实验三 简易数字电压表设计.docx

1、实验三 简易数字电压表设计电子系统实验报告 实验三 简易数字电压表设计 姓 名 张巧玲 指导教师 贾立新 课 程 电子系统设计与实践 专业班级 自动化1004班 学 院 信息工程学院 一、设计题目 采用C8051F360单片机最小系统设计一简易数字电压表，实现对02.4V直流电压的测量，原理框图如图1所示。模拟输入电压通过一只1 k电位器产生，采用C8051F360 单片机内部的A/D 转换器将模拟电压转换成数字量后换算成电压值，用十进制的形式在LCD上显示。A/D 转换的输入模拟信号由实验板PR3 电位器产生的03.3V 的直流电压信号，用一根杜邦实验线将J8 的03.3V 输出插针与J7

2、口的P2.0 插针相连。注意A/D 转换器模拟输入电压的范围取决于其所选择的参考电压，如果A/D 转换器选择内部参考电压源，其模拟电压的范围为02.4V，如果选择外部电源作为参考电压，则其模拟输入电压范围为03.3V。测试时，A/D转换器的模拟输入信号可通过一个电位器产生。图1 简易数字电压表实验示意框图二设计方案（1） 简易数字电压表设计程序流程图如图2所示。 图2 简易数字电压表设计程序中A/D转换和计时流程图（2） 简易数字电压表实验板连接图如图3所示。此外，还需用一根杜邦实验线将J8 的03.3V 输出插针与J7 口的P2.0 插针相连。 图3简易数字电压表设计实验板接线图3、详细设计

3、1.简易数字电压表设计相应C8051F360和LCD初始化程序内部振荡器初始化： OscInit()I/O端口初始化： PortIoInit()外部数据存储器接口初始化： XramInit()定时器初始化： TimerInit()中断系统初始化： Int0Init()ADC0初始化： void ADC_Init()PCA初始化： Int0Init()2. 电压转换方式 将电压转换成十进制：AT=ADC0H*256+ADC0L;volt=AT*3.31/1024;voltage=volt*1000;for(i=0;i4;i+) vi=voltage%10; voltage=voltage/10;

4、3. LCD显示接口的设计当时间到达设定值，即0.5s后，执行以下程序将所测的电压值在LCD屏幕上第三排显示出来。WriteCom(0x8C);WriteData(v3+0x30);WriteData(0x2e);WriteData(v2+0x30);WriteData(v1+0x30);WriteData(v0+0x30);4.实验中AD转换方式选用逐次逼近型，A/D转换完成后得到10位数据分为高低字节存放在寄存器ADCOH和ADC0L中，此处选择右对齐，转换时针为2MHZ。5.选择内部参考电压2.4伏为基准（在实际单片机调试中改为3.311伏），正端接P2.0，负端接地。四、测试结果 在0

5、V3.3V中取十组测试数据，每组间隔约为0.3V左右，实验数据如表4-1所示V实际 （V） V显示 （V） 相对误差（%） 简易数字电压表设计实验数据由表1可知，10组数据中最大误差的一组是：其余的误差都不超过 ，并且大部分数据误差都只有 左右，满足小于0.01V的设计误差要求，即本实验的设计可以满足实验要求。五、心得体会 通过这次对简易电压表的设计，我对单片机的最小系统设计有了新的理解，对于硬件和软件的配合也更熟练了。在这个实验中LCD显示模块的CPLD部分由FPGA充当，芯片本身自带程序，因而这个部分不需要再通过QUARTUS 软件进行编程。在参考电压选择过程中发现，单片机实际最大电压并不

6、是2.4v而是3.3v，则在转换中将3.3V替换2.4V即可。六代码附录/*简易数字电压表*/#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define WCOMADDR 0xC008 /写命令寄存器的地址#define WDATADDR 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#define KEYCS 0xC00Cuchar code hanzi = 简易数字电压表;uchar cod

7、e keynum=键值;uchar code keyc=次数;uint time=0;float volt;uint v4;uint AT,voltage;uchar keyn,keycode;void OscInit(); /内部振荡器初始化 void PortIoInit(); /I/O端口初始化void XramInit(); /外部数据存储器接口初始化void PcaInit(); /PCA初始化（设置看门狗定时器的工作状态）void InitDevice(); /内部资源初始化void CheckLcd(); /检查LCD是否空闲子程序void WriteCom(uchar n);

8、/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 code *a,uchar m,uchar k);/显示汉字子程序void TimerInit(); /定时器初始化void InterruptsInit(); /中断系统初始化void ADC_init(); /ADC0初始化 详见书本P144void Int0Init(); /外部中断初始化void main() uchar i; InitDevice(); /F360初始化 InsitiLcd(); /L

9、CD模块初始化 ADC_init(); DispHan(hanzi,0x90,0x0e); /显示“键盘显示测试程序” AD0BUSY=1; while(1) if(TF0=1) TF0=0; TL0=0xf0; TH0=0xd8; /重置时间常数10ms time+; if(time =49) time = 0; AT=ADC0H*256+ADC0L; volt=AT*0.003234; voltage=volt*1000; for(i=0;i4;i+) vi=voltage%10; voltage=voltage/10; WriteCom(0x8d); WriteData(v3+0x30)

10、; WriteData(0x2e); WriteData(v2+0x30); WriteData(v1+0x30); WriteData(v0+0x30); TR0=1; AD0BUSY=1; void ReadKey() interrupt 0 uchar xdata *addr; uchar c1,c2; addr=KEYCS; keycode=*addr; keycode&=0x0F; keyn+; DispHan(keynum,0x88,0x04); WriteCom(0x8b); if(keycode10) WriteData(0x30); WriteData(keycode+0x3

11、0); else c1=keycode%10; c2=keycode/=10; WriteData(c2+0x30); WriteData(c1+0x30); DispHan(keyc,0x98,0x04); WriteCom(0x9b); if(keyn=10) keyn=0; WriteData(keyn+0x30); void Int0Init() EA=1; IT01CF=0x05; EX0=1; IT0=1; void OscInit(void) /内部振荡器初始化 SFRPAGE=0x0f; /选择特殊功能寄存器页地址 OSCICL=OSCICL+4; OSCICN=0xc2; /

12、允许内部振荡器,频率除2作为SYSCLK=12MHz CLKSEL=0x00; /选择内部振荡器 SFRPAGE=0x00; void ADC_init() ADC0CF=0x28; / 选择内部参考电压2.4V为基准 ADC0CN=0x80; /正端接P2.0 AMX0P=0x08; /负端接地 AMX0N=0x1F; /右对齐，转换时针为2MHZ REF0CN=0x08; /写AD0BUSY启动A/D转换器 void TimerInit() TMOD=0x01; TH0=0xd8; TL0=0xf0; TR0=1; void InterruptsInit(void) EA=1; ET0=1

13、; EX0=1; PX0=1; IE0=0; void PortIoInit(void) /I/O口初始化 SFRPAGE=0x0f; P0MDIN=0xe7; /P0.3、P0.4模拟量输入 P0MDOUT=0x83; /P0.0、P0.1、P0.7推拉式输出 P0SKIP=0xf9; /P0.1、P0.2被交叉开关跳过 P1MDIN=0xff; /P1设置为数字量输入 P1MDOUT=0xff; /P1设置为推拉式输出 P1SKIP=0xff; /P1被交叉开关跳过 / P2MDIN=0xff; /P2设置为数字量输入/ P2MDOUT=0xff; /P2设置为推拉式输出/ P2SKIP=

14、0xff; P3MDIN=0xff; /P3设置为数字量输入 P3MDOUT=0xff; /P3设置为推拉式输出 P3SKIP=0xff; P4MDOUT=0xff; /P4.5设为OC输出，其余推拉式输出 XBR0=0x01; /使能UART XBR1=0xC0; /禁止弱上拉，交叉开关允许 SFRPAGE=0x00; return; 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 PcaInit(void) /PCA初始化 PCA0CN=0x40; /

15、允许PCA计数器/定时器 PCA0MD=0x00; /禁止看门狗定时器 return; void InitDevice(void) OscInit(); PortIoInit(); XramInit(); /SmbInit(); /UartInit(); ADC_init(); TimerInit(); InterruptsInit(); Int0Init(); PcaInit(); return; void CheckLcd() uchar temp = 0x00; uchar xdata *addr; while (1) addr=RCOMADDR; temp=*addr; temp &=

16、 0x80; if(temp = 0x00) break; void WriteCom(uchar n) uchar xdata *addr; CheckLcd(); addr=WCOMADDR; *addr=n; void WriteData(uchar m) uchar xdata *addr; CheckLcd(); addr=WDATADDR; *addr = m; void InsitiLcd() WriteCom(0x30); /设为基本指令集 WriteCom(0x01); /清屏 WriteCom(0x0c); /开整体显示 void DispHan( uchar code *a,uchar m,uchar k) / 书本177页有详细解释 uchar dat, i, j, length; length = k/2; WriteCom(m); for (i=0;i length;i+) j = 2*i; dat = aj; WriteData(dat); dat = aj+1; WriteData(dat); WriteData(0x3a); void DispShu( unsigned int a,uchar m) WriteCom(m); WriteData(a+0x30);