数字电压表

数字电压表

一、 任务目的

通过制作简易数字电压表，学习A/D转换芯片在单片机应用系统中的硬件接口技术，熟悉模拟信号采集与输出数据显示的综合程序设计与调试方法。进一步熟悉和了解了单片机内部定时器、I/O口的使用，以及芯片TLC1549的各管脚使用和说明，让这些知识融会贯通。基本了解数值的各种表达方法，锻炼独立设计、制作和调试应用系统的能力，深入领会单片机应用系统的硬件设计、模块化程序设计及软硬件调试方法等，并掌握单片机应用系统的开发过程。

二、 设计要求

采用A/D转换芯片TLC1549采集0~5V连续可变的模拟电压信号，转变为8位数字信号00~FFH后，送单片机处理，并在两位数码管上显示出00~5.0V（小数点不用显示）。0~5V的模拟电压信号通过调节电位器来获得。设计出电子琴的硬件电路，编写软件，用Proteus进行仿真实验，然后进行实物的软硬件调试，并撰写符合要求的实训报告。

三、 系统硬件电路设计

单片机的最小系统：单片机、复位电路和时钟电路。复位电路用于将单片机

内部各电路的状态恢复到初始值，时钟电路为单片机工作提供基本时钟，因为单片机内部由大量的时序电路构成，没有时钟脉冲即各个部分无法正常工作。

单片机的时钟信号用来提供单片机内各种微操作的时间基准，通常用两种电路形式得到：内部震荡和外部震荡方式；复位操作则使单片机的片内电路初始化，使单片机从一种确定的状态开始运行，当MCS-51系列单片机的复位引脚RST（全称RESET）出现2个机器周期以上的高电平是，根据应用的要求，上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作，并且在单片机运行期间，用开关操作也能使单片机复位，上电后，由于电容C3的充电和反相门得作用，使RST为一段时间的高电平，从而实现上电复位的操作。

显示电路：

模数（A/D）芯片：TLC1549系列具有串行控制、连续逐次逼近型的模数转换器，它采用两个差分基准电压高阻输入和一个三态输出构成三线接口，其中三态输出分别为片选（CS低电平有效），输入/输出时钟（T/O CLOCK），数据输出(DATAOUT)。由于TLC1549采用CMOS工艺，内部具有自动采样保持、可按比例量程校准转换范围、抗噪声干扰功能，而且开关电容设计使在满刻度时总误差最大仅为+-LSB（4.8mV），因此可广泛应用于模拟量和数字量得转换电路。

一、 软件设计

#include #include

#define nop _nop_()

unsigned int code led[]={0x11,0xd7,0x32,0x92,0xd4,0x98,0x18,0xd3,0x10,0x90}; void sepr(unsigned int a); void disp();

unsigned int chh,chl; sbit clk=P2^3; sbit dout=P2^4; sbit cs=P2^5; void main() {

while(1){

unsigned int result=0; unsigned int i,k; cs=1; nop; cs=0;

for(i=0;i<10;i++) {

clk=0; result=(result<<1)|dout; clk=1; nop; }

for(k=0;k<100;k++); cs=1;

sepr(result); disp(); } }

void sepr(unsigned int result) {

unsigned int ch; ch=result; chh=ch/410; ch=ch%410; chl=ch*10/410; }

void disp() {

unsigned int j; P1=led[chl]; P0_0=1;P0_1=0;

for(j=0;j<100;j++); P1=led[chh]; P0_0=0;P0_1=1; for(j=0;j<100;j++); }

二、 系统调试

硬件电路板中的器件连接好后，先用万用表测试电路中有无虚焊短接之处，测试无误后，将板子通电，进行静态调试。取好两根短的导线，一根导线的其中一端接地、另一端P0.0~P0.5口中的一个口，若数码管亮，再用另一根导线，其中异端接地，另一端与P1.0~P1.7依次接触，看数码管各段的亮灭情况，从而判断每个数码管各段的好坏及电路的是否正确。

根据任务要求编写软件程序。启动STC单片机ISP下载软件，选择单片机的型号STC89C52RC，在打开文件夹中找到自己编写的程序，文件形式为.HEX，把程序通过仿真器写入单片机，在把单片机放入硬件电路，接上电源，然后把数字电压表的两根表笔和电路相接，再调节可调电位器，看数码管显示的数值是否与数字电压表上的数值相等。

三、 心得体会

在制作数字电压表项目的过程中，让我又增长了很多知识。让我对51系列单片机的接口有了更深层次的理解，熟悉了一些单片机常用的外围电路引脚和连接方式。更让我懂得了理论和实际相结合才是学好技术的关键，有些在软件上面没有出现的问题，在硬件上面是会有的。只有根据实际的情况去做，才可以解决。