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基于51单片机数字电压表的设计1、PCB原理图2、Proteus 仿真图3、设计目标3.1、基本功能3.2、主要技术参数
4、总设计框图5、硬件设计分析5.1、电源的设计5.2、单片机最小系统5.3、模数转换
6、软件设计的组成7、元件清单8、程序源码9、资源获取
注:本毕设资源可在微信公众号:“Kevin的学习站” 中获取! 基于51单片机数字电压表的设计 1、PCB原理图
利用51单片机作为主控芯片,模拟量输入范围直流0v-5v。模拟量经A/D(ADC0809)模数转换芯片,把模拟量转换为数字量输入到单片机的P0口,再由单片机控制LCD1602液晶显示模拟量输入的电压值。 3.2、主要技术参数测量电压范围:0v至5v A/D转换器:ADC0809(8位模数转换器)。 显示方式: LCD1602液晶 4、总设计框图此次设计的是数字电压表,要求的电压范围是0~5v。系统设计主要包括四个部分:分别是电源模块、AD模数转换部分、51单片机最小系统部分、数码管显示部分。首先由单片机初始化ADC0809模数转换芯片和共阴数码管显示,当外接被测电压后,ADC0809将模拟电压信号转换为数字信号输入到单片机的I/O口,通过单片机处理后将电压的大小显示在LCD1602液晶上面。 以AT89C51单片机为核心,起着控制作用。系统包括LCD1602液晶显示电路、复位电路、时钟电路、模数转换电路电路。设计思路分为五个模块:复位电路、晶振电路模块、AT89C51、LCD1602液晶显示电路、模数转换器电路这五个模块。 系统电源使用直流5伏。 由电脑USB接口提供电源。 USB是通用串行总线(Universal Serial Bus)接口的简称。它是目前使用比较广泛的电脑接口之一,主要版本有1.0、1.1和最新的2.0三种版本。根据USB总线的工业标准,它可以提供额定功率为5V/500mA的电源供USB设备使用。 5.2、单片机最小系统51单片机是对目前所有兼容intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是intel的8031单片机,后来随着技术的发展,成为目前广泛应用的8为单片机之一。单片机是在一块芯片内集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路,又称为MCU。51系列单片机内包含以下几个部件: 一个8位CPU;一个片内振荡器及时钟电路; 4KB的ROM程序存储器; 一个128B的RAM数据存储器; 寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路; 32条可编程的I/O口线; 两个16位定时/计数器; 一个可编程全双工串行口; 5个中断源、两个优先级嵌套中断结构。 如图2-2-1所示为AT89C51单片机基本构造,其基本性能介绍如下: AT89C51的主要特性如下表所示: 兼容MCS—51指令系统32个可编程I/O线4k字节可编程闪烁存储器可编程UARL通道三个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个外部中断源,共8个中断源256×8bit内部RAM2个读写中断口线可直接驱动LED软件设置睡眠和唤醒功能低功耗空闲和掉电模式单片机最小系统原理图
时钟信号的产生:在MCS-51芯片内部有一个高增益反相放大器,其输入端为芯片引脚XTAL1,其输出端为引脚XTAL2。而在芯片的外部,XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容,从而构成一个稳定的自激振荡器,这就是单片机的时钟振荡电路。 时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后,才成为单片机的时钟脉冲信号。 一般地,电容C2和C3取30pF左右,晶体的振荡频率范围是1.2-12MHz。如果晶体振荡频率高,则系统的时钟频率也高,单片机的运行速度也就快。 单片机复位使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态下,并从这个状态开始工作。单片机复位条件:必须使9脚加上持续两个机器周期(即24个振荡周期)的高电平。 5.3、模数转换ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道,8位逐次逼近式AD转换器。其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。 (1)主要特性: 1)8路输入通道,2位A/D转换器,即分辨率为8位。 2)具有转换起停控制端。 3)转换时间为100μs(时钟为640kHz时),130μs(时钟为500kHz时) 4)单个+5V电源供电 5)模拟输入电压范围0~+5V,不需零点和满刻度校准。 6)工作温度范围为-40~+85摄氏度 7)低功耗,约15mW。 (2)模数转换电路 该系统由延时子函数、LCD1602液晶忙检测子函数、LCD1602液晶写命令/写数据子函数、汉字显示子函数、LCD1602液晶显示字符串子函数、LCD1602液晶初始化子函数、ADC0809转换子函数、主函数和数据定义这几部分组成。
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