整理实验三 简易数字电压表设计.docx
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整理实验三简易数字电压表设计
电子系统实验报告
实验三简易数字电压表设计
姓名张巧玲
指导教师贾立新
课程电子系统设计与实践
专业班级自动化1004班
学院信息工程学院
一、设计题目
采用C8051F360单片机最小系统设计一简易数字电压表,实现对0~2.4V直流电压的测量,原理框图如图1所示。
模拟输入电压通过一只1kΩ电位器产生,采用C8051F360单片机内部的A/D转换器将模拟电压转换成数字量后换算成电压值,用十进制的形式在LCD上显示。
A/D转换的输入模拟信号由实验板PR3电位器产生的0~3.3V的直流电压
信号,用一根杜邦实验线将J8的0~3.3V输出插针与J7口的P2.0插针相连。
注意A/D转换器模拟输入电压的范围取决于其所选择的参考电压,如果A/D转换器选择内部参考电压源,其模拟电压的范围为0~2.4V,如果选择外部电源作为参考电压,则其模拟输入电压范围为0~3.3V。
测试时,A/D转换器的模拟输入信号可通过一个电位器产生。
图1简易数字电压表实验示意框图
二.设计方案
(1)简易数字电压表设计程序流程图如图2所示。
图2简易数字电压表设计程序中A/D转换和计时流程图
(2)简易数字电压表实验板连接图如图3所示。
此外,还需用一根杜邦实验线将J8的0~3.3V输出插针与J7口的P2.0插针相连。
图3简易数字电压表设计实验板接线图
3、详细设计
1.简易数字电压表设计相应C8051F360和LCD初始化程序
内部振荡器初始化:
OscInit()
I/O端口初始化:
PortIoInit()
外部数据存储器接口初始化:
XramInit()
定时器初始化:
TimerInit()
中断系统初始化:
Int0Init()
ADC0初始化:
voidADC_Init()
PCA初始化:
Int0Init()
2.电压转换方式
将电压转换成十进制:
AT=ADC0H*256+ADC0L;
volt=AT*3.31/1024;
voltage=volt*1000;
for(i=0;i<4;i++)
{
v[i]=voltage%10;
voltage=voltage/10;
}
3.LCD显示接口的设计
当时间到达设定值,即0.5s后,执行以下程序将所测的电压值在LCD屏幕上第三排显示出来。
WriteCom(0x8C);
WriteData(v[3]+0x30);
WriteData(0x2e);
WriteData(v[2]+0x30);
WriteData(v[1]+0x30);
WriteData(v[0]+0x30);
4.实验中AD转换方式选用逐次逼近型,A/D转换完成后得到10位数据分为高低字节存放在寄存器ADCOH和ADC0L中,此处选择右对齐,转换时针为2MHZ。
5.选择内部参考电压2.4伏为基准(在实际单片机调试中改为3.311伏),正端接P2.0,负端接地。
四、测试结果
在0V~3.3V中取十组测试数据,每组间隔约为0.3V左右,实验数据如表4-1所示
V实际(V)
V显示(V)
相对误差(%)
简易数字电压表设计实验数据
由表1可知,10组数据中最大误差的一组是:
其余的误差都不超过,并且大部分数据误差都只有左右,满足小于0.01V的设计误差要求,即本实验的设计可以满足实验要求。
五、心得体会
通过这次对简易电压表的设计,我对单片机的最小系统设计有了新的理解,对于硬件和软件的配合也更熟练了。
在这个实验中LCD显示模块的CPLD部分由FPGA充当,芯片本身自带程序,因而这个部分不需要再通过QUARTUS软件进行编程。
在参考电压选择过程中发现,单片机实际最大电压并不是2.4v而是3.3v,则在转换中将3.3V替换2.4V即可。
六.代码附录
/*简易数字电压表*/
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineWCOMADDR0xC008//写命令寄存器的地址
#defineWDATADDR0xC009//写数据寄存器的地址
#defineRCOMADDR0xC00A//读命令寄存器的地址
#defineRDATADDR0xC00B//读数据寄存器的地址
#defineKEYCS0xC00C
ucharcodehanzi[]="简易数字电压表";
ucharcodekeynum[]="键值";
ucharcodekeyc[]="次数";
uinttime=0;
floatvolt;
uintv[4];
uintAT,voltage;
ucharkeyn,keycode;
voidOscInit();//内部振荡器初始化
voidPortIoInit();//I/O端口初始化
voidXramInit();//外部数据存储器接口初始化
voidPcaInit();//PCA初始化(设置看门狗定时器的工作状态)
voidInitDevice();//内部资源初始化
voidCheckLcd();//检查LCD是否空闲子程序
voidWriteCom(ucharn);//Lcd写指令子程序
voidWriteData(ucharm);//Lcd写数据子程序
voidInsitiLcd();//Lcd初始化子程序
voidDispHan(ucharcode*a,ucharm,uchark);//显示汉字子程序
voidTimerInit();//定时器初始化
voidInterruptsInit();//中断系统初始化
voidADC_init();//ADC0初始化详见书本P144
voidInt0Init();//外部中断初始化
voidmain()
{
uchari;
InitDevice();//F360初始化
InsitiLcd();//LCD模块初始化
ADC_init();
DispHan(hanzi,0x90,0x0e);//显示“键盘显示测试程序”
AD0BUSY=1;
while
(1)
{
if(TF0==1)
{
TF0=0;
TL0=0xf0;
TH0=0xd8;//重置时间常数10ms
time++;
}
if(time>=49)
{
time=0;
AT=ADC0H*256+ADC0L;
volt=AT*0.003234;
voltage=volt*1000;
for(i=0;i<4;i++)
{
v[i]=voltage%10;
voltage=voltage/10;
}
WriteCom(0x8d);
WriteData(v[3]+0x30);
WriteData(0x2e);
WriteData(v[2]+0x30);
WriteData(v[1]+0x30);
WriteData(v[0]+0x30);
TR0=1;
AD0BUSY=1;
}
}
}
voidReadKey()interrupt0
{
ucharxdata*addr;
ucharc1,c2;
addr=KEYCS;
keycode=*addr;
keycode&=0x0F;
keyn++;
DispHan(keynum,0x88,0x04);
WriteCom(0x8b);
if(keycode<10)
{
WriteData(0x30);
WriteData(keycode+0x30);
}
else
{
c1=keycode%10;
c2=keycode/=10;
WriteData(c2+0x30);
WriteData(c1+0x30);
}
DispHan(keyc,0x98,0x04);
WriteCom(0x9b);
if(keyn==10)
keyn=0;
WriteData(keyn+0x30);
}
voidInt0Init()
{
EA=1;
IT01CF=0x05;
EX0=1;
IT0=1;
}
voidOscInit(void)//内部振荡器初始化
{
SFRPAGE=0x0f;//选择特殊功能寄存器页地址
OSCICL=OSCICL+4;
OSCICN=0xc2;//允许内部振荡器,频率除2作为SYSCLK=12MHz
CLKSEL=0x00;//选择内部振荡器
SFRPAGE=0x00;
}
voidADC_init()
{
ADC0CF=0x28;//选择内部参考电压2.4V为基准
ADC0CN=0x80;//正端接P2.0
AMX0P=0x08;//负端接地
AMX0N=0x1F;//右对齐,转换时针为2MHZ
REF0CN=0x08;//写AD0BUSY启动A/D转换器
}
voidTimerInit()
{
TMOD=0x01;
TH0=0xd8;
TL0=0xf0;
TR0=1;
}
voidInterruptsInit(void)
{
EA=1;
ET0=1;
EX0=1;
PX0=1;
IE0=0;
}
voidPortIoInit(void)//I/O口初始化
{
SFRPAGE=0x0f;
P0MDIN=0xe7;//P0.3、P0.4模拟量输入
P0MDOUT=0x83;//P0.0、P0.1、P0.7推拉式输出
P0SKIP=0xf9;//P0.1、P0.2被交叉开关跳过
P1MDIN=0xff;//P1设置为数字量输入
P1MDOUT=0xff;//P1设置为推拉式输出
P1SKIP=0xff;//P1被交叉开关跳过
//P2MDIN=0xff;//P2设置为数字量输入
//P2MDOUT=0xff;//P2设置为推拉式输出
//P2SKIP=0xff;
P3MDIN=0xff;//P3设置为数字量输入
P3MDOUT=0xff;//P3设置为推拉式输出
P3SKIP=0xff;
P4MDOUT=0xff;//P4.5设为OC输出,其余推拉式输出
XBR0=0x01;//使能UART
XBR1=0xC0;//禁止弱上拉,交叉开关允许
SFRPAGE=0x00;
return;
}
voidXramInit(void)//外部数据储存器初始化
{
SFRPAGE=0x0f;
EMI0CF=0x07;//引脚复用方式
SFRPAGE=0x00;
return;
}
voidPcaInit(void)//PCA初始化
{
PCA0CN=0x40;//允许PCA计数器/定时器
PCA0MD=0x00;//禁止看门狗定时器
return;
}
voidInitDevice(void)
{
OscInit();
PortIoInit();
XramInit();
//SmbInit();
//UartInit();
ADC_init();
TimerInit();
InterruptsInit();
Int0Init();
PcaInit();
return;
}
4.环境影响评价工作等级的调整
环境敏感区,是指依法设立的各级各类自然、文化保护地,以及对建设项目的某类污染因子或者生态影响因子特别敏感的区域。
voidCheckLcd()
{
uchartemp=0x00;
ucharxdata*addr;
(4)化工、冶金、有色、建材、机械、轻工、纺织、烟草、商贸、军工、公路、水运、轨道交通、电力等行业的国家和省级重点建设项目;while
(1)
{
addr=RCOMADDR;
以森林为例,木材、药品、休闲娱乐、植物基因、教育、人类住区等都是森林的直接使用价值。
temp=*addr;
temp&=0x80;
第五章 环境影响评价与安全预评价if(temp==0x00)
break;
另外,故障树分析(FTA)和日本劳动省六阶段安全评价方法可用于定性、定量评价。
}
}
voidWriteCom(ucharn)
{
疾病成本法和人力资本法是用于估算环境变化造成的健康损失成本的主要方法,或者说是通过评价反映在人体健康上的环境价值的方法。
ucharxdata*addr;
(1)建设项目概况。
CheckLcd();
addr=WCOMADDR;
*addr=n;
}
疾病成本法和人力资本法将环境污染引起人体健康的经济损失分为直接经济损失和间接经济损失两部分。
直接经济损失有:
预防和医疗费用、死亡丧葬费;间接经济损失有:
影响劳动工时造成的损失(包括病人和非医务人员护理、陪住费)。
这种方法一般通常用在对环境有明显毒害作用的特大型项目。
voidWriteData(ucharm)
对于安全预评价的内容,要注意安全预评价的目的、时间,安全预评价报告的内容等知识点。
{
ucharxdata*addr;
CheckLcd();
addr=WDATADDR;
*addr=m;
}
voidInsitiLcd()
{
WriteCom(0x30);//设为基本指令集
WriteCom(0x01);//清屏
WriteCom(0x0c);//开整体显示
}
voidDispHan(ucharcode*a,ucharm,uchark)//书本177页有详细解释
{
uchardat,i,j,length;
length=k/2;
WriteCom(m);
for(i=0;i{
j=2*i;
dat=a[j];
WriteData(dat);
dat=a[j+1];
WriteData(dat);
}
WriteData(0x3a);
}
voidDispShu(unsignedinta,ucharm)
{
WriteCom(m);
WriteData(a+0x30);
}