基于51单片机的电阻测量毕业论文设计 - 图文(2)

2020-03-27 19:49

芜湖信息技术职业学院毕业论文(设计)

前言

单片机是一块集成有微处理器、存储器和输入输出接口电路的芯片。随着单片机技术的飞速发展,其应用领域非常广,几乎到了无孔不入的地步。智能化家用电器、商业营销设备、汽车电子产品等都离不开单片机。由于单片机只能处理数字信号,所以要先经过A/D把模拟量转换为数字量,在此我通过用A/D测电阻来研究A/D转换。

电阻是所有电子电路中使用最多的元件。直流情况下,电阻R按伏安特性定义,即R=U/I,其中U 为电阻两端的电压,I 为流过电阻的电流。交流情况下,电阻R按功率P来定义,即R=P/I的二次方。按所用测量仪表,电阻测量可分为伏安表法、三表法、欧姆表法和电桥法。

随着科技的发展,现在普遍使用数字式万用表测量电阻值。把模拟量以数字量的形式显示出来,涉及到A/D转换,由于单片机只能处理数字量,随着单片机行业的发展模数转换、数模转化也发展起来。我们通常用模数、数模转换集成块实现模数、数模转换,如ADC0809、DAC0832。

当用单片机测电阻时,要先用A/D把模拟量转换成数字量。 当用5.0V基准电压8位A/D时,能分辨的最小电压为19.5mV

当用2.5V基准电压8位A/D时,能分辨的最小电压为9.8mV 采样精度提高一倍,另外采用运放放大微弱的电压信号,再经单片机 采样精度又能提高一倍,所以用8位A/D也能达到1%的精度。 由于电阻受温度影响,所以为了提高测量精度,需要根据环境温度做出相应的补偿。

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研究单片机A/D的意义

STC89C58RC的功能介绍

STC89C58RC的管脚分布(如图1)

以在此以A/D测电阻为例来研究A/D转换。

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处理,A/D转换已经融入我们的生活,是我们生活不可缺少的一部分。所

由于单片机不能直接处理数字量,所以需要先经A/D转换为数字量再进行

科技发展,我们已进入数字化时代,然而数字量的处理离不开单片机,

图1 单片机引脚图

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模块 引脚号 9 18 19 共用 电路 20 29 30 31 40 1-8 I/O端口 10-17 21-28 32-39 串口 通信 IIC 通信 10 11 2 3 6 SPI 总线 7 8 12 中断 13 14 定时器 15

符号 RST XTAL2 XTAL1 GND PSEN ALE EA VCC P1.0-P1.7 P3.0-P3.7 P2.0-P2.7 P3.7-P3.0 RXD TXD SCL SDA MOSI MISO SCK INT0 INT1 T0 T1 功能 复位信号输入端 晶体振荡电路反相输入端和输出端 晶体振荡电路反相输入端和输出端 接地端 外ROM选读通信号 地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 内外ROM选择/片内EPROM编程电源 芯片电源,接+5V 8位并行端I/O端口 8位并行端I/O端口 8位并行端I/O端口 8位并行端I/O端口 串行口输入端 串行口输出端 串行时钟线 串行数据线 主机输出/从机输入信号 主机输入/从机输出信号 串行时钟 外部中断0 外部中断1 定时器0 定时器1 4

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STC89C58RC的外围资源(如图2)

1280字节SRAM8/16/32/64K字节 闪存内置系统ISP监控程序P4口地址0E8HINT2/P4.3INT3/P4.2P4口均可位寻址IAP看门狗P0P1四个8位并行端口P2P3E2PROMData FlashIAPSTC89C58微处理器低功耗高速(0-90M),高可靠掉电模式:<0.1uA ,空闲模式2mA集成MAX810专用复位电路A/D(高速)可做:键盘扫描电池电压检测掉电检测音频、频谱检测等UART(串口)3个定时器双数据指针A/D

图2 单片机的外围资源

芯片选择方案:

STC89C52芯片:低功耗、价格低、抗干扰强、宽电压、

8K的flash、2K的E2PROM

STC89C58芯片:低功耗、价格低、抗干扰强、宽电压、

32K的flash、16K的E2PROM

选择STC89C58的原因:由于控制器采用无字库液晶屏显示工作状态,程序编译完成后,生成的hex文件为24.9K。很显然8K的falsh满足不了要求,故选择STC89C58

单片机的结构单元

一个完整的单片机系统由两大部分组成:硬件部分和软件部分。硬件是组

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成单片机系统的物理实体;软件则是对硬件使用和管理的程序。单片机系统的硬件由单片机芯片和外部设备组成。而单片机芯片则包含微处理器(CPU)、存储器(存放程序指令或数据的ROM、RAM等),输入/输出(I/O口)及其他功能部件如定时/计数器、中断系统等,他们通过地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)连接起来,(如图3)

(DB)时钟CPU复位ROMRAM定时计数器中断系统I/O接口(AB)(CB)外部设备

图3 单片机结构单元

指令系统简介

计算机的指令系统是表征计算机性能的重要标志。80C51指令系统采用汇编语言指令,共有42种助记符来表示33种指令功能。这些助记符与操作数各种寻址方式相结合,共生成111条指令。按指令字节长度分,以字节指令49条,2字节指令47条,3字节指令15条。按指令执行时间分,又可分为1机周指令64条,2机周指令45条,4机周指令2条(乘法和除法)。按指令功能分类,可分为数据传送类(29条)、算术运算类(24条)、逻辑运算类(24条)、位操作类(12条)和控制转移类(22条)五大类指令。80C51指令系统具有存储效率高,执行速度快和使用方便灵活的特点。

数据传送类指令 1. 内RAM数据传送指令 2. 16位数据传送指令 3. 外RAM传送指令(4条) 4. 读ROM指令(2条) 5. 堆栈操作指令(2条) 6. 交换指令(5条) 算数运算类指令

1. 加法指令(不带Cy加法指令(4条) 带Cy加法指令(4条) ) 2. 减法指令(4条)

3. 加1减1指令(加1指令(5条) 减1指令(4条) )

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