完整版基于8051单片机的简易数字电压表毕业设计论文.docx

1、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

2、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05.0V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

3、）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+5V3：VO对比度调整，接电位器4：DI(CS*)片选，也叫使能，接+5V5：RW(SID*)数据输入端6：E(SCLK*

4、)时钟输入端714：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+5V16：NC空引脚，不需要连接17：RSTB复位端，低电平有效，一般接+5V18：VEE对比度调整,接电位器19：BLA背光正极，接+5V20：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Keil Vision4进行程序

5、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=ADC0H256+ADC0L，得到的实际电压为volt=AD_data3.31023，通过AD0INT位，判断AD转换是否结

6、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RDATADDR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10.4490.4450.89%21.0801.0740.56%31.6531.6510.12%42.5702.5670.12%53.1003.0960.13%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

7、用了Keil Vision4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 #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define LEDENCS 0xC004 LCD模块背光控制片选信号#define WCOMADDR 0xC008 写命令寄存器的地址#define WDATADDR

8、 0xC009 写数据寄存器的地址#define RCOMADDR 0xC00A 读命令寄存器的地址#define RDATADDR 0xC00B 读数据寄存器的地址uint num=0; uchar LEDCON=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，*sbit START=P30;sbit SW0=P31;sbit SW1=P33;uchar code ); Lcd写指令子程序void WriteData(uchar m); Lcd写数据子程序void InsitiLcd(); Lcd初始化子程序void DispHan( uchar c

9、ode *a,uchar m,uchar k);显示汉字子程序void DispShu( uint a,uchar m); 数字显示程序* 主函数*void main() uchar xdata *addr; InitDevice(); InsitiLcd(); addr=LEDENCS; LEDCON=LEDCON; *addr=LEDCON; DispHan(; void XramInit(void) 外部数据储存器初始化 SFRPAGE=0x0f; EMI0CF=0x07; 引脚复用方式 SFRPAGE=0x00; return; void SmbInit(void) I2C总线初始化

10、SMB0CF=0xc1; 定时器T1溢出作为时钟 return; void UartInit(void) 异步串口通信接口初始化 SCON0=0x00; 10位UART return; void DacInit(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; void AdcInit(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

11、 P2.0 AMX0N=0X1F; EIE1=0x08; 允许ADC中断 return; void Int0Init(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; void PcaInit(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; void InterruptsInit(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; voi

12、d InitDevice(void) OscInit(); PortIoInit(); XramInit(); SmbInit(); UartInit(); DacInit(); AdcInit(); Int0Init(); PcaInit(); InterruptsInit(); TimeInit(); return; * 检查LCD是否空闲子程序*void CheckLcd() uchar temp = 0x00; uchar xdata *addr; while (1) addr=RCOMADDR; temp=*addr; temp &= 0x80; if(temp = 0x00) break; * Lcd写指令子程序*void WriteCom(uchar n) uchar xdata *addr; CheckLcd(); addr=WCOMADDR; *addr=n; * Lcd写数据子程序*void WriteData(uchar m) uchar xdata *addr; CheckLcd(); addr=WDATADDR; *addr = m; * Lcd初始化子程序*void InsitiLcd() WriteCom(0x