源于毕业设计：基于 51单片机简易数字电压表的设计 二、设计目的和意义 (一 ) 研究的目的： 随着我国现代化建设的发展，电子检测产品日新月异， 特别是单片机的出现，正在引起测量控制仪表领域的新的技术革命。因此，在此基础上进行了数字电压表的工作，给出数字电表的软件和硬件的设计。 目前，有各种单片机转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出了强大的生命力。因此从总体上判断，明年电子信息产业将保持平稳发展，特别在下半年可能出现增长高峰，呈现出 “ 低开高走 ” 的态势。数字电压表则采用先进的 数显技术，使测量结果一目了然，只要仪表不发生跳读现象，测量结果 是唯一的 。分 辨力随显示位数的增加而提高。 并且新型数字电压表普遍采用 CMOS大规模集成电路，整机功耗很低。 ㈡研究途径： 一片 ADC0809必要的外围器件与 AT80C51进行接口连接，设计一个数字电压表，要求能对 IN0所输入的模拟电压进行识别，将其转换 成相应的二进制数并以发光二级管的形式显示；用万用表测量 IN0输入的模拟电压值，并与转换结果进行对比，计算测量误差。 五、设计工作的 进度 1. 2020年 9月 10日之前查阅资料，完成总体方案的论证、比较、选择。 5. 2020年 11月 10日进行设计答辩。 所要解决本课题的主要问题是：控制策略的开发，以及硬件的设计、制作 和调试。所用的元件较少 ,成本低 ,调节工作可实现自动化。传统的指针是电压表功能单一，精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高，抗干扰能力强，可扩展性强，集成方便，不可与 PC 进行实时通信。而硬件电路又大体可分为单片机小系统电路、 A/D 转换电路、 LED 显示电路，各部分电路的设 计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍；程序的设计使用汇编语言编程，利用纬福软件对其编译，详细的设计算法将会在程序设计部分详细介绍。 图 逐次逼近法 原理 逐次逼近法转换过程是：初始化时将逐次逼近寄存器各位清零；转换开始时，先将逐次逼近寄存器最高位置 1，送入 D/A 转换器，经 D/A 转换后生成的模拟量送入比较器，称为 Ｖ o，与送入比较器的待转换的模拟量Ｖ i进行比较，若Ｖ oＶ i，该位 1 被保留，否则被清除。 基本原理是将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔，再把此时间间隔转换成数字量，属于间接转换。 (3)电压频率转换法 采用电压频率转换法的 A/D 转换器，由计数器、控制门及一个具有恒定的 时钟门控制信号组成，如图 所示 : 图 电压频率转换法 原理 电压频率转换法的工作过程是：当模拟电压 V/I 加到 V/F 的输入端，便产生频率 F 与 Vi 成正比的脉冲，在一定的 时间内对该脉冲信号计数，时间到，统计到计数器的计数值正比于输入电压 Vi，从而完成 A/D 转换。 1． 2． 1 ADC 静态特性 ADC 的静态特性是指其与时间特性无关的 特性，主要包括以下几类： 1) 分辨率 ADC 的分辨率定位为二进制末位变化 1 所需的最小输入电压与参考电压的比值，即 ADC 能够分辨的最小的模拟量的变化 。 4) 偏置误差 和 增益误差 ADC 的偏置误差定义为使最低位被置成 “1” 状态时 ADC 的输入电压与理论上使最低位被置成 “1” 状态时的输入电压之差。 采集时间是指采样保持电路在采样模式下能够保证其在随之到来的保持模式输出在采样保持转换时，相对该时刻存在的输入电 平之间的误差将会限制在一定的误差范围内所需的时间。 动态微分非线性误差（ DNL）定义为在动态情况下（一般输入信号为正弦信号），ADC 实际转换特性的码宽（ 1LSB）与 理想代码宽度之间的最大偏差，单位为 LSB。 5) 小信号带宽和全功率带宽 ADC 的模拟带宽是指输入扫描频率基波在 ADC 输出端用 FFT 分析得到的基波频谱下降到 3dB 处的带宽（不考虑谐波失真和噪声影响）。模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度 、湿度、位移、声音等非电信号。 外接 晶体引脚（ 2 个） XTAL1：外接晶振输入端（采用外部振荡器时，此引脚接地）。 ~：通用 I/O 引脚或数据低 8 位地址总线复用引脚。 EA/VPP：内、外存储器选择引脚 /片内 EPROM(或 Flatiron)编程电压输入引脚。 START：启动 A/D 转换，加正脉冲后 A/D 转换开始。 OE：输出允许信号， 输入高电平有效。 ALE:通道地址锁存允许信号，输入高电平有效。一般情况下， VREF+接 +5V,VREF接地。 （ 4）三态输出的锁存缓冲器 是 TTL 结构，负责输出转换的最终结果。 (2) 时钟信号的连接 ADC0809 必须外接时钟。 (3) 控制信号的连接 由于 ADC0809 的 ALE 和 START 均为正脉冲，而且基本同步，所以可以由80C51 的 和 WR“或非”而成。 （ 2） 初始化时，使 ST 和 OE 信号全为低电平。 （ 6） 当 EOC 变为高电平时，这时给 OE 为高电平，转换的数据就输出给单片机了 。延时时间取决于计算和调试而获得的 ADC 完成一次转换所需要的时间。 （ 3）查询法 查询法将 EOC 接至 80C51 的某端口 I/O 口线。 （ 3）判断 A/D 转换是否结束 （ 4）读取转换结果 A/D 转换完成后， EOC 端会发出一个正脉冲，接着执行“ MOVX A， DPTR”指令产生 RD 信号 ,使 OE 端有效 ,打开锁存器三态门 ,8 位数据就读入单片机中。 当三态门使能信号 OE 为低电平时，三态门导通，允许 Q1~Q8 输出， OE 为高电平时，输出悬空 。OE 为输出允许端；当 OE=“0”时，三态门打开；当 OE=“1”时，三态门关闭，输出呈高阻状态。 其中输入端 D1~D8 接至单片机的 P0 口，输出端 提供的是低 8位地址， G 端接至单片机的地址锁存允许信号 ALE。 25 结 论 通过这次比较完整的设计，使我们摆脱了单纯的理论知识学习状态，达到了理论与实践的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际设计问题的能力，同时，也提高了我们查阅文献资料 、设计手册、设计规范以及电脑制图等专业能力水平，而且通过整体的掌握对布局的取舍以及对细节的斟酌处理，都使我们能力得到了锻炼、经验得到了丰富，抗压能力以及耐力在不同程度上得到了提高，这是我们都想看到的也是我们进行毕业设计的目的所在。 李群芳： 单片机微型计算机与接口技术，电工业出版社。 2020 年 谢自美 .电子线路设计 最后我要向在百忙之中抽出时间对我的的论文进行审阅，评议和参与我的论文答辩的各位老师表示感谢 活动主题： 爱我校园，爱我家 活 动时间：第 2 周 活动目的： 增强学生热爱校园的思想感情。 活动形式： 队会形式 活动过程： 准备部分： 主持人宣布：各小队整队，报告人数。 辅导员引入：同学们这么爱自己的家，真懂事。 １、我们的校园有欣欣向荣的花草树木，有宣传画报，有公共游乐设施，美丽极了。 ④积极检举任何有损校园环境的行为。号召同学一定要行动起来，保护我们的家，保护地球，就从保护我们的校园开始做起。 32 中队长向辅导员报告，辅导员：“接受你的报告，批准你们的队会，并预祝队会圆满成功。 父母的恩情似海深，人生莫忘父母恩，请听一个动人的故事《小乌鸦爱妈妈》。 中队长“ 我们成长的路上 ， 浸透了爸爸妈妈辛勤的汗水，洒满了爸爸妈妈深情的爱 ， 爸爸妈妈教我们学说话学走路。（辅导员讲话 呼号） 活动主题：文明之花心中开 活动时间：第 4 周 活动目的：通过本次队会活动，培养学生从现在做起，从自我做起，从 点一滴做起，努力提高自己的文明修养，做一个新时期讲文明的孩子。 中队长向辅导员报告，辅导员：“接受你的报告，批准你们的队会，并预祝队会圆满成功。 男主持人：一个光辉灿烂的日照洒满大地。请欣赏相声《说话》 节目 2 男主持人：《说话》这个相声告诉我们，跟别人说话时可真得讲究点。 女主持人：优美的歌声引来三月百花开，少先队员采花来。让我们以热烈的掌声向他祝贺。 男主持人：我们是 21 世纪的主人，女主持人：我们要做 21 世纪文明人。 2 收集有关地球环保的诗歌、故事、小品等。 中队长向辅导员报告，辅导员：“接受你的报告，批准你们的队会，并预祝队会圆满成功。 主持人甲：地球妈妈爱我们。 各小队汇报调查情况。 主持人乙：我们扬州市政府的叔叔阿姨也作出了很大的努力，比如最近的整治运河工程。 主持人乙：欢迎辅导员讲话 辅导员： 队员们，今天的队活动搞得很好，祝贺大家。 中队长向辅导员报告，辅导员：“接受你的报告，批准你们的队会，并预祝队会圆满成功。 五、小话剧表演《客人来了》 六、主持人总结上两项活动情况 39 七、料理家务竞赛 八、活动总结，并号召学生礼貌待人、孝敬长辈，在活动中不断提高自己的各种能力。” 40 正式部分： 全体起立 出旗 敬礼 唱队歌 主持人讲话 一、 猜哑谜 在欢快的音乐声中传花，音乐停，花落谁手，谁抽签，照签中的内容表演哑谜，其余的同学根据表演猜出签上的内容。教育学生会自我约束，自我管理，爱惜劳动成果，养成节约的好习惯，树立节约光荣，浪费可耻的 观念。” 正式部分： 全体起立 出旗 敬礼 唱队歌 一、中队长主持宣布活动内容 二、采访组代表全班同学汇报，辅导员结合补充并讲解。 活动主题：与好书交朋友 活动时间：第 9 周 活动目的： 初步认识那些门类的图书是好书，懂得书籍是人类进步的阶梯，激发读好书的兴趣。 中队长向辅导员报告，辅导员：“接受你的报告，批准你们的队会，并预祝队会圆满成功。知道了买书要买健康向上的书，如 何识别好书。 44 主持人：最后请听《少年大学生施展》的故事。让学生在呵护绿地的过程中，进一步增强环境保护意识。精打细算即花钱少，不超过 10 元，愈少愈好，量力而行，不铺张浪费。 组织学生开展春游小行囊的评比活动。最后，回徐园经青果桥至瘦西湖东岸绿地休息，准备出园。 活动主题： 相互交往讲文明 活动时间：第 11 周 活动目的： 通过这次活动使学生知道社会人际交往中常用的文明规范，帮助学生从小养成良好的文明行为习惯。 —— 歌德 二、介绍人际交往中规范的文明行为 礼貌用语和问候 家庭中的文明礼貌行为 去别人家拜访和做客应注意做到几点 让路、问路、指路时应注意做到几点 在同人谈话时应注意做到 在各种公共场所应做到哪些 三、小结 47 我国是世界四大文明古国之一，素有“礼仪之邦”的美称，以上介绍的这些文明礼仪准则是我国历代劳动人民在生产和生活中逐步形成的。 活动准备： 排练小品，准备故事。” 正式部分： 全体起立 出旗 敬礼 唱队歌 活动过程： 一、演小品 导言 演出小品《拐骗落空》 组织讨论 小结 二、讲故事 学生讲《小勇抓坏蛋》的故事。 烫伤后的紧急处理办法。 活动形式： 队会形式 活动过程： 准备部分： 主持人宣布：各小队整 队，报告人数。 观察五颜六色的肥皂泡是怎样飞舞的，最后怎样了。过了一会儿，肥皂泡里的气冷了，肥皂泡就比空气重了，就会渐渐往下落。 活动准备： 废纸、清水、锅、盆子、木棒、细网筛、干毛巾等。 1． 我们大约要使用多少本书 ? 2． 我们大约要使用多少练习本 ? 3． 其他纸张的使用情况又怎样 ? 4． 如果把一个学期使用的纸叠起来，大约有多高 ? ，统计全班、全校纸张的使用情况，最后统计这些纸要消耗多少树木 ? 三、 制定节约用纸公约 想一想，节约用纸，我们能做些什么 ?我们来订一个节约用纸公约吧！ 1． 节约使用练习本，不要随便扔掉白纸，充分利用纸的空白处，用过一面的纸可以翻过来做草稿纸、便条或自制成笔记本使用，每一张纸都要尽量用到不能再写字 为止。 4． 不