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1、数字电压表的设计 课 程 设 计基于51数字电压表设计物理与电子信息学院电子信息工程 1、课程设计要求使用单片机AT89C52和ADC0832设计一个数字电压表，能够测量05V之间的直流电压值，两位数码显示.在单片机的作用下，能监测两路的输入电压值,用8位串行A/D转换器,8位分辨率，逐次逼近型，基准电压为 5V；能用两位LED进行轮流显示或单路选择显示,显示精度0。1伏。2、 硬件单元电路设计 AT89S52单片机简介 AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP（In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程
2、序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS 51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S52具有如下特点:40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器,256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级，2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口,看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 ADC0832模数转换器简介ADC0832
3、 是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小,兼容性强,性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。学习并使用ADC0832 可是使我们了解A/D转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。 图1芯片接口说明： CS_ 片选使能,低电平芯片使能. 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0 电位（地)。 DI 数据信号输入，选择通道控制。 DO 数据信号输出,转换数据输出。 CLK 芯片时钟输入. Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）. 单片机对ADC083
4、2 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端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的,所以电路设计时可以将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结束.此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK 输入时钟脉冲,DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。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2、3
5、个脉冲下沉之前DI端应输入2 位数据用于选择通道功能。当此2 位数据为“1”、“0时，只对CH0 进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1时，只对CH1进行单通道转换.当2 位数据为“0、 “0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN进行输入。当2 位数据为“0”、“1”时,将CH0作为负输入端IN，CH1 作为正输入端IN+进行输入。到第3 个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用,此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据D
6、ATA0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下沉输出DATD0。随后输出8位数据，到第19 个脉冲时数据输出完成,也标志着一次A/D转换的结束.最后将CS置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了.ADC0832时序图: 图二 数字电压表设计的结构框图和原理图AD转换部分AT89S52数码管显示部分时钟电路复位电路 图3 结构框图 图4 电路原理图 硬件电路实物图 图7 硬件实物图 器件清单 表1 器件清单所用器件名称型号及大小个数单片机开发板AT89S52一个滑动变阻器10K两个AD转换器ADC0832一个LED共阳两个跳线插口-若
7、干跳线若干3。 软件单元电路设计 数据处理子程序主要根据标度变换公式11,把0255十进制数转换为0。0V5.0V。 主程序#includereg52。hdefine ucharunsigned chardefineuintunsigned intsbitAD_CS = P11；sbitCLK = P12；sbitDIO = P10；uchar code table0=0x40,0x79，0x24,0x30,0x19，0x12，0x02,0x78，0x00,0x10，0x3f；/带小数点uchar code table1=0xc0，0xf9，0xa4，0xb0,0x99，0x92，0x82,0
8、xf8，0x80，0x90，0xbf;/不带小数点ucharRead_ADC（void）;void display(void)；void main（void)while(1） display（)；ucharRead_ADC(void）uchar i = 0；uchar Value1 = 0；uchar Value2 = 0；AD_CS = 1;/关掉AD；CLK = 0;DIO = 0；AD_CS = 0;/开启芯片DIO = 1；/开始位CLK = 0；CLK = 1； /上升沿DIO = 1；/单通道CLK =0；CLK = 1；DIO = 1;/通道选择位CLK = 0；CLK = 1;
9、DIO = 1;/空闲位为数据输出做好准备dio要为高CLK = 0；CLK = 1;for(i = 0；i 8 ；i+）/读第一次数据CLK = 1； /下降沿CLK = 0;if(DIO)Value1 |= 0x80 i；for(i = 0; i 8； i+）/读第二次数据if（DIO）Value2 = 0x01 i；CLK = 1；CLK = 0；AD_CS = 1;/关掉芯片if(Value1 = Value2)/数据校准return Value1;elsereturn 0x00；void display（void） uchar i = 0; uchar a,b； i = Read_A
10、DC（）； a=i*195/10000; /整数部分 b=i195/1000%10；/小数点后第一位 P0=table0a; P2=table1b； 4、课程设计总结通过这次设计，使我深入了解了AT89S52单片机和ADC0832（AD转换器）的结构和特点及数字电压表的工作原理，加深了对课本理论知识的理解，锻炼了实践动手能力，理论知识与实践设计相结合,培养了创新开发的思维。在此次课程设计中,收获知识的同时,我还收获了阅历.在此过程中，我们通过查找资料，请教老师,以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力,在各种其它能力上也都有了提高。 在此，非常感谢老师的帮助,没有老师的细心讲解,我们的成功会大打折扣。 10