利用单片机AT89S51与ADC0809设计一个数字电压表.docx
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利用单片机AT89S51与ADC0809设计一个数字电压表
1．实验任务
利用单片机AT89S51与ADC0809设计一个数字电压表，能够测量0－5V之间的直流电压值，四位数码显示，但要求使用的元器件数目最少。
2．电路原理图
图1.28.1
3．系统板上硬件连线
a）把“单片机系统”区域中的P1.0－P1.7与“动态数码显示”区域中的ABCDEFGH端口用8芯排线连接。
b）把“单片机系统”区域中的P2.0－P2.7与“动态数码显示”区域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端口用8芯排线连接。
c）把“单片机系统”区域中的P3.0与“模数转换模块”区域中的ST端子用导线相连接。
d）把“单片机系统”区域中的P3.1与“模数转换模块”区域中的OE端子用导线相连接。
e）把“单片机系统”区域中的P3.2与“模数转换模块”区域中的EOC端子用导线相连接。
f）把“单片机系统”区域中的P3.3与“模数转换模块”区域中的CLK端子用导线相连接。
g）把“模数转换模块”区域中的A2A1A0端子用导线连接到“电源模块”区域中的GND端子上。
h）把“模数转换模块”区域中的IN0端子用导线连接到“三路可调电压模块”区域中的VR1端子上。
i）把“单片机系统”区域中的P0.0－P0.7用8芯排线连接到“模数转换模块”区域中的D0D1D2D3D4D5D6D7端子上。
4．程序设计内容
i.由于ADC0809在进行A/D转换时需要有CLK信号，而此时的ADC0809的CLK是接在AT89S51单片机的P3.3端口上，也就是要求从P3.3输出CLK信号供ADC0809使用。
因此产生CLK信号的方法就得用软件来产生了。
ii.由于ADC0809的参考电压VREF＝VCC，所以转换之后的数据要经过数据处理，在数码管上显示出电压值。
实际显示的电压值 （D/256*VREF）
5．汇编源程序
（略）
6．C语言源程序
#include
unsignedcharcodedispbitcode[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,
0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
unsignedcharcodedispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};
unsignedchardispbuf[8]={10,10,10,10,0,0,0,0};
unsignedchardispcount;
unsignedchargetdata;
unsignedinttemp;
unsignedchari;
sbitST=P3^0;
sbitOE=P3^1;
sbitEOC=P3^2;
sbitCLK=P3^3;
voidmain（void）
{
ST=0;
OE=0;
ET0=1;
ET1=1;
EA=1;
TMOD=0x12;
TH0=216;
TL0=216;
TH1=（65536-4000）/256;
TL1=（65536-4000）%256;
TR1=1;
TR0=1;
ST=1;
ST=0;
while
（1）
{
if（EOC==1）
{
OE=1;
getdata=P0;
OE=0;
temp=getdata*235;
temp=temp/128;
i=5;
dispbuf[0]=10;
dispbuf[1]=10;
dispbuf[2]=10;
dispbuf[3]=10;
dispbuf[4]=10;
dispbuf[5]=0;
dispbuf[6]=0;
dispbuf[7]=0;
while（temp/10）
{
dispbuf[i]=temp%10;
temp=temp/10;
i++;
}
dispbuf[i]=temp;
ST=1;
ST=0;
}
}
}
voidt0（void）interrupt1using0
{
CLK=~CLK;
}
voidt1（void）interrupt3using0
{
TH1=（65536-4000）/256;
TL1=（65536-4000）%256;
P1=dispcode[dispbuf[dispcount]];
P2=dispbitcode[dispcount];
if（dispcount==7）
{
P1=P1|0x80;
}
dispcount++;
if（dispcount==8）
{
dispcount=0;
}
}
利用单片机AT89S51与ADC0809设计一个数字电压表
2008-05-2214:
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1．实验任务利用单片机AT89S51与ADC0809设计一个数字电压表，能够测量0－5V之间的直流电压值，四位数码显示，但要求使用的元器件数目最少。
2．电路原理图
3．系统板上硬件连线
（1）．把“单片机系统”区域中的P1.0－P1.7与“动态数码显示”区域中的ABCDEFGH端口用8芯排线连接。
（2）．把“单片机系统”区域中的P2.0－P2.7与“动态数码显示”区域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端口用8芯排线连接。
（3）．把“单片机系统”区域中的P3.0与“模数转换模块”区域中的ST端子用导线相连接。
（4）．把“单片机系统”区域中的P3.1与“模数转换模块”区域中的OE端子用导线相连接。
（5）．把“单片机系统”区域中的P3.2与“模数转换模块”区域中的EOC端子用导线相连接。
（6）．把“单片机系统”区域中的P3.3与“模数转换模块”区域中的CLK端子用导线相连接。
（7）．把“模数转换模块”区域中的A2A1A0端子用导线连接到“电源模块”区域中的GND端子上。
（8）．把“模数转换模块”区域中的IN0端子用导线连接到“三路可调电压模块”区域中的VR1端子上。
（9）．把“单片机系统”区域中的P0.0－P0.7用8芯排线连接到“模数转换模块”区域中的D0D1D2D3D4D5D6D7端子上。
4．程序设计内容
i.由于ADC0809在进行A/D转换时需要有CLK信号，而此时的ADC0809的CLK是接在AT89S51单片机的P3.3端口上，也就是要求从P3.3输出CLK信号供ADC0809使用。
因此产生CLK信号的方法就得用软件来产生了。
ii.由于ADC0809的参考电压VREF＝VCC，所以转换之后的数据要经过数据处理，在数码管上显示出电压值。
实际显示的电压值 （D/256*VREF）
5．汇编源程序
（略）
6．C语言源程序
#include
unsignedcharcodedispbitcode[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,
0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
unsignedcharcodedispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};
unsignedchardispbuf[8]={10,10,10,10,0,0,0,0};
unsignedchardispcount;
unsignedchargetdata;
unsignedinttemp;
unsignedchari;
sbitST=P3^0;
sbitOE=P3^1;
sbitEOC=P3^2;
sbitCLK=P3^3;
voidmain（void）
{
ST=0;
OE=0;
ET0=1;
ET1=1;
EA=1;
TMOD=0x12;
TH0=216;
TL0=216;
TH1=（65536-4000）/256;
TL1=（65536-4000）%256;
TR1=1;
TR0=1;
ST=1;
ST=0;
while
（1）
{
if（EOC==1）
{
OE=1;
getdata=P0;
OE=0;
temp=getdata*235;
temp=temp/128;
i=5;
dispbuf[0]=10;
dispbuf[1]=10;
dispbuf[2]=10;
dispbuf[3]=10;
dispbuf[4]=10;
dispbuf[5]=0;
dispbuf[6]=0;
dispbuf[7]=0;
while（temp/10）
{
dispbuf[i]=temp%10;
temp=temp/10;
i++;
}
dispbuf[i]=temp;
ST=1;
ST=0;
}
}
}
voidt0（void）interrupt1using0
{
CLK=~CLK;
}
voidt1（void）interrupt3using0
{
TH1=（65536-4000）/256;
TL1=（65536-4000）%256;
P1=dispcode[dispbuf[dispcount]];
P2=dispbitcode[dispcount];
if（dispcount==7）
{
P1=P1|0x80;
}
dispcount++;
if（dispcount==8）
{
dispcount=0;
}
}
一要求
数字电压表的设计测量0～5v的8路输入电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。
测量最小分辨率为0.019v测量误差约为0.02v。
二设计报告
2.1设计如图，整机电路包括：
单片机时钟电路，复位电路，接受输出电路等。
单片机采用AT89S51芯片，A/D转换采用AD678芯片，通过译码器7448使LED固定显示电压值。
2.2AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元. AT89S51具有如下特点：
40个引脚，4kBytesFlash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。
此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。
空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
2.3在单片机数据采集电路的设计中，做到了电路设计的最小化，即没有任何附加逻辑器件做接口电路，实现单片机对AD678转换芯片的操作。
AD678是一种高档的，多功能的12位转换器。
由于其内部自带有采样保持器，高精度参考电源，内部时钟和三态缓冲数据输出等部件，所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统，而且一次A/D转换仅需要5ms。
在电路应用中，AD678采用同步工作方式，12位数字量输出采用8位操作模式，即12位转换数字量采用两次读取的方式，先读取器高8位，再读取其低4位。
根据时序关系，在芯片选择/CS＝0时，转换端/SC由高到低变化一次，即可启动A/D转换一次。
再查询转换结束端/EOC，看转换是否已经结束，若结束则使输出有效。
12数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE，现读取高字节，再读取低字节。
由于电路中采用AD678的双极性输入方式，输入电压范围使-5～5V，根据公式V＝10（V）/4096）*D。
即可计算出所测电压V值的大小。
式中D为被测直流电压转换后的12为数字量值。
2.4采用74LS138作为译码器，外加反向驱动电路74ALS04。
通过译码在LED显示电压的多少。
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