基于at89c52单片机的双路数字电压表设计(编辑修改稿)

基于at89c52单片机的双路数字电压表设计(编辑修改稿)内容摘要：

6 此一个状态周期包含 2 个振荡周期。 机器周期： 1 个机器周期由 6 个状态周期 12 个振荡周期组成，是计算 机执行一种基本操作的时间单位。 指令周期：执行一条指令所需的时间。 一个指令周期由 14 个机器周期组成，依据指令不同而不同 . 复位电路 当 MCS51 系列 单片机的复位引脚 RST（全称 RESET）出现 2 个机器周期以上的高电平时，根据应用要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和上电或开关复位。 上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。 上电或开关复位要求电源接通后，单片机自动复位，并且在单片机运行期间，用开关操作也能使单片机复位。 上电后，由于电容 C3 的充电和反相门的作用，使 RST 持续一 段时间的高电平。 当单片机已在运行当中时，按下复位键 K 后松开，也能使 RST 为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。 单片机的复位操作使单片机进入初始化状态，其中包括使程序计数器 PC＝ 0000H，这表明程序从 0000H 地址单元开始执行。 单片机冷启动后，片内 RAM 为随机值，运行中的复位操作不改变片内 RAM 区中的内容， 21 个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值。 系统复位是任何微机系统执行的第一步，使整个控制芯片回到默认的硬件状态下。 51单片机的复位是由 RESET 引脚来控制的，此引脚与高电平相接超过 24 个振 荡周期后， 51单片机即进入芯片内部复位状态，而且一直在此状态下等待，直到 RESET 引脚转为低电平，若为高电平则执行芯片内部的程序代码，若为低电平便会执行外部程序。 51 单片机在系统复位时，将其内部的一些重要寄存器设置为特定的值，至于内部 RAM内部的数据则不变。 RESPACK8 的简介 RESPACK8 是带公共端的 8 电阻排 ， 一般是接在 51 单片机的 P0 口 ，因为 P0 口内部没有上拉电阻，不能输出高电平，所以要接上拉电阻。 排阻 RESPACK8 接单片机的作用是：加排阻增加电流，在电流不足的情况下起驱动作用。 排阻就是很多电阻连载一起，它们有一个公共端接 Vcc 或地，看是上拉还是下拉，其他接所需操作的端口。 74LS164 的简介 74LS164 是 8 位串行，并出移位寄存器。 7 其使用方法： 数据通过两个输入端（ DSA 或 DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。 两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。 其引脚图如图 23 所示： 图 23 74LS164 引脚图 ADC0832 简介 ADC0832 是一种 8 位分辨率、双通道的 A/D 转换芯片。 它具有体积小，兼容性强，性价比高等优点。 ADC0832 是 8 引脚双列直插式双通道 A/D 转换器，能分别对两路模拟信号实现模 /数转换，可以用在单端输入方式和差分方式下工作。 ADC0832 采用串 行通信方式，通过DI 数据输入端进行通道选择、数据采集及数据传送。 8 位的分辨率（最高分辨可达 256 级），可以适应一般的模拟量的转换要求，其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在 0～ 5V 之间。 具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。 独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变得更加方便。 ADC0832 的控制原理 正常情况下 ADC0832 与单片机的接口应为 4 条数据线，分别是 CS、 CLK、 DO、 DI。 但由于 DO 端和 DI 端在通信时并未同时使用并与单片机的接口是双向的 ，所以在 I/O 口资源紧张时可以将 DO 和 DI 并联在一根数据线上使用。 当 ADC0832 未工作时其 CS 输入端应为高电平，此时芯片禁用， CLK 和 DO/DI 的电平可任意。 当要进行 A/D 转换时，须先将 CS 使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全为止。 此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟（ CLK）输入端输入时钟脉冲， DO/DI 端则使用 DI 端输入通道功 8 能选择的数据信号。 在第 1 个时钟脉冲的下沉之前 DI 端必须是高电平，表示启始信号。 在第 3 个脉冲下沉之前 DI 端应输入数据用于选择功能。 ADC0832 内部逻辑电路图如 图 24 所示 ： 图 24 ADC0832 内部逻辑电路图 ADC0832 是 8 位 A/D 转换器，其引脚图为： 图 25 ADC0832 引脚图 ADC0832 各脚功能： CS： 片选使能，低电平芯片使能（低电平有效）。 CH0： 模拟输入通道 0，或作为 IN+/使用。 CH1：模拟输入通道 1，或作为 IN+/使用。 GND：芯片参考零电位（地）。 DI：数据信号输入，选择通道控制。 9 DO：数据信号输出，转换数据输出。 Vcc：电源输入及参考电压输（复用）。 CLK：芯片时钟信号输入端。 .. ADC0832 应用说明 ：（ 1） ADC0832 内部带有输出锁存器，可以与 AT89C52 单片机直接相连。 （ 2） 初始化时，使 CS 信号为低电平。 （ 3） 送要转换的哪一通道的地址到 CH0、CH1 端口上。 （ 4） 数据信号输入通道选择要接 DI 端口。 （ 5） 数据转换输出接 DO 端口，当 DO 为高电平，转换的数据就输出给单片机了。 数码管显示原理 LED 是 Light Emiting Diode（发光二极管）的缩写，发光二极管是能将电信信号转换为光信号的电致发光器件。 由条形发光二极管组成“ 8”字形的显 示器，也成数码管。 数码管实际上是由 7 个发光管组成 8 字形构成的，加上小数点就是 8 个。 我们分别把他命名为 A,B,C,D,E,F,G,H。 通过数码管中发光二级管的亮暗组合，可以显示多种数字、字母以及其他符号。 数码管在单片机应用系统中主要用于显示单片机的输出数据和状态等。 LED 显示器为发光二极管构成的显示器件。 常用的 LED 显示器有两种供应状态，既共阴极 LED 与共阳极LED，如下图 26 所示： (a)符号和引脚 (b)共阴极接法 （ c） 共阳极接法 图 26 8 段 LED 显示器 其中引脚图的两个 COM 端连在一起，是公共端，共阴数码管要将其接地，共阳数码 10 管要接正 5 伏电源。 如果让数码管显示数字 0，那么共阴数码管的字符 编码为 00111111，即 0x3f；共阳数码管的字符编码为 11000000，即 0xc0。 可以看出正好相反。 如 27 所示： （ a） 共阴极 （ b） 共阳极 图 27 共阴极和共阳极的数码管显示 3 系统总体方案及硬件设计 设计目的及要求 设计目的 运用单片机的基础知识，依据课程设计内容，综合所学课程，能够完成从硬件电路图设计，掌握工程设计方法，开发及设计工具的使用方法，完成课程设计，加深对单片机知识的理 解，并灵活运用，将各门知识综合利用。 通过这一设计实践过程，锻炼学生的动手能力和分析，解决问题的能力。 设计任务及要求 设计电压表并实现简单测量。 具有以下基本功能： （ 1）可以测量 0~5V 的 8 路输入电压值； （ 2）可在四位 LED 数码管上轮流显示； （ 3）测量最小分辨率为 ； （ 4）测量误差约为 177。 ； （ 5）带有一定的扩展功能； 系统框图 双路数字电压表主要包括单片机控制系统、电压值显示模块、按键控制模块。 单片机 11 控制系统主要由 AT89C52 来完成。 电压值显示模块是输出的数字信 号通过 74LS164 和八路驱动电路输送到 4 位 LED 数码管显示。 按键的功能是切换两路电路的。 其总的系统框图如图 31 所示： 图 31 双路数字电压表系统框图 对于该系统原理是电源部分提供整个系统的电能，单片机部分控制系统，显示部分显示测量结果以及模式状态，模数转换采集电压以及电阻值发送到单片机。 系统总原理图 图 32 系统总原理图 AT89C51 74LS164 电源 LED 数码显示 ADC0832 电源 AD 采样 键盘 12 4 程序流程图 本设计采用汇编语言编写，是一种以单片机为核心的电压。