AD转换及数码管显示单片机课程设计说明书.docx
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AD转换及数码管显示单片机课程设计说明书
题目及要求………………………………………………………1
第1章单片机最小系统……………………………………2
1.1STC89C51RC单片机…………………………………………………2
1.2电源电路………………………………………………………2
1.3时钟电路………………………………………………………2
1.4复位电路………………………………………………………2
第2章硬件设计………………………………………………5
2.1数码管…………………………………………………5
2.2A/D转换器…………………………………………………5
2.3电路设计…………………………………………………5
第3章软件设计………………………………………………5
3.1程序流程图…………………………………………………5
3.2程序设计………………………………………………………5
第4章应用系统实现………………………………………………5
4.1硬件连接…………………………………………………5
4.2程序下载………………………………………………………5
参考文献…………………………………………………………6
题目及要求
题目：
AD转换及数码管显示
要求：
使用C语言编程；
使用ADC0809通道4，将电位计输入的模拟量转换为数字量；
并将转换后的数字量显示在三位数码管上。
第1章单片机最小系统
1.1STC89C51RC单片机
STC89C51RC/RD+系列单片机是宏景科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟机器周期和6时钟机器周期可任意选择，最新的D版内部集成MAX810专用复位电路。
特点：
（1）.增强型6时钟机器周期和12时钟机器周期8051CPU
（2）.工作电压：
5.5V—3.4V（5V单片机）
（3）.工作频率范围：
0—40MHz，相当于普通8051的0—80MHz.实际工作频率可达48MHz.
（4）.用户应用程序空间4K/8K/16K/16K/20K/32K/64K字节
（5）.片上集成1280字节、512字节RAM
（6）.通用I/O口（32、36个），复位后：
P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）P0口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。
（7）.EEPROM功能
（8）.看门狗
（9）.内部集成MAX810专用复位电路（D版才有），外部晶振20M以下时，可省外部复位电路
（10）.共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用
（11）.外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，PowerDown模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒
（12）.通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART
（13）.工作温度范围：
0—7℃/—40~+85℃
图1-1STC89C51RC/RD单片机
1.2电源电路
本例在Vcc端加载+5V电源。
1.3时钟电路
时钟电路的两端接到单片机的18（XTAL2）和19（XTAL1）引脚,晶振采用12MHZ，两端各接一个30pF的电容。
如图1—3所示
图1-3时钟电路
1.4复位电路
复位电路复位电路有两种：
上电自动复位和上电/按键手动复位。
在这里我采用上电自动复位，如图所示一般R1选10K欧姆，C3选10uF，C3另一端施加+5V电源。
图1-4复位电路
第2章硬件设计
2.1数码管
本题用的是四位一体8段共阳极数码管。
其中引脚12、9、8、6为共阳端；11、7、4、2、1、10、5、3、分别控制A、B、C、D、E、F、G、DP的二极管的亮灭。
如图所示
图2-1四位一体8段共阳极数码管
2.2A/D转换器
ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。
1.ADC0809的内部逻辑结构
由下图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。
多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。
三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
图2-2-1ADC0809的内部逻辑结构
2．ADC0809引脚结构如图2-2-2
ADC0809各脚功能如下：
D7-D0：
8位数字量输出引脚。
IN0-IN7：
8位模拟量输入引脚。
VCC：
+5V工作电压。
GND：
地。
REF（+）：
参考电压正端。
REF（-）：
参考电压负端。
START：
A/D转换启动信号输入端。
ALE：
地址锁存允许信号输入端。
（以上两种信号用于启动A/D转换）.
EOC：
转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。
OE：
输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。
CLK：
时钟信号输入端（一般为500KHz）。
A、B、C：
地址输入线。
图2-2-2ADC0809的引脚结构
3．ADC0809应用说明
（1）．ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。
（2）．初始化时，使ST和OE信号全为低电平。
（3）．送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。
（4）．在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。
（5）．是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。
（6）．当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。
2.2.1电路设计
本设计采用8位A/D转换芯片ADC0809，通道4输入模拟信号。
经A/D转换后由P1口输入单片机，再通过P0口输出、数码管显示。
数码管共阳端则由P2口控制显示。
为了防止电流过大烧毁数码管，故在P0口处接入A331G9引脚型号的排阻。
图1-1ADC0/809模数转换与显示电路
第3章软件设计
3.1程序流程图
3.2程序设计：
本例使用KeiluVision2进行C语言编译。
KeiluVision2是德国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，使用接近于传统c语言的语法来开发，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用,而且大大的提高了工作效率和项目开发周期,他还能嵌入汇编，您可以在关键的位置嵌入，使程序达到接近于汇编的工作效率。
KEILC51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点。
C51编译器的功能不断增强，使你可以更加贴近CPU本身，及其它的衍生产品。
C51已被完全集成到uVision2的集成开发环境中，这个集成开发环境包含：
编译器，汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试器。
uVision2IDE可为它们提供单一而灵活的开发环境。
C语言代码：
//名称：
ADC0809模数转换与显示
//说明：
ADC0809采用通道4输入的模拟量，转换后的结果显示在数码管上。
/#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
//数码管段定义
ucharcodeLEDData[]=
{
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f
};
//ADC0809引脚定义
sbitOE=P1^0;
sbitEOC=P1^1;
sbitST=P1^2;
sbitCLK=P1^3;
//延时子程序
voidDelayMS（uintms）
{
uchari;
while（ms--）
{
for（i=0;i<120;i++）;
}
}
//显示结果
voidDisplay_Result（uchard）
{
P2=0x08;//第4只管显示个位数
P0=~LEDData[d%10];
DelayMS（5）;
P2=0x07;//第3只管显示十位数
P0=~LEDData[d%100/10];
DelayMS（5）;
P2=0x02;//第2只管显示百位数
P0=~LEDData[d/100];
DelayMS（5）;
}
voidmain（）
{
TMOD=0x02;
TH0=0x14;
TL0=0x00;
IE=0x82;
TR0=1;
P1=0x4f;//选择ADC0809的通道4
while
（1）
{
ST=0;
ST=1;
ST=0;//启动转换
while（EOC==0）;//等待转换结束
OE=1;//允许输出
Display_Result（P3）;//显示A/D转换结果
OE=0;//关闭输出
}
}
//T0定时器中断给ADC0809提供时钟信号
voidTimer0_INT（）interrupt1
{
CLK=!
CLK;//ADC0809时钟信号
}
第4章应用系统实现
4.1硬件连接
4.1.1单片机最小系统连接
将STC89C51RC单片机安装在面包板合适位置，然后依次连接好单片机最小系统个硬件。
4.1.2ADC0809模数转换器的连接
首先用导线依次将P0口与ADC0809上的OE、EIOC、START（ALE与其短接）、OLK、ADDA、ADDB、ADDC接口相连接；再将P3引脚依次与OUT1~OUT8引脚相连接。
最后Vcc与Ref（+）引脚接+5V电压，GND与Ref（—）引脚接地。
再次检查确保线路连接无误。
4.1.3四位一体8段共阳极数码管的连接
先将排阻共阳端接入+5V电源，再将剩余8只引脚依次与P0口引脚相连，然后把数码管上A、B、C、D、E、F、G、DP的LED灯对应的引脚（编号为11、7、4、2、1、10、5、3）依次通过导线与P0口引脚相连。
数码管的共阳端9、8、6号引脚则通过导线与P2.1、P2.2、P2.3引脚相连。
4.1.4电位器的连接
将三脚电位器的两端分别接电源和接地线，中间引脚则通过导线与模数转换器IN4引脚相连。
4.2程序下载
本题通过USB—TTL/USBSTCISP将程序烧录到单片机内。
4.2.1产品介绍
自主开发的USB-TTL/STC-ISP在线编程器使用USB接口，为笔记本电脑用户
解决没有串口而不方便编程STC系列单片机的问题，本下载器低价格、高性能，是工厂、学
校、个人等开发STC系列单片机的首选优秀工具。
特点：
1.支持USB1.1或USB2.0通信；
2.全面支持WIN98、WINME、WIN2000、WINXP、VISTA、WIN7等操作系统；
3.采用USB口供电，板内带有500mA自恢复保险丝或保险电阻，保护电脑主板不被意
外烧毁；
4.在对芯片编程时可以使用目标系统本身电源，也可以使用编程器从USB口取电供给
目标板，但应保证目标标电流不大于500mA，以免不能正常编程；
5.编程完成不影响目标板的程序运行；
6.支持STC全系列芯片烧录；
7.编程器提供3.3V与5V的电压输出接口；
8.速度比并口编程更快更稳定，更方便笔记本电脑用户使用；
9.采用进口原装芯片，能进行高速稳定编程；
4.2.2驱动安装及硬件连接
1.解压USB-TTL客户包，首先安装驱动程序，XP用户安装“PL-2303WinXPDriver
Installer”，Vista或Win7用户安装“PL-2303Vista&Win7DriverInstaller”；
双击相应的驱动程序进入安装过程，所有选项全部默认直接下一步直到安装完成；
2.安装完驱动程序后，将USB-TTL插入电脑，电脑会提示发现新硬件，此时别动电脑，电
脑会自动安装完驱动程序并提示安装完成；
3.此时电脑设备管理器中会出现相应的串口设备，注意记住COM号，下图例为COM4，如果
电脑自动分配超过COM9，应手动将其改回COM9以下，手动更改右击这个串口设备在属
性里面可以找到更改串口号的地方；
4.至此驱动程序安装完成。
4.2.3上位机软件
从客户包中可以找到相应的STC烧录软件，其分为中文版及英文版两种，自行选择使用：
选择相应的软选，双击将其解压至指定文件夹后，打开相应文件夹，找到“STC_ISP_V483”，
双击将其运行：
运行软件界面如下：
4.2.4烧录文件
烧录软件设置：
1.选择单片机型号:
2.加载需要烧录的文件，应为hex或bin格式：
3.设置串口号及波特率：
注意此步的串口号即是以上在设备管理里面对应的串口号，必须对应，波特率采用
默认无须设置。
4.以上软件设置基本完成，其它高级设置请自行摸索或查阅相关资料。
连接您的目标板系统：
5.软件设置完后，需要将编程器与您的目标板相连接，STC系列单片机都是通过串口烧录
程序，即是串口TXD及RXD两条数据线，另加上GND及VCC即可。
如果你的目标板有其
它的电源供电，可以不接编程器的VCC线，只需TXD、RXD、GND三根即可。
如果没有其
它的电源供电，需接编程器的VCC线，请注意应接至5V插针，且保证您的目标板需要
的电流不得超过300mA为佳。
6.您的目标板的单片机型号应与软件设置的型号一致，以及必须保证你的目标板能够正常
工作，例如供电合理及晶振电路、复位电路正常等。
烧录程序
7.软件设置好及硬件连接好后，即可进行编程烧录，STC下载有严格的步序要求，请按如
下顺序下载程序：
a.下载前，请将软件及硬件都设置好与连接好，并且您的目标板不需要供电，即为关
电状态，如果是使用编程器的VCC，下载前请拔掉VCC这根线，也就是让您的目标
板是断电状态；
b.点击软件的下载按钮：
c.待软件提示请给MCU上电时，此时即可给您的目标板上电，打开电源开关或者插上
编程器的VCC线，正常情况下，到此软件会自动完成下载与校验，并且您的系统会
运行起你烧录进去程序；
d.如果c步供电源后，软件没有反应仍然显示请给MCU上电的话，说明您将TXD与RXD
两根线插反了，这两根线是相对而言的，如果出来这种情况，可以将您的系统电源
关断或拔掉VCC线，再将TXD与RXD两线对换，之后再按c步通电，正常情况下便
能自动烧录完成。
8.STC编程烧录应严格遵守第7步所讲的步序，即先设置软件连接硬件，在电源关闭状态
点击下载，在软件提示上电后开通电源，才能完成烧录过程。
最后提醒，下载步骤请严格按照“使用实例”中的第7步进行！
参考文献
[1]马斌，韩忠华，王长涛，夏兴华．单片机原理及应用：
C语言程序设计与实现[M].北京：
人民邮电出版社，2009
[2]张有德，赵志英，涂时亮．单片机原理、应用与实验（第五版）[M]．上海：
复旦大学出版社，2006
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