数字电压表课程设计书.docx

1、数字电压表课程设计书 单片机课程设计姓 名 王嘉波 学 号 1206062135 年级专业 自动化 所在院系 电气工程与自动化学院 指导教师 关健生 提交日期 2015 年 1月11 日 单片机原理及应用课程设计任务书学年学期：2014-2015第1学期专业班级：12级自动化1班指导教师：关键生 设计时间：第17周学时周数：每班/周一、设计目的课程设计是单片机课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的训练，让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一步学习的热情，进一步掌握和利用C语言进行单片机程序设计的能力，熟练掌握键

2、盘、显示、A/D输入输出，I2C总线，温度传感器等知识点。二、设计任务及要求本课程设计的题目设计内容自选，学生可以根据平时的观察，了解单片机实验的应用系统，弄清其结构和功能，结合单片机课程及其相关的知识，充分发挥自身的想象力和创造力，自行选定设计项目，但总体应达到以下要求：1、用89C51CPU，12M时钟，常规的上电和手动复位电路 2、包括34矩阵键盘3、LCD显示显示器及接口4、一路蜂鸣器输出5至少有2路输入信号，可以是模拟量或数字量三、设计时间进度安排时间内容周一一、布置设计内容和要求1、 实习内容介绍、实习安排、实习纪律、注意事项2、 根据所选题的要求，进行总体设计，确定程序总体框架周

3、二、三（2天）二、系统设计1) 利用单片机实验箱,进行AD微调, AD微调的结果在LCD上显示,2)在LCD上有上下限值,通过矩阵键盘来设置。3)若AD微调的值超过上限或是下限则蜂鸣器发出声音。周四（1天）三、系统调试1)矩阵键盘加防抖程序测试2)AD两路输入分别调试最大值和最小值，观察系统的变化3)蜂鸣器要在上下限超出时分别发出不同的声音。周五（1天）四、测试完整程序与报告上交1、要求功能完整，结果符合设计要求，并进行程序验收。(答辩)2、完成实习报告的编写，并打印上交报告。四、报告书写格式1、课程设计任务书2、设计项目简介A/D转换A/D转换3、电路原理图1、STC89C51功能简图2、蜂

4、鸣器矩阵键盘LCDAD-DA转化实体液晶屏电路图4、系统功能描述系统可以通过AD-DA模块进行采样，通过液晶屏显示出来，并对采样的数据与之前设定的上下限做比较，且如果采样的两路值的任何一路大于或小于设定的上限或下限，蜂鸣器会发出报警的声音。5、程序框图LCD初始化： 检查LCD状态： 写指令到LCD： 写数据到LCD： 键盘扫描： 判断键盘是否有键按下 AD转换值比较：I2C启动： I2C终止： I2C接收： I2C发送： 六、程序清单：#include #include #define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define _

5、Nop() _nop_()void KeyScan(); void Dispaly(uchar k); sbit P13=P13; /键盘sbit P12=P12;sbit P11=P11;sbit rs=P26; /lcdsbit rw=P25;sbit E=P27; sbit scl=P21; /i2csbit sda=P20;sbit bee=P23; bit ack; /*应答标志位*/uchar i2c_Buffer4; /数据缓冲uint Voltage=0,0,0,0; uchar table=U1: . ;uchar table2=U2: . ;uchar LCD_table=

6、U3: . V ; uchar LCD_table1=U4: . V ; uchar key,temp, kmax,kmin,kmax1,kmin1, kk, t, y=0; void delay(uint ms) uint i,j; for (j=0;jms;j+) for (i=0;i120;i+); void delayus(uint us) uint i,j; for (j=0;jus;j+) for (i=0;i12;i+); bit LCD_Busy_Check() /忙指令 bit Result; rs=0; rw=1; E=1; delayus(4); Result=(bit)

7、(P0&0x80); E=0; return Result; void write_command(uchar command) /写命令 while(LCD_Busy_Check() ) ; rs=0; rw=0; P0=command; E=1; E=0; void write_data(uchar data0) /写数据 while(LCD_Busy_Check() ) ; rs=1; rw=0; P0=data0; E=1; E=0; void LCD_Set_Position(uchar pos) /放置位置 write_command(pos | 0x80); void LCD_D

8、isplay_A_Line(uchar Line_Addr,uchar s) uchar i; LCD_Set_Position(Line_Addr); for(i=0;i16;i+) write_data(si); void LCD_Set_Position1(uchar pos) write_command(pos | 0xc0); void LCD_Display_A_Line1(uchar Line_Addr,uchar s) uchar i; LCD_Set_Position1(Line_Addr); for(i=0;i16;i+) write_data(si); void i2c_

9、start()/起始 sda=1; /*发送起始条件的数据信号*/ _Nop(); scl=1; _Nop(); /*起始条件建立时间大于4.7us,延时*/ _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); sda=0; /*发送起始信号*/ _Nop(); /* 起始条件锁定时间大于4s*/ _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); scl=0; /*钳住I2C总线，准备发送或接收数据 */ _Nop(); _Nop(); void i2c_stop()/终止 sda=0; /*发送结束条件的数据信号*/ _Nop(); /*发送结束条件的时钟信号*/

10、scl=1; /*结束条件建立时间大于4s*/ _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); sda=1; /*发送I2C总线结束信号*/ _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); void i2c_ack(bit a)/应答 if(a=0)sda=0; /*在此发出应答或非应答信号 */ else sda=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); scl=1; _Nop(); _Nop(); /*时钟低电平周期大于4s*/ _Nop(); _Nop(); _Nop(); scl=0; /*清时钟线，钳住I2C总线以便继续接收

11、*/ _Nop(); _Nop(); void i2c_write(uchar c)/写数据 unsigned char BitCnt; for(BitCnt=0;BitCnt8;BitCnt+) /*要传送的数据长度为8位*/ if(cBitCnt)&0x80)sda=1; /*判断发送位*/ else sda=0; _Nop(); scl=1; /*置时钟线为高，通知被控器开始接收数据位*/ _Nop(); _Nop(); /*保证时钟高电平周期大于4s*/ _Nop(); _Nop(); _Nop(); scl=0; _Nop(); _Nop(); sda=1; /*8位发送完后释放数据

12、线，准备接收应答位*/ _Nop(); _Nop(); scl=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); if(sda=1)ack=0; else ack=1; /*判断是否接收到应答信号*/ scl=0; _Nop(); _Nop(); uchar i2c_read()/读数据 uchar retc, BitCnt; retc=0; sda=1; /*置数据线为输入方式*/ for(BitCnt=0;BitCnt8;BitCnt+) _Nop(); scl=0; /*置时钟线为低，准备接收数据位*/ _Nop(); _Nop(); /*时钟低电平周期大于4.7s*/ _Nop()

13、; _Nop(); _Nop(); scl=1; /*置时钟线为高使数据线上数据有效*/ _Nop(); _Nop(); retc=retc1; if(sda=1)retc=retc+1; /*读数据位,接收的数据位放入retc中 */ _Nop(); _Nop(); scl=0; _Nop(); _Nop(); return(retc); void ADC_PCF8591(uchar CtrlByte) /连续读入4路通道ad转换存入 i2c_Buffer uchar i,j; i2c_start(); i2c_write(0x90); /写 if(ack=0)return; i2c_wri

14、te(CtrlByte); if(ack=0)return; i2c_start(); i2c_write(0x91); /读 if(ack=0)return; i2c_read();/ 空读数据 i2c_ack(j); for(i=0;ikmax) temp=kmin;kmin=kmax;kmax=temp; if(aakmax ) bee=!bee; delayus(1); if(aakmin ) bee=!bee; delayus(100); void main() uchar i; bee=1; delay(15); /lcd初始化 write_command(0x38); /设置8位

15、格式，2行，5x7 delay(5); write_command(0x38); delay(5); write_command(0x38); delay(5); write_command(0x0e); delay(5); write_command(0x06); delay(5); / write_command(0x01); / delay(5);/ write_command(0x08); / delay(5); for (i=0;isizeof(table)-1;i+) write_data(tablei); delay(1); write_command(0xc0+0x01); /

16、换行 delay(5); for (i=0;isizeof(table2)-1;i+) write_data(table2i); delay(1); while(1) while(kk!=100) KeyScan(); ADC_PCF8591(0x04); Convert_To_Voltage(i2c_Buffer0); /第一个通道 com_(i2c_Buffer0); LCD_table3=Voltage2; LCD_table5=Voltage1; LCD_table6=Voltage0; Convert_To_Voltage(i2c_Buffer2); /第二通道 com_(i2c_B

17、uffer2); LCD_table13=Voltage2; LCD_table15=Voltage1; LCD_table16=Voltage0; LCD_Display_A_Line(0x08,LCD_table); LCD_Display_A_Line1(0x08,LCD_table1); void KeyScan() /键盘扫描程序 kk=0; P1=0xFF; P11=0; delay(1); temp=P1; temp&=0xF0; if(temp !=0xF0) switch(temp) case 0xe0:key=0;break; case 0xd0: key=1;break;

18、 case 0xb0: key=2;break; case 0x70: key=3;break; Dispaly(key); P1=0xFF; P12=0; delay(10); temp=P1; temp&=0xF0; if(temp !=0xF0) switch(temp) case 0xe0: key=4;break; case 0xd0: key=5;break; case 0xb0: key=6;break; case 0x70: key=7;break; if(key=7) kk=100; Dispaly(key); P1=0xFF; P13=0; delay(10); temp=

19、P1; temp&=0xF0; if(temp !=0xF0) switch(temp) case 0xe0: key=8;break; case 0xd0: key=9;break; case 0xb0: key=10;break; case 0x70: key=11;break; Dispaly(key); void Dispaly(uchar k) if(k=10) write_command(0x80+0x04); delay(1); y=2; if(k=11) write_command(0x80+0x06); delay(1); y=3; if(k=8) write_command

20、(0xc0+0x04); delay(1); y=1; if(k=9) write_command(0xc0+0x06); delay(1); y=4; if(k7) write_data(k+0x30);delay(200); if(y=1)kmin=k*51; if(y=2)kmax=k*51; if(y=3)kmax1=k/10*51; if(y=4)kmin1=k/10*51; kmax=kmax+kmax1; kmin=kmin+kmin1; 七、收获与体会：通过为期一周的单片机课程设计，我从中学到了很多。首先，通过该课程设计我们对单片机的应用有了进一步的了解，知道把课堂的理论知识结

21、合起来，加以设计，就能初步将设计方案的大纲列出来。其次，在起初开始设计的时候，有点无从入手，最后在关老师的循循善诱下逐渐开始尝试着入手。一开始写键盘的程序就遇到了问题，经过无数次尝试后终得到解决了。而在随后的其他程序编程中也是问题不断，通过对理论知识的学习和不断的尝试，最后也完成了本次”数字电压表”的设计。最后，谈谈本次课设的感受:虽然期间困难很多，但收获也不少，看似复杂的问题只要多加学习，多花时间钻研，总是会得到解决的；在设计中原理和各芯片的结构都非常重要，可以帮我们更好的理解它的工作原理，进而帮助我们更好地设计程序框图；本课程设计提高了我们的独立思考能力和实验实践操作能力，同时也让我们对单片机有了更多的兴趣。