proteus课程设计--AD0809Word文件下载.doc

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《Proteus》课程设计报告

吴亚军学号：

0908050140

一、设计任务内容

如下列框图，当按下K1时，显示器显示模拟信号V1的测量值；

当按下K2时，显示器显示模拟信号V2的测量值。

信号源可以采用传感器或信号发生器产生。

结合Proteus完成：

1、设计的硬件电路图；

2、软件操作流程图；

3、运行的结果界面抓图；

4、附设计的程序代码。

二、设计分析

在做一个单片机系统时，常常会遇到这样那样的数据采集，在这些被采集的数据中，大部分可以通过我们的I/O口扩展接口电路直接得到，而本设计要求使用51单片机，由于51单片机大部分不带AD转换器，所以模拟量的采集就必须靠外部A/D来实现。

再者，可以利用AT89C51单片机自带外部中断INT0,INT1来实现模拟数据采集通道的转换。

三、整体设计

摘要：

以AD0808模数转换器和AT89C51单片机为核心，进行实时电压数据采集，数据处理与显示。

本设计显示采用4位数码管（共阴），利用AT89C51单片机自带外部中断INT0,INT1来实现数据采集通道的转换，使用滑动变阻器作为采集的信息源。

采用Proteus和Keiluvision3为开发工具，软件设计采用模块化编程。

关键字：

AT89C51、电压采集、ADC0808、proteus

1）系统总体设计方案及实现方框图

电源模块

AT89C51单片机

采集数据

模拟数据

显示模块

独立按键

系统设计方框图

2）硬件设计：

显示模块：

LED数码管是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。

LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。

图2是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。

引脚图

本设计采用4位共阴数码管，其内部结构原理如下图

共阴极LED数码管的内部结构原理图

LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数位。

共阴数码管显示数字对应的二进制电平信号如下图

A/D转换器：

1、ADC0808的逻辑结构

ADC0808是8位逐次逼近型A/D转换器。

它由一个8路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成（见下图）。

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。

ADC0808结构图

2、ADC0808的工作原理

IN0－IN7：

8条模拟量输入通道

ADC0808对输入模拟量要求：

信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；

输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。

地址输入和控制线：

4条。

ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。

当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。

A，B和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。

通道选择表如下表所示。

C

B

A

选择的通道

IN0

1

IN1

IN2

IN3

IN4

IN5

IN6

IN7

数字量输出及控制线：

11条

ST为转换启动信号。

当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；

下跳沿时，开始进行A/D转换；

在转换期间，ST应保持低电平。

EOC为转换结束信号。

当EOC为高电平时，表明转换结束；

否则，表明正在进行A/D转换。

OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。

OE＝1，输出转换得到的数据；

OE＝0，输出数据线呈高阻状态。

D7－D0为数字量输出线。

CLK为时钟输入信号线。

因ADC0808的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ，

VREF（＋），VREF（－）为参考电压输入。

3、ADC0808应用说明

（1）．ADC0808内部带有输出锁存器，可以与AT89C51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。

AD0808的启动方式为脉冲启动方式，启动信号START启动后开始转换，EOC信号在START的下降沿10us后才变为无效的低电平。

这要求查询程序待EOC无效后再开始查询，转换完成后，EOC输出高电平，再由OE变为高电平来输出转换数据。

我们在设计程序时可以利用EOC信号来通知单片机（查询法或中断法）读入已转换的数据，也可以在启动AD0809后经适当的延时再读入已转换的数据。

AD0808的数据输出公式为：

Vout=Vin*255/5=Vin*51,其中Vin为输入模拟电压，Vout为输出数据。

当输入电压为5V时，读得的数据为255再乘以2，得510。

我们用510*98%得499,再将百位数码管的小数点点亮，显示为４.99V，显示值与输入值基本吻合。

3）软件平台及程序流程图：

Proteus智能原理图设计（ISIS）：

丰富的器件库：

超过27000种元器件，可方便地创建新元件；

智能的器件搜索：

通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；

智能化的连线功能：

自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；

支持总线结构：

使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；

可输出高质量图纸：

通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。

本次使用元器件名称截图：

Keiluvision4：

2009年2月发布KeilμVision4，KeilμVision4引入灵活的窗口管理系统，使开发人员能够使用多台监视器，并提供了视觉上的表面对窗口位置的完全控制的任何地方。

新的用户界面可以更好地利用屏幕空间和更有效地组织多个窗口，提供一个整洁，高效的环境来开发应用程序。

新版本支持更多最新的ARM芯片，还添加了一些其他新功能。

　　2011年3月ARM公司发布最新集成开发环境RealViewMDK开发工具中集成了最新版本的KeiluVision4，其编译器、调试工具实现与ARM器件的最完美匹配。

程序流程图:

外部中断初始化

IO口初始化

While死循环

ADC0808初始化

开始

Y

转换采集通道

N

是否有

外部中断

AD采集是否完成

读取数据

数据处理并显示

四、设计体会

本次Protues课程设计采用AT89C51单片机设计2路数据采集系统，在本次设计中,查阅了大量资料,经过多天的不断努力才完成的。

在这次课程设计中，我切身感受到了动手能力的重要性，这对我以后的学习工作将产生深远影响。

在本次课程设计和撰写报告的过程中，我查阅了许多文献资料，从中学到了很多有关系统开发和程序调试方面等的知识。

在软件开发过程中掌握了一些技术难题的解决方法和技巧，巩固和加深了所学知识的理解，能够把所学的知识与实践相结合，培养了认真严谨的学习态度，为以后开发软件积累了大量的经验，提高了分析问题和解决问题的能力。

五、参考文献

【1】张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计.2006年10月第二版

【2】ADC0808datasheet，AT89C51datasheet

【3】侯玉宝/陈忠平/李成群基于proteus的51系列单片机设计与仿真2005

【4】郭天祥10天学会单片机和C语言编程

【5】电子技术论坛

六、附录--设计截图

Protues整体设计图

Keil编辑界面

信号源A/D转换器

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