辽 宁 工 业 大 学
单片机原理及接口技术 课程设计(论文)
题目: 数字电流表设计
院(系): 新能源学院 专业班级: 电气142 学 号: 学生姓名: 指导教师: (签字) 起止时间: 2015.06.22-2015.7.05
本科生课程设计(论文)
课程设计(论文)任务及评语
院(系):新能源学院 教研室:电气工程及其自动化教研室 学 号 课程设计(论文)题目 学生姓名 专业班级 电气142 数字电流表设计 电流测量范围:0~5 A;测量精度:0.5%;量程自动切换;采用LED显示;可用现场提供的220 V交流电源。 设计任务: 1. CPU最小系统设计(包括CPU选择,晶振电路,复位电路) 2. 电流检测电路设计 3. 显示电路及电源电路设计 4 程序流程图设计及程序清单编写 技术参数: 1.电流测量范围0~5 A,工作电源220V 2.测量精度:0.5% 设计要求: 1、分析系统功能,尽可能降低成本,选择合适的单片机、AD转换器、输出电路等; 2、应用专业绘图软件绘制硬件电路图和软件流程图; 3、按规定格式,撰写、打印设计说明书一份,其中程序开发要有详细的软件设计说明,详细阐述系统的工作过程,字数应在4000字以上。 第1天 第2天 第5天 第6天 第7天 查阅收集资料 总体设计方案的确定 电流检测电路设计 显示电路及电源电路设计 程序流程图设计 课程设计(论文)任务 第3-4天 CPU最小系统设计 进度计划 第8天 软件编写与调试 第9天 设计说明书完成 第10天 答辩 指导教师评语及成绩 平时: 论文质量: 答辩: 总成绩: 指导教师签字: 年 月 日 注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
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摘 要
此次设计提出了用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个简易的数字电流表,设计的系统实用性强,操作性强,实现了智能化,数字化。
它的功能是实现待测电路的电流值数字化显示,将数字电流表链接到待测电路中,通过运算放大器将待测电路电压值转换成电流值传出给数模转换器,通过数模转换器将数字信号传输给单片机,单片机将测量的结果传送给数码显示器,显示器将测量数值显示出来便可直接读出待测电路的电流值,测量值以数字显示更直观,而且可以随时监测电路中电流变化情况。
关键词:单片机;数模转换;数码显示
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目 录
第1章 绪论 ............................................................................................................ 1
1.1 数字电流表概况 ...................................................................................... 1 1.2 本文研究内容 .......................................................................................... 1 第2章 CPU最小系统设计 ..................................................................................... 2
2.1 数字电流表总体设计方案 ...................................................................... 2 2.2 CPU的选择 ............................................................................................... 2 2.3 数据存储器扩展 ...................................................................................... 4 2.4 复位电路设计 .......................................................................................... 5 2.5 时钟电路设计 .......................................................................................... 6 2.6 CPU最小系统图 ....................................................................................... 7 第3章 电流检测电路设计 .................................................................................... 8
3.1 传感器的选择 .......................................................................................... 8 3.2 A/D转换电路设计 ................................................................................... 9
3.2.1 A/D转换器选择 ........................................................................... 9 3.2.2 模拟量检测接口电路图 ............................................................ 10 3.2.3 LED动态显示介绍 ..................................................................... 10 3.2.4 LED显示电路硬件连线图 ......................................................... 11
3.3人机对话接口电路设计 ................................................................................. 11
3.4电源电路设计 ......................................................................................... 12 第4章 数字电流表软件设计 .............................................................................. 13
4.1 软件实现功能综述 ................................................................................ 13
4.1.1 任务总体流程图设计 ................................................................ 13 4.1.2 模拟量检测子程序流程图设计 ................................................ 14 4.1.3 单片机处理流程图设计 ............................................................ 14
第5章 系统设计与分析 ...................................................................................... 16
5.1系统原理图 ............................................................................................. 16 5.2 系统原理综述 ........................................................................................ 16 第6章 课程设计总结 .......................................................................................... 18 参考文献 ................................................................................................................ 19
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第1章 绪论
1.1 数字电流表概况
数字电流表表具有变送、LED显示和数字接口等功能.通过对电网中各参量的交流采样。经CPU进行数据处理。将三相电流参数、频率等电参量由LED直接显示,同时输出0~5V、0—20mA或4—20mA相应的模拟电量,与远动装置RTU相连;并带有RS--232或485接口.与微机进行数据交换;具有设置显示倍率、多路变送、多量显示的组合功能。按信号形式分:电流表、电压表、频率表、温度表、功率表。按被测量的数目:单点表、多点表。按功能分:单纯显示、显示报警表、显示变送表、显示通讯表、显示记录表、多功能表等,以满足不同用户的使用要求。
1.2 本文研究内容
随着微电子技术的迅速发展和超大规模集成电路的出现,特别是单片机的出现,正引起测量、控制仪表领域新的技术革命。采用单片机作为测量仪器的主控制器,这种以单片机为主体的新型智能仪表将计算机与测量控制技术结合在一起,在测量工程自动化,测量结果所举处理以及功能的多样化方面取得了巨大的进步。
基于单片机的智能综合仪表是基于智能化、数字化、网络化、新一代智能仪表的设计理念,采用智能调理、灵巧总线、工业网络、液晶显示、电子储存技术、综合指示仪表、调节仪表、计算仪表与记录仪表功能。具有高测量控制精度、工可靠性稳定性的特点。
通过数字电流表的设计方案,掌握了C语言的编程方法,并熟练的运用AT89C51单片机定时器以及ADC0808将模拟电流量转变为数字量然后在液晶显示屏上直接显示数字的电流值。
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第2章 CPU最小系统设计
2.1 数字电流表总体设计方案
本文将设计数字电流表,数字电流表的过程原理图如下:
采样电流
A/D转换
单片机处理
LED显示
图2.1 过程层原理框图
采样电流部分:对待检测的电流信号进行采样,同时,由于考虑到AD转换需要输入电压信号,因此将电流信号经过集成运算放大器转化成电压信号后,再输入到AD转换器中。
AD转换部分:采用ADC0809进行模数转换,并用74LS373锁存。AD转换是整个设计的核心部分,它涉及到精度的控制,以及数据的转换。
单片机计算部分:由ADC0809转换后的数字量通过I/O口传送到89C51单片机中,通过计算得到的电压数值,推算出被检测电流的数值,并将数值传送到LED显示模块。
LED显示部分:89C51控制8位数码管,将计算后得到的结果在LED上显示。
2.2 CPU的选择
AT89C51是一可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压微处理器,俗称单片机。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
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U1123456781312151431191891716P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWRRXDTXDALE/PPSEN1011302989C51P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728本科生课程设计(论文)
图2.2 89C51单片机引脚图
89C51引脚图如图2.2所示,具体各管脚功能如下: 1、电源引脚VSS和VCC VCC(40):电源端。 VSS(20):接地端。
2、外接晶体引脚XTAL1和XTAL2
XTAL1(19):反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2(18):来自反向振荡器的输出。
3、控制信号引脚RESET、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP
RST(9):复位输入,高电平有效。当振荡器工作时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG(30):地址锁存允许信号。此频率为振荡器频率的1/6。ALE信号可以用作对外输出的时钟或定时信号。需要注意的是,每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。在对89C51片内4KB Flash ROM编程(固化)时,此引脚用于输入编程脉冲PROG。 PSEN(29):外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的PSEN信号将不出现。 EA/VPP(31):当EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,EA将内部锁定为RESET;当EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
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4、输入输出引脚P0口、P1口、P2口、P3口
P0口(32~39):P0口为一个8位双向三态I/O口。在访问外部存储器时,可分时用作低8位地址线和8位数据线;在Flash ROM编程时,它输入指令字节,而在验证程序时,则输出指令字节。P0口可驱动8个LSTTL门电路。
P1口(1~8):P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,在Flash ROM编程时,它接收低8位地址。P1口缓冲器能接收输出4个LSTTL门电路。
P2口(21~28):P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
P3口(10~17):P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为89C51的一些特殊功能口,如下表所示:
表2.1 P3口的第二功能 口线 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD TXD 名称 串行数据接收端 串行数据发送端 外部中断0申请输入端 外部中断1申请输入端 定时器0计数输入端 定时器1计数输入端 外部RAM写选通 外部RAM读选通 INT0 INT1 T0 T1 WR RD 2.3 数据存储器扩展
89C51片内有128B的RAM存储器,在实际应用中仅仅依靠这128B的数据存储器是远远不够的。这种情况下可利用89C51单片机所具有的扩展功能,扩展外部数据存储器。89C51单片机最大可扩展64KB RAM。
单片机采用89C51,地址锁存器采用74ALS373,数据存储器采用6264。 74ALS373为三态输出的八D透明锁存器,它带有清除端,只有清除端CLRAR
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为高电平时,才具有锁存功能,锁存控制端为11脚CLK,且为上升沿锁存。当允许控制端OE为低电平时,Q0~Q7为正常逻辑状态,可用来驱动负载或者总线。当OE为高电平时,Q0~Q7呈高阻态,即不驱动总线,也不为总线负载,但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端LE为高电平时,Q随数据D而变。当LE为低电平时,D被锁存在已建立的数据电平。
6264数据存储器,是8K×8位静态随机存储器,采用CMOS工艺制造,单一+5V电源供电,额定功耗200mW典型存取时间200ns,为28线双列直插式封装。 U189C51U274ALS373U3123456781312151431191891716P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWRRXDTXDALE/PPSEN10113029P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728347813141718D0D1D2D3D4D5D6D7OELEQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q725691215161910987654325242123222272620111A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12OEWECS2CS16264D0D1D2D3D4D5D6D71112131516171819 图2.3 扩展数据存储器硬件接线图
2.4 复位电路设计
复位电路就是利用它把电路恢复到起始状态。为确保微机系统中电路稳定可靠工作,复位电路是必不可少的一部分,复位电路的第一功能是上电复位。一般危机电路正常工作需要供电电源为5V±5%,即4.75~5.25V。由于微机电路是时序数字电路,它要稳定的时钟信号,因此在电源上电时,只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时,复位信号才被撤出,微机电路开始正常工作。
复位电路工作原理如图2.4所示,VCC上电视,电容器C充电,在10K电阻上出现电压,使得单片机复位;几个毫秒之后,C充电完成,10K电阻上电流降为0,电压也为0,使得单片机进入工作状态。工作期间,按下S,电容器C放点,S松手后循环上述过程。
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U11234567813121514S131C310uFR11KR210K191891716P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWR89C51RXDTXDALE/PPSEN10113029本科生课程设计(论文)
P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728VCC 图2.4 复位电路硬件连线图
2.5 时钟电路设计
时钟电路是单片机系统的核心部分之一,它可以简单定义成如下两点: (1)这是产生像时钟一样准确的振荡电路。
(2)单片机系统内,任何工作都按时间顺序。用于产生这个时间的电路部分就是时钟电路。
51单片机最小系统晶振Y1也可以采用6MHz或者11.0592MHz,在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振,51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度,频率越大处理速度越快,本课题中选择晶振频率为12MHz,电容C1、C2均为33pF。
时钟电路一般由晶体振荡器、晶振控制芯片和电容组成。其硬件连线如图所示:
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U112345678131215143133pFY112MHzC2171633pF19189P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWR89C51RXDTXDALE/PPSEN10113029P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728C1 图2.5 时钟电路硬件连线图
2.6 CPU最小系统图
在经过数据存储器扩展、复位电路设计、时钟电路设计后,构成了单片机最小系统硬件电路图,如图2.6:
VCCS1U189C5112345678131215143133pFY112MHzC2171633pF19189P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWRRXDTXDALE/PPSEN10113029P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728347813141718U274ALS373D0D1D2D3D4D5D6D7OELEU325691215161910987654325242123222272620A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12OEWECS2CS16264D0D1D2D3D4D5D6D71112131516171819R11KC310uFR210KQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q711C11 图2.6 单片机最小系统硬件连线图
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第3章 电流检测电路设计
3.1 传感器的选择
由于ADC0809只能将电压的模拟量信号转变为数字量信号,所以要将待测的电流信号转换成电压信号,本文采用集成运算放大器,具体电路如图3.1所示:
I待测R10R21kAR1AR2VoR110R00.05 图3.1 电流、电压信号转换
待测电流经分压电阻R流入一个阻值很小的电阻R0(0.01Ω),R0另一端接地,R0则会产生一个微弱的电压信号,输入由运放AR1、R1、R2构成的比例放大电路中,则有
R21kVAR1??Vi??Vi??100Vi
R110此时的电压与输入电压反相,故将Var1通过AR2进行反相,则输出的Vo=100Vi
这样,就将待测的电流信号成功转化成了电压信号。
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3.2 A/D转换电路设计
3.2.1 A/D转换器选择
结合任务书要求,对A/D转换器进行了选择,选定使用ADC0809 A/D转换器。ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道,8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
其主要特性如下:
1)8路输入通道,8位A/D转换器,即分辨率为8位。 2)具有转换起停控制端。
3)转换时间为100μs(时钟为640kHz时),130μs(时钟为500kHz时) 4)单个+5V电源供电
5)模拟输入电压范围0~+5V,不需零点和满刻度校准。 6)工作温度范围为-40~+85摄氏度 7)低功耗,约15mW。
在工作过程中,ADC0809首先输入3位地址,并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。
下降沿启动 A/D转换,之后EOC输出信号变低,指示转换正在进行。直到A/D转换完成,EOC变为高电平,指示A/D转换结束,结果数据已存入锁存器,这个信号可用作中断申请。
当OE输入高电平 时,输出三态门打开,转换结果的数字量输出到数据总线上。
转换数据的传送 A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成,因为只有确认完成后,才能进行传送。为此可采用下述三种方式。
(1)定时传送方式
对于一种A/D转换器来说,转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809转换时间为128μs,相当于6MHz的MCS-51单片机共64个机器周期。可据此设计一个延时子程序,A/D转换启动后即调用此子程序,延迟时间一到,转换肯定已经完成了,接着就可进行数据传送。
(2)查询方式
A/D转换芯片由表明转换完成的状态信号,例如ADC0809的EOC端。因此可以用查询方式,测试EOC的状态,即可确认转换是否完成,并接着进行数据传送。
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(3)中断方式
把表明转换完成的状态信号(EOC)作为中断请求信号,以中断方式进行数据传送。
不管使用上述哪种方式,只要一旦确定转换完成,即可通过指令进行数据传送。首先送出口地址并以信号有效时,OE信号即有效,把转换数据送上数据总线,供单片机接受。
3.2.2 模拟量检测接口电路图
U?NOTU?1234567813121514311918+5VGND91716P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWR8051RXDTXDALE/PPSEN10113029P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728347813141718U?1069U?74LS373D0D1D2D3D4D5D6D7OELE+5VCLOCKSTARTENABLEALEref(+)ref(-)121622Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q72569121516192324257171415818192021IN-7ADD-CADD-BADD-AEOCIN-4lsb2-82-72-62-52-42-32-2msb2-1ADC0809I待测IN-3IN-2IN-1IN-0IN-6IN-554321282726U?U?111R10R21kNANDU?NORU?R110AR1AR2VoNORU?NOTU?R00.01NORNOT 图3.2 模拟量检测接口电路
模拟量检测接口电路如图3.2所示,输入电压信号经ADC0809转换后输出到89C51单片机中,以进行下一步的计算。
3.2.3 LED动态显示介绍
所谓动态显示,就是一位一位地轮流点亮显示器的各个位(扫描),对于显示器的每一位而言,每隔一段时间点亮一次。显示器的亮度既与导通电流有关,也与点亮时间和间隔时间的比例有关。
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在多位LED显示时,为了简化电路,降低成本,通常将所有位的段选线并联在一起,由一个8位I/O口控制,形成段选线的多路复用。而各位的共阴极点或共阳极点分别有相应的I/O口线控制,实现各位的分时选通。
8位LED动态显示电路只需要两个8为I/O口。其中一个控制段选码,另一个控制位选。由于所有位的段选码皆由一个8位I/O口控制,因此,在每个瞬间,8位LED可能显示相同的字符。要想每位显示不同的字符,必须采用扫描显示方式,即在一瞬间只使某一位显示相应字符。再次瞬间,段选码由控制I/O口输出相应字符电平,位选I/O口输出位选码(共阴极送低电平、共阳极送高电平)以保证该位显示的相应字符。如此轮流,使每位显示该位应显示字符,并延时一段时间,以造成视觉暂留效果。
3.2.4 LED显示电路硬件连线图
8765432187654321aabcfbgdeecddpfgdpDPYDPYDS?aabcfbgdeecdfdpgdpDS?
图4.1 LED显示电路
该电路中选用三个LED数码管,八个段选段共同接入同一总线中,三个位选端接另一总线中,这样就实现了LED动态显示。
3.3人机对话接口电路设计
显示电路部分采用两个八位共阴极LED数码管作为输出显示部分,两个数码管采用动态显示方式。由于设计要求规定:检测0~5A电流,检测精度0.5%,则需要保留两位有效数字,因此需采用两个LED数码管
当任何一个键按下时,与之相连的输入数据线即被清0低电平,而平时该线
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为1高电平。而判别是否有键按下,用单片机的位处理指令十分方便。
这种键盘结构的优点是电路简单。
图所示查询方式键盘的处理程序比较简单。程序中没有使用散转指令,并且省略了软件指令,并且省略了软件去抖动措施,只包括键查询、键功能程序转移。P0F-P3F为功能程序入口地址标号,其地址间隔应能容纳JMP指令字节;PROM0-PROM3分别为每个键的功能程序。
3.4电源电路设计
单片机的电源电路一般由USB接口提供+5V的工作电压,驱动单片机工作,
JP1图4.2提供了一种可为单片机供电的电源电路设计方案。
4 HEADER1234D71DIODEU71LM309H1DIODEC71104C72470VinVout2SW SPSTC73470C74104D72S1VCCGND3 图4.2 电源电路
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第4章 数字电流表软件设计
4.1 软件实现功能综述
单片机得到经A/D转换器转换后的电压数字信号,该电压值为: Vo=100Vi=100×R0×I待测=100×0.05×I待测= 5I待测
Vo∴I待测?
5所以单片机中软件部分,需要将接收到的数字量除以5,便可得到所检测的电流信号的数值。
4.1.1 任务总体流程图设计
先阐述主程序要完成的功能,然后画出流程图。 主程序的流程大致分为以下7个部分:
开始部分、启动系统、系统初始化、采样数据、送A/D转换、单片机计算、输出显示。
其中,采样数据部分包括对电流信号的接收以及简单的电流电压转换。 送A/D转换部分为模数转换,将采样的模拟量转变为单片机课识别的数字量。 单片机计算部分包括对数字量的数学化处理。 输出显示部分即显示计算得到的数值。 具体主程序流程图如图5.1所示:
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开始 启动系统 系统初始化 采样数据 送A/D转换 单片机计算 输出显示
图5.1 主程序流程图
4.1.2 模拟量检测子程序流程图设计
模拟量检测部分流子程序流程图如图5.2所示
获取电压信号
送A/D转换 送单片机
图5.2 模拟量检测部分流程图
模拟量检测部分需要将待测电流信号转化成电压信号,经放大电路放大后传送给单片机。
4.1.3 单片机处理流程图设计
单片机处理过程需要将接受到的数字量除以5,即得到待测电流的实际值,再将计算后的数值传送给LED显示。流程图如图5.3所示
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接收数字量
值除以5
转换成二进制
送LED显示
图5.3 单片机处理流程图
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第5章 系统设计与分析
5.1系统原理图
系统原理图如图6.1所示:
123456DDVCCU?S1NOTC310uFU?123456781312C1151433pFY112MHzC2933pF1716311918P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWR8051RXDTXDALE/PPSEN10113029P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728347813141718U?1069U?74LS373D0D1D2D3D4D5D6D7OELER18765432187654321+5V1KR210KCLOCKSTARTENABLEALEref(+)ref(-)1216CfgdpabcdeefDPYfgdpabcdeefDPYddCggaa22Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q72569121516192324257171415818192021dpdpccIN-7ADD-CADD-BADD-AEOCIN-4lsb2-82-72-62-52-42-32-2msb2-1ADC0809IN-3IN-2IN-1IN-0IN-6IN-554321282726bbDS2DS3BU?U?111BNANDU?NORU?I待测NORU?NOTU?R10R21kAR1AR2VoR1NORNOT10R00.01ATitleASizeBDate:File:12345NumberRevision1-Jul-2013 Sheet of E:\\Protel99se\\123\\example\\MyDesign.ddDrawn Bby:6图6.1 系统原理图
5.2系统原理综述
该系统原理图共分为三大模块:信号采样模块、A/D转换模块和显示模块。
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信号采样模块:使电流通过微小电阻后产生一个微弱的电压信号,经放大电路将该电压放大100倍后作为A/D转换器的模拟量输入。
A/D转换模块:使用ADC0809将模拟的电压信号输入,经过转换后成为数字量输入到单片机中进行运算。
显示模块:单片机经过计算后,将计算结果通过I/O口传输到LED数码管,数码管采用动态扫描方式,分别由8个段选和3个位选控制,显示待测电流的大小。
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第6章 课程设计总结
单片机在现实生活中有很大的的实用价值,学好这们课程非常关键,可以让自己的知识储备更加丰富,而这次课程设计正好提供了一个很好的机会加深对单片机知识的掌握。通过这次课程设计,我对proteus以及Keil等软件的使用掌握的更加熟练,对汇编语言程序有了跟深层次的理解。
在总体课程设计过程中,遇到了一些困难,如采样电路部分,由于ADC0809只能检测电压信号,所以将待测的电流通过一个微小的电阻,在电阻两端产生微弱电压差,经放大电路放大,实现对电压的采集。在课设的一开始,忽视了这一问题,而是直接将电流信号输入ADC0809中,经过老师的指导,改正了这一错误。
通过这次课设进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。掌握了单片机的接口技术及ADC0808芯片的特性、控制方法。了解以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术。通过实际程序的设计和调试,逐步掌握了模块化程序设计的方法和调试技术。通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,使自身了解开发单片机应用系统的全过程,强化巩固所学知识,为以后的学习和工作打下基础。
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参考文献
[1] 梅丽凤等 编著 单片机原理及接口技术 清华大学出版社2009.7 [2] 赵晶 主编 Prote199高级应用 人民邮电出版社,2000 [3] 于海生 编著 微型计算机控制技术 清华大学出版社2003.4 [4] 康华光 主编 电子技术基础模拟部分 高等教育出版社2005 [5] 阎石 主编 数字电子技术基础 高等教育出版社 2005
[6] 李然飞主编单片机课程设计指导北京航空航天大学出版社2007.7.1 [7] 李泉溪编著单片机原理与应用实例仿真北京航空航天大学出版社2009.8.1
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