题 目：专 业：年 级：学 号：学生姓名：联系电话：指导老师：
完成日期：
<<单片机原理及其应用>>
课程设计报告
_ 简易直流数字电源表____ 电子信息工程__________ _ __________________ _ ____________ ________________ __ __________ _ _________________ 2012年1月4日 I
摘 要
在现代检测技术中，常需用高精度数字电压表进行现场检测，将检测到
的数 据送入微计算机系统，完成计算、存储、控制和显示等功能。而具有一个精度高、 转换速度快、性能稳定，结构简单的电压表才能符合测量的要求。用 AT89S52单片机和8位串行A/D转换芯片TLC549设计制作的一路数据采集系统，实 现了数字电压表的硬件电路与软件设计。该数字电压表主要由A/D转换器TLC549 串口芯片和单片机AT89S52构成，A/D转换器在单片机的控制下完成对模拟信号的 采集和转换，最后由液晶1602显示采集的电压值。测量范围为0～5v。
关键字：TLC549；单片机AT89S52；数字电压表
ABSTRACT
In the modern testing technology, often need high precision digital voltmeter on the field detection, will be detected according to send eagled the number of computer system, completes the computation, storage, control and display, and other functions. And has a high precision, converting speed, stable performance, simple structure, voltmeter to meet the requirements of the measure. AT89S52 SCM and with eight serial A/D conversion chip design and production of eight bits all the data acquisition system, the reality is the digital voltmeter hardware circuit and software design. The digital voltmeter mainly by the A/D converter serial interface chip and eight bits monolithic integrated circuit AT89S52 constitute, A/D converter in under the control of the single chip microcomputer finish to the analog signal acquisition and the conversion, finally by 1602 acquisition of the voltage liquid crystal display value. Measurement range is 0 ~ 5 v.
Key Words: Eight bits; Monolithic integrated circuit AT89S52; Digital voltmeter
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目 录
摘 要 .............................................................................................................................II ABSTRACT .....................................................................................................................II 1设计要求及方案选择 ..................................................................................................... 4 1.1设计要求 ................................................................................................................... 4 1.2方案选择 ................................................................................................................... 5 2 理论分析与设计 .......................................................................................................... 6 2.1简易数字直流电压表电路的分析及设计 ...................................................................... 6 2.1.1 AT89C52 单片机介绍.............................................................................................. 6 2.1.2 振荡电路设计 ........................................................................................................ 6 2.1.3 复位电路设计 ........................................................................................................ 6 2.1.4 单片机最小化系统 ................................................................................................. 6 2.2 电压表测量电路 ........................................................................................................ 7 2.2.1 TLC549 介绍 .......................................................................................................... 7 2.2.2 TLC 549工作原理 .................................................................................................. 7 2.2.3 TLC549 硬件电路 ................................................................................................... 8 2.2.4 TLC549 引脚的功能说明 ........................................................................................ 8 2.3显示电路 ................................................................................................................... 8 2.3.1 1602功能简介 ....................................................................................................... 8 2.3.2 1602硬件电路连接 .............................................................................................. 10 3 电路设计 .................................................................................................................... 10 3.1 硬件电路的设计 ...................................................................................................... 10 3.2 软件设计..................................................................................................................11 3.2.1 主程序设计...........................................................................................................11 3.2.2 电压测量程序设计 ............................................................................................... 12 3.2.3 显示子程序设计................................................................................................... 13 4系统测试 ..................................................................................................................... 14 4.1调试所用的基本仪器清单 ......................................................................................... 14 4.2调试结果 ................................................................................................................. 14 4.3测试结果分析 .......................................................................................................... 15 5 总结 ........................................................................................................................... 15 参考文献........................................................................................................................ 15
III
1设计要求及方案选择
1.1设计要求
○1任务
利用单片机设计并制作简易的直流数字电压表，能够测出0～5V的直流电压，电路组成框图如图所示。
显示电压值
A\\D声音报电主控器（51单
转压值 片机）
换(选做)
图1-1 设计电路组成框图
2要求 ○
1．基本要求
（1）测量精度0.02V。
（2）利用数码管或者液晶显示器显示电压值。
（3）所用到的电路板必须有作者的名字和学号（制作PCB板时候放置，不
能用笔写）。
（4）设计在2012年1月5日前完成。 2．扩展部分（选作） （1）精度0.01V；
（2）测量范围0～10V； （3）声音播报电压值； （4）其它。
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1.2方案选择
方案一：利用ADC0808或ADC0809模/数转换器
ADC0809具有8路模拟量输入通道IN0---IN7,通过3位地址输入端C、B、A（引脚23--25）进行选择。引脚22为地址锁存控制端ALE,当输入为高电平时，C、B、A引脚输入的地址锁存于ADC0809内部是锁存器中，经内部译码电路译码选中相应的模拟通道。引脚6为启动转换控制端START，当输入一个2μs宽的高电平脉冲时，就启动ADC0809开始对输入通道的模拟量进行转换。引脚7为A/D转换器，当开始转换时，EOC信号为低电平，经过一段时间，转换结束，转换结束信号EOC输出高电平，转换结果存放于ADC0809内部的输出数据寄存器中。引脚9脚为A/D转换数据输出允许控制端OE，当OE为高电平时，存放于输出数据锁存器中的数据通过ADC0809的数据线D0—D7输出。引脚10为ADC0809的时钟信号输入端CLOCK。在连接时，ADC0809的数据线D0—D7与AT89S52的P0口相连接，ADC0809的地址引脚、地址锁存端ALE、启动信号START、数据输出允许控制端OE分别与AT89S52的P2口相连接，转换结束信号EOC与AT89S52的P3.7相连接。时钟信号输入端CLOCK信号，由单片机的地址锁存信号ALE得到。
图1-2 ADC0809管脚图
方案二：用 TLC549 串行芯片作模数采样芯片，占用的单片机的 I/O 口线少， 且占用电路面积小，只是编程复杂一些。
本次课程设计采用方案二，采用常用的 51 单片机作为控制芯片，TLC549 芯 片的 CLK 时钟信号脚接单片机的 P3.4 脚，DATA OUT 接单片机的 P3.5 脚，CS 脚 接单片机的 P3.3 脚，AIN 接输入电压（即测试电压），TLC549 将采样进来的数据信号送给单片机，再通过V in D V REF 255 计算可以得到电压值，再通过显示 电路，将所求得的电压值显示出来。通过调节连接 AIN 引脚的点位器及可以调节电压是电压在 0～5V 左右变化。
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