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1、直流数字电压表设计实验报告优质资料(可以直接使用，可编辑 优质资料，欢迎下载）洛阳理工学院实验报告系部计算机系班级B140502学号B14050226姓名韩亚辉课程名称单片机原理及应用实验日期2021/6/1实验名称直流数字电压表设计成绩实验目的：掌握LED 动态显示和A/D转换接口设计方法。实验条件：装有Keil u Vision3编译软件和ISIS 7Professional仿真软件的电脑。一、实验要求：（1） 数码管动态显示编程；（2） A/D转换查询法编程；（3） 考察延时量对动态显示效果的影响。二、实验步骤：（1） 提前阅读与实验7相关的阅读材料；（2） 参照实验原理图，在ISIS中
2、完成电路原理图的绘制；（3） 采用uVision3进行C51动态显示和A/D转换的编程及调试；三、运行结果：仿真运行截图如下图所示：四、实验程序代码：#include sbit _clk=P24;sbit ALE=P25; sbit _st = P25; /定义AD启动位,_stsbit _eoc = P26; /定义AD结束位,_eocsbit _oe = P27; /定义AD使能位,_oesbit led0 = P23; /定义数码管最低位,led0 sbit led1 = P22;/定义数码管第二位,led1 sbit led2 = P21;/定义数码管第三位,led2 unsigned
3、 char ad_result=0; /定义AD转换结果变量,ad_resultunsigned char table = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/定义十进制显示字模数组,table void delay(unsigned int time) /延时函数unsigned int j = 0; for(;time0;time-)for(j=0;j125;j+); void disp(void)/显示函数led2=0;/第三位位码清0P0=tablead_result/100; /输出第三位的字模delay(10); /
4、延时10ms led2=1; /第三位位码置1led1=0; /第二位位码清0P0=table(ad_result/10)%10; /输出第二位的字模delay(10);/延时10ms led1=1; /第二位位码置1led0=0; /最低位位码清0P0=tablead_result%10; /输出最低位的字模delay(10); /延时10ms led0=1; /最低位位码置1 void main(void) TMOD = 0x02; TH0 = 206; TL0 = 206; TR0=1; EA=1; ET0=1; ALE=0; ALE=1; while(1) _st=0;_st=1;_s
5、t=0; /模拟启动时序，发出启动AD转换脉冲while(!_eoc);/查询EOC标志,若EOC=0，原地等待_oe=1; /若EOC=1，使能OE置1ad_result=P1; /读取AD转换结果_oe=0; /使能OE置0disp();/动态显示函数调用void Timer0_INT() interrupt 1 _clk = !_clk; 实验总结：这次实验中间遇到了一些困难，刚开始无法程序无法运行，自己没有找到错误，后来通过向同学请教才找到了错误。之后在里边加入了中断才能顺利仿真。通过这次实验自己对于单片机的了解更加深了一步，同时也了解到了自己的短处，感觉收获很大。淮 阴 工 学 院数
6、字电子技术课程实验期末考核2021-2021学年第2学期实验名称：电子秒表电路的设计 班 级：学 号：姓 名：学 院：电子与电气工程学院专 业：自动化系 别：自动化指导教师：数字电子技术实验指导教师组成 绩：2021年07月电子秒表电路的设计一、实验目的1 .学习数字电路中基本RS 触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。 2 .学习电子秒表的调试方法。二、实验原理图11 1 为电子秒表的电原理图。按功能分成四个单元电路进行分析。1.基本RS 触发器 图11 1 中单元I 为用集成与非门构成的基本RS 触发器。属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能 。
7、它的一路输出作为单稳态触发器的输入，另一路输出Q 作为与非门5 的输入控制信号。 按动按钮开关K2 （接地），则门1 输出 1 ；门2 输出Q 0 ，K2 复位后Q 、状态保持不变。再按动按钮开关K1 , 则Q 由0 变为1 ，门5 开启, 为计数器启动作好准备。 由1 变0 ，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。 基本RS 触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。2.时钟发生器 图11 1 中单元为用555 定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。调节电位器 RW ，使在输出端3 获得频率为50HZ 的矩形波信号，当基本RS 触发器Q 1 时，门5 开启，此时50HZ 脉冲信号
8、通过门5 作为计数脉冲加于计数器的计数输入端CP2 。 图11-2 单稳态触发器波形图图113 74LS90引脚排列3.计数及译码显示 二五十进制加法计数器74LS90 构成电子秒表的计数单元，如图11 1 中单元所示。其中计数器接成五进制形式，对频率为50HZ 的时钟脉冲进行五分频，在输出端QD 取得周期为0.1S 的矩形脉冲，作为计数器的时钟输入。计数器及计数器接成8421 码十进制形式，其输出端与实验装置上译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.1 0.9 秒；1 9 秒计时。 注：集成异步计数器74LS90 74LS90是异步二五十 进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作
9、五进制和十进制加法计数器。 图11 3 为74LS90 引脚排列，表11 1 为功能表。 通过不同的连接方式，74LS90 可以实现四种不同的逻辑功能；而且还可借助R0 (1) 、R0 (2) 对计数器清零，借助S9 (1) 、S9 (2) 将计数器置9 。其具体功能详述如下： (1)计数脉冲从CP1 输入，QA 作为输出端，为二进制计数器。 (2)计数脉冲从CP2 输入，QD QC QB 作为输出端，为异步五进制加法计数器。(3)若将CP2 和QA 相连，计数脉冲由CP1 输入，QD 、QC 、QB 、QA 作为输出端，则构成异步8421 码十进制加法计数器。 (4)若将CP1 与QD 相连
10、，计数脉冲由CP2 输入， QA 、QD 、QC 、QB 作为输出端，则构成异步5421 码十进制加法计数器。 (5)清零、置9 功能。 a) 异步清零 当R0 (1) 、R0 (2) 均为“1 ”；S9 (1) 、S9 (2) 中有“0 ”时，实现异步清零功能，即QD QC QB QA 0000 。 b) 置9 功能 当S9 (1) 、S9 (2) 均为“1 ”；R0 (1) 、R0 (2) 中有“0 ”时，实现置9 功能，即QD QC QB QA 1001 。表11-1输 入 输 出 功 能 清 0 置 9 时 钟 QDQCQBQAR0(1)R0(2) S9 (1)S9(2) CP1CP2
11、11000000清 0 00111001置 9 0 00 0 1QA输 出 二进制计数 1QD QC QB输出 五进制计数 QAQD QC QB QA输出8421BCD 码 十进制计数 QDQA QD QC QB输出5421BCD 码 十进制计数 1 1不 变 保 持 三、实验仪器1.5V 直流电源 2 .双踪示波器 3.直流数字电压表4 .数字频率计 5.单次脉冲源6 .连续脉冲源 7.逻辑电平开关8 .逻辑电平显示器 9.译码显示器1074LS00 2、555 1、74LS90 311.电位器、电阻、电容若干 四、实验内容由于实验电路中使用器件较多，实验前必须合理安排各器件在实验装置上的位
12、置，使电路逻辑清楚，接线较短。 实验时，应按照实验任务的次序，将各单元电路逐个进行接线和调试，即分别测试基本RS 触发器、时钟发生器及计数器的逻辑功能，待各单元电路工作正常后，再将有关电路逐级连接起来进行测试，直到测试电子秒表整个电路的功能。 这样的测试方法有利于检查和排除故障，保证实验顺利进行。 1.基本RS 触发器的测试 将图1 的两个输出端接逻辑电平显示，按动按钮开关K2 （接地），记下Q 和的值，按动按钮开关K1 , Q 和的值。 2.时钟发生器的测试 用示波器观察输出电压波形并测量其频率，调节RW ，使输出矩形波频率为50Hz 。 3.计数器的测试 3.1 计数器接成五进制形式，RO
13、 (1) 、RO (2) 、S9 (1) 、S9 (2) 接逻辑开关输出插口，CP2 接单次脉冲源,CP1 接高电平“1 ”，QD QA 接实验设备上译码显示输入端D 、C 、B 、A, 按表11 1 测试其逻辑功能，记录之。 3.2 计数器及计数器接成8421 码十进制形式，同内容（1 ）进行逻辑功能测试。记录之。 3.3 将计数器、级连，进行逻辑功能测试。记录之。 4.电子秒表的整体测试 各单元电路测试正常后，按图11 1 把几个单元电路连接起来，进行电子秒表的总体测试。 先按一下按钮开关K2 ，此时电子秒表不工作，再按一下按钮开关K1 ，则计数器清零后便开始计时，观察数码管显示计数情况是
14、否正常，如不需要计时或暂停计时，按一下开关K2 ，计时立即停止，但数码管保留所计时之值。 5.电子秒表准确度的测试 利用电子钟或手表的秒计时对电子秒表进行校准。 五、实验调试在电路调试过程中，刚开始由于555构成的多谐振荡器出现了一定的问题，脉冲信号不能成功输出，显示器停留在0不显示，最后下调整了555定时器的参数，使秒表正常运行。在整个电路调试过程中可以发现，理论计算出的值在实际运行中还是误差很大，需要在实际调试中试出最恰当的电阻和电容值。接线和调试时，应将各单元电路逐个进行接线和调试，即分别测试基本RS触器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器、译码显示电路等逻辑功能，待各单元电路工作正常后，
15、再将有关电路逐级连接起来进行测试，直到测试电子秒表整个电路的功能。这样的模块化测试方法有利于检查和排除故障，是调试电路的常用方法。六、实验总结通过本次课程设计，我了解数字秒表的主体电路组成及工作原理，熟悉了集成电路及有关电子元器件的使用，学习和掌握数字电路中基本RS触发器、计数、译码显示等单元电路的综合应用。首先是74LS90的功能，懂得实际应用上，应用串行和并行方式进行连接电路实现计数器的级联电路，进一步可以利用多片芯片设计各进制的计数电路。通过设计重启和停止，启动计数键，我更好的理解了74LS90各引脚的功能和用法。在利用555产生时钟信号时，我也学会了用这个芯片输出不同的频率的信号。通过
16、这次实验我对数字电子技术有了更进一步的熟悉， 加深了我对理论知识的理解，增强了个人的动手能力，巩固了所学知识，也使我们把理论与实践从真正意义上结合起来。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
17、片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，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1
18、6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 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。 D
19、O 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
20、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
21、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DATA0，一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
22、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1-1，把0255十进制数转换为0.0V5.0V。主程序#include#define ucharunsigned char#defineuintunsigned intsbitAD_CS = P11;sbitCLK = P12;sbitDIO = P10;uchar code table0=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0x3f;
23、/带小数点uchar code table1=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf;/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
24、升沿DIO = 1;/单通道CLK =0;CLK = 1;DIO = 1;/通道选择位CLK = 0;CLK = 1;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 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 = Re
25、ad_ADC(); a=i*195/10000; /整数部分 b=i*195/1000%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。