完整版基于8051单片机的简易数字电压表毕业设计论文.docx
《完整版基于8051单片机的简易数字电压表毕业设计论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整版基于8051单片机的简易数字电压表毕业设计论文.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
完整版基于8051单片机的简易数字电压表毕业设计论文
基于8051单片机的简易数字电压表设计
姓名:
吴建亮班级：
电信1202学号：
摘要
电压表应用十分广泛，但大部分是模拟电压表，而由于其特性，反应速度慢，读数麻烦并且误差较大，所以为适应不断快速发展的高速信号领域，已经广泛使用数字电压表。
本实验设计是基于51单片机开发板ESDM-3A实现的一种数字电压表系统。
该设计采用8051单片机作为控制核心，以ADC0为模数转换数据采样，实现被测电压的数据采样，外部采用LCD12864液晶显示电压表的电压值。
1.设计任务和要求
1.1设计任务
设计制作一个简易直流电压表，该直流电压表能测量直流电压。
各硬件模块如图1.1所示。
图1.1硬件框图
1.2设计要求
（1）ADC0的工作方式设置如下：
采用单端输入，模拟输入电压从P2.0输入；选择作为参考电压源；转换时钟频率设置为2MHz；采用写“AD0BUSY”启动AD转换。
（2）采用定时器中断每隔0.5s启动一次AD转换；通过ADC0中断服务程序读取转换值。
2.设计方案
2.1硬件电路
硬件模块如上图1.1所示。
输入电压由开发板上J8接口的第2脚0~5.0V接跳线至单片机扩展接口J7的第4脚P2.0，调节电位器RP3实现不同电压的输入。
AD转换器、单片机、液晶屏在开发板已经连接好。
下面简单介绍所用的器件。
C8051F360单片机主要模拟和数字资源包括：
（1）高速8051微控制器内核。
（2）10位逐次逼近型AD转换器。
（3）10位电流输出DA转换器。
（4）两个模拟电压比较器CP1和CP0。
（5）片内锁相环PLL。
（6）扩充中断处理系统。
（7）存储器，256字节内部RAM;1024字节XRAML；32字节闪存存储器。
（8）数字资源，多达39个IO引脚，全部为三态双向口，允许与5V系统接口。
（9）时钟源，2个内部振荡器；80kHz低频低功耗振荡器。
（10）片内调试电路。
液晶屏HGB功能和接口。
1：
VSS
接地端
2：
VDD
电源正，接+5V
3：
VO
对比度调整，接电位器
4：
DI（CS*）
片选，也叫使能，接+5V
5：
RW（SID*）
数据输入端
6：
E（SCLK*）
时钟输入端
7~14：
DB0~DB7
并行数据总线
15：
PSB
串并模式选择，串行模式下接地，并行模式下接+5V
16：
NC
空引脚，不需要连接
17：
RSTB
复位端，低电平有效，一般接+5V
18：
VEE
对比度调整,接电位器
19：
BLA
背光正极，接+5V
20：
BLK
背光负极，接地
表2.1液晶屏引脚接法
12864液晶屏引脚按表2.1所示与单片机连接，在开发板上已经连接好，只需要配置好相应的寄存器即可。
HGB内部有三种不同RAM，DDRAM,CGRAM和GDRAM，其自带汉字字库，提供8192个中文字形，这些字可以字符串的形式直接显示。
2.2程序设计
程序的编写使用C语言，利用KeilμVision4进行程序的编写和烧录。
程序执行时所对应的流程如下图2.1所示。
图2.1程序执行流程图
下面简单介绍各模块的设计思路。
（1）时钟和定时器：
选用内部24MHz振荡器，频率除2作为SYSCLK；定时器选择定时器1工作方式1，TMOD=0X10，采用循环的方法，定时器定时50ms，循环10次得0.5s，装入初值TH1=（）256，TL1=（）%256。
（2）ADC0：
通过置“AD0BUSY”启动AD转换，采用10位采集通道，电压的最大值为3.3V，通过转换器的到的数值为AD_data=ADC0H×256+ADC0L，得到的实际电压为volt=AD_data×3.31023，通过AD0INT位，判断AD转换是否结束。
（3）液晶屏LCD12864：
液晶屏操作分指令操作和数据操作，每次写指令或数据前先确认内部动作是否完成，通过读取忙碌状态进行确认。
读、写指令或数据通过读或写4个内部寄存器WCOMADDR,WDATADDR,RCOMADDR和RDA
TADDR来完成。
详细代码请见附录。
3.测试结果分析
组数
电压表显示（V）
单片机显示（V）
误差
1
0.449
0.445
0.89%
2
1.080
1.074
0.56%
3
1.653
1.651
0.12%
4
2.570
2.567
0.12%
5
3.100
3.096
0.13%
表3.1测试结果
根据表3.1的分析看，本次设计的数字电压表的符合要求，误差控制在1%内。
4.总结
本次的设计和实验采用了KeilμVision4进行C语言的编写和烧录，熟悉了Keil的操作，对8051单片机的定时器、AD转换器、LCD12864液晶屏等模块有了一定的了解和认识。
在程序的编写的过程和实际电路操作时遇到了种种问题，通过查阅大量的资料解决了问题，为以后的学习和实际应用奠定了基础。
附录：
本次设计实验的C语言代码：
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineLEDENCS0xC004LCD模块背光控制片选信号
#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
uintnum=0;
ucharLEDCON=0x00;*LCD模块背光控制字，最低位为0时关LED背光，最低位为1时开启LED背光，*
sbitSTART=P3^0;
sbitSW0=P3^1;
sbitSW1=P3^3;
ucharcode）;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
voidDispShu（uinta,ucharm）;数字显示程序
*********************************************
主函数
**********************************************
voidmain（）
{
ucharxdata*addr;
InitDevice（）;
InsitiLcd（）;
addr=LEDENCS;
LEDCON=~LEDCON;
*addr=LEDCON;
DispHan（;
}
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;
}
voidSmbInit（void）I2C总线初始化
{
SMB0CF=0xc1;定时器T1溢出作为时钟
return;
}
voidUartInit（void）异步串口通信接口初始化
{
SCON0=0x00;10位UART
return;
}
voidDacInit（void）DA转化器初始化
{
IDA0CN=0xf2;IDA0使能,写IDA0H触发DAC输出更新,2mA满度输出
return;
}
voidAdcInit（void）AD初始化
{
ADC0CN=0X80;adc0一直跟踪，AD0BUSY写“1”启动
ADC0CF=0x28;转换率2Mhz，右对齐
REF0CN=0X08;选择Vdd做基准电压
AMX0P=0X08;单端输入P2.0
AMX0N=0X1F;
EIE1=0x08;允许ADC中断
return;
}
voidInt0Init（void）外部中断初始化
{
IT01CF=0x05;选择P0.5为INT0
IT0=1;INT0下降沿触发
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;
}
voidInterruptsInit（void）中断系统初始化
{
IE0=0;清INT0中断标志
EX0=1;
PX0=0;
ET0=1;
ET1=1;
EA=1;
return;
}
voidInitDevice（void）
{
OscInit（）;
PortIoInit（）;
XramInit（）;
SmbInit（）;
UartInit（）;
DacInit（）;
AdcInit（）;
Int0Init（）;
PcaInit（）;
InterruptsInit（）;
TimeInit（）;
return;
}
*************************************************
检查LCD是否空闲子程序
*************************************************
voidCheckLcd（）
{
uchartemp=0x00;
ucharxdata*addr;
while
（1）
{
addr=RCOMADDR;
temp=*addr;
temp&=0x80;
if（temp==0x00）
break;
}
}
*************************************************
Lcd写指令子程序
*************************************************
voidWriteCom（ucharn）
{
ucharxdata*addr;
CheckLcd（）;
addr=WCOMADDR;
*addr=n;
}
*************************************************
Lcd写数据子程序
*************************************************
voidWriteData（ucharm）
{
ucharxdata*addr;
CheckLcd（）;
addr=WDATADDR;
*addr=m;
}
*************************************************
Lcd初始化子程序
*************************************************
voidInsitiLcd（）
{
WriteCom（0x
升级会员 