05V数字式直流电压表设计实验报告《电子与控制系统设计》实验报告.docx
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05V数字式直流电压表设计实验报告《电子与控制系统设计》实验报告
《电子与控制系统设计》实验报告
实验项目名称：
0～5V数字式直流电压表设计
指导老师：
元泽怀
完成时间：
2015年11月3日
实验
项目
0～10V数字式直流电压表设计
实验项目类型
验证
演示
综合
设计
其他
*
一、实验目的
1.掌握A/D转换程序的设计；
2.掌握数据采集与显示的应用；
3．掌握数据处理的方法；
二、实验内容
1.编一程序，实现0～5V数字式直流电压表功能,用电位器RV1作模拟量的输入，右边4
位数码管显示输入电压值，使用PA7进行模拟量输入。
其仿真电路见下图5-1所示。
图5-10～5V数字式直流电压表仿真电路图
2.实现输入信号的幅值为0~10V，重新设计实现电路和算法程序，电路图如5-2所示。
图5-20~10V数字式直流电压表仿真电路图
三、使用仪器设备及材料
1、安装windowsxp操作系统的微型计算机1台
2、AVR单片机C语言集成开发环境ICCAVR6.31A
3、单片机仿真平台proteus7.5
4、AVR单片机下载软件progisp
5、AVR单片机实验板1套（含下载器）
四、实验过程原始记录
1、主程序流程图
2.显示函数流程图：
2、软件主要程序及注解
驱动程序：
/*******LCD1602液晶驱动程序***************/
#include
#include
#definextal8
#definePB00
#definePB11
#definePB22
//----------------------------
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineSET_BIT（x,y）（x|=（1<#defineCLR_BIT（x,y）（x&=~（1<#defineGET_BIT（x,y）（x&=（1<//-------端口电平的宏定义------------
#defineLCM_RS_1SET_BIT（PORTB,PB0）
#defineLCM_RS_0CLR_BIT（PORTB,PB0）
#defineLCM_RW_1SET_BIT（PORTB,PB1）
#defineLCM_RW_0CLR_BIT（PORTB,PB1）
#defineLCM_EN_1SET_BIT（PORTB,PB2）
#defineLCM_EN_0CLR_BIT（PORTB,PB2）
//------------------------------
#defineDataPortPORTA
#defineBusy0x80
//**********函数声明********************
voidDelay_1ms（void）;
voidDelay_nms（uintn）;
voidLcdWriteData（ucharW）;
voidLcdWriteCommand（ucharCMD）;
voidInitLcd（void）;
voidDisplayLine2（uchardd）;
voidDisplayOneChar（ucharx,uchary,ucharWdata）;
voidePutstr（ucharx,uchary,ucharconst*ptr）;
/***********显示指定坐标的一串字符子函数************/
voidePutstr（ucharx,uchary,ucharconst*ptr）
{
uchari,l=0;
while（ptr[l]>31）{l++;}
for（i=0;iDisplayOneChar（x++,y,ptr[i]）;
if（x==16）{
x=0;y^=1;
}
}
}
//**********演示第二行移动字符串子函数************
voidDisplayLine2（uchardd）
{
uchari;
for（i=0;i<16;i++）{
DisplayOneChar（i,1,dd++）;
dd&=0x7f;
if（dd<32）dd=32;
}
}
//***********显示光标定位子函数******************
voidLocateXY（charposx,charposy）
{
uchartemp=0;
temp&=0x7f;
temp=posx&0x0f;
posy&=0x01;
if（posy）temp|=0x40;
temp|=0x80;
LcdWriteCommand（temp）;
}
//**********显示光标定位的一个字符子函数***********
voidDisplayOneChar（ucharx,uchary,ucharWdata）
{
LocateXY（x,y）;
LcdWriteData（Wdata）;
}
//***********LCD初始化子函数******************
voidInitLcd（void）
{
LcdWriteCommand（0x38）;//显示模式设置（固定）,8位数据接口
Delay_nms（5）;
LcdWriteCommand（0x01）;//清屏
Delay_nms（5）;
LcdWriteCommand（0x0c）;//开显示，不显示光标
Delay_nms（5）;
}
//************写命令到LCM子函数************
voidLcdWriteCommand（ucharCMD）
{
LCM_RS_0;LCM_RW_0;
DataPort=CMD;
LCM_EN_1;Delay_nms
（1）;LCM_EN_0;
}
//************写数据到LCM子函数*************
voidLcdWriteData（uchardataW）
{
LCM_RS_1;LCM_RW_0;
DataPort=dataW;
LCM_EN_1;Delay_nms
（1）;LCM_EN_0;
}
//***********1ms延时子函数*******************
voidDelay_1ms（void）
{uinti;
for（i=1;i<（uint）（xtal*143-2）;i++）;
}
//=============n*1ms延时子函数================
voidDelay_nms（uintn）
{
uinti=0;
while（i{Delay_1ms（）;
i++;
}
}
0～5V数字式直流电压表程序：
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharconstSEG7[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//单个数码管1~9显示
ucharconstACT[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};//选通数码管
uintadc_val,dis_val;
uchari,cnt;
/************************************************/
voidport_init（void）
{
PORTA=0x7F;
DDRA=0x7F;
PORTB=0xFF;
DDRB=0xFF;
PORTC=0xFF;
DDRC=0xFF;
PORTD=0xFF;
DDRD=0xFF;
}
/************************************************/
voidadc_init（void）{
ADCSRA=0xE3;
ADMUX=0x47;}
//***************************
voidtimer0_init（void）{
TCNT0=0x83;
TCCR0=0x03;
TIMSK=0x01;
}
/*********************************************/
voidinit_devices（void）
{
port_init（）;
timer0_init（）;
adc_init（）;
SREG=0x80;
}
//***************************
#pragmainterrupt_handlertimer0_ovf_isr:
10
voidtimer0_ovf_isr（void）
{
TCNT0=0x83;
cnt++;
}
//=========================
uintADC_Convert（void）
{uinttemp1,temp2;
adc_init（）;
temp1=（uint）ADCL;
temp2=（uint）ADCH;
temp2=（temp2<<8）+temp1;
return（temp2）;
}
/**************************/
uintconv（uinti）
{
longx;
uinty;
x=（5000*（long）i）/1023;
y=（uint）x;
returny;
}
voiddelay（uintk）
{
uinti,j;
for（i=0;i{
for（j=0;j<1141;j++）;
}
}
/***********************/
voidmain（void）
{
init_devices（）;
delay（400）;
DDRA=0X7F;PORTA=0X7F;
DDRC=0XFF;PORTC=0X00;
DDRB=0XFF;PORTB=0X00;
while
（1）
{
if（cnt>100）
{
adc_val=ADC_Convert（）;
dis_val=conv（adc_val）;
cnt=0;
}
delay（10）;
for（i=0;i<100;i++）
{
PORTC=ACT[0];
PORTB=SEG7[dis_val%10];
delay
（1）;
PORTC=ACT[1];
PORTB=SEG7[dis_val/10%10];
delay
（1）;
PORTC=ACT[2];
PORTB=SEG7[dis_val/100%10];
delay
（1）;
PORTC=ACT[3];
PORTB=0x80|SEG7[dis_val/1000];
delay
（1）;
}
}
}
输入信号的幅值为0~10V程序：
#include
#include"lcd1602_8bit.c"
ucharconsttitle[]={"0-10vD_voltager"};
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
uintadc_val,dis_val;
uchari,cnt;
/************************************************/
voidport_init（void）
{
PORTA=0x7F;
DDRA=0x7F;
PORTB=0xFF;
DDRB=0xFF;
PORTC=0xFF;
DDRC=0xFF;
PORTD=0xFF;
DDRD=0xFF;
}
/************************************************/
voidadc_init（void）{
ADCSRA=0xE3;
ADMUX=0x47;}
//***************************
voidtimer0_init（void）{
TCNT0=0x83;
TCCR0=0x03;
TIMSK=0x01;
}
/*********************************************/
voidinit_devices（void）
{
port_init（）;
timer0_init（）;
adc_init（）;
SREG=0x80;
}
//***************************
#pragmainterrupt_handlertimer0_ovf_isr:
10
voidtimer0_ovf_isr（void）
{
TCNT0=0x83;
cnt++;
}
//=========================
uintADC_Convert（void）
{uinttemp1,temp2;
adc_init（）;
temp1=（uint）ADCL;
temp2=（uint）ADCH;
temp2=（temp2<<8）+temp1;
return（temp2）;
}
/**************************/
uintconv（uinti）
{
longx;
uinty;
x=（10000*（long）i）/1023;
y=（uint）x;
returny;
}
voiddelay（uintk）
{
uinti,j;
for（i=0;i{
for（j=0;j<1141;j++）;
}
}
/***********************/
voidmain（void）
{
init_devices（）;
Delay_nms（400）;
DDRA=0X7F;PORTA=0X7F;
DDRC=0XFF;PORTC=0X00;
DDRB=0XFF;PORTB=0X00;
InitLcd（）;
ePutstr（1,0,title）;
DisplayOneChar（0,1,'A'）;
DisplayOneChar（1,1,'D'）;
DisplayOneChar（2,1,'C'）;
DisplayOneChar（3,1,'7'）;
DisplayOneChar（4,1,':
'）;
DisplayOneChar（12,1,'.'）;
DisplayOneChar（15,1,'V'）;
while
（1）
{
if（cnt>100）
{
adc_val=ADC_Convert（）;
dis_val=conv（adc_val）;
cnt=0;
}
delay（10）;
DisplayOneChar（5,1,（adc_val/1000）+0x30）;
DisplayOneChar（6,1,（adc_val/100）%10+0x30）;
DisplayOneChar（7,1,（adc_val/10）%10+0x30）;
DisplayOneChar（8,1,（adc_val%10）+0x30）;
DisplayOneChar（10,1,（dis_val/10000）+0x30）;
DisplayOneChar（11,1,（dis_val/1000）%10+0x30）;
DisplayOneChar（13,1,（dis_val/100）%10+0x30）;
DisplayOneChar（14,1,（dis_val/10）%10+0x30）;
//DisplayOneChar（14,1,（dis_val%10）+0x30）;
}
}
五：
实验感悟与结果：
1.此次实验遇到多次问题，经过与同学交流，不断修改程序，即使模拟显示与液晶显示有一点点误差，但是最后实验还是能顺利实现0～5V与0～10V数字式直流电压表功能。
2.本次实验让我初步掌握A/D转换程序的设计与数据采集与显示的应用；对数据处理的方法有了新的认识。
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