成都航空職業技術學院
《微控制器技術》
數字電壓表
課程設計
班級:組號：成員：
學號： 時間：2023年11月9～11月20日
前言隨著電子技術的迅速發展，特別是隨著大規模積體電路產生而出現的微型計算機，給人類生活帶來了根本的改變，如果說微型計算機的出現體現了現代科學研究得到了質的飛躍，那麼可以毫不誇張的說，微控制器技術的出現則是給現代工業測控領域帶來了一次新的技術革命。目前，微控制器以其高可靠性、高效能**比、在工業控制系資料採集系統、智慧型化儀器儀表、辦公自動化等諸多領域得到極為廣泛的應用，並以走入家庭，從洗衣機、微波爐到音響、汽車，到處都可見微控制器的蹤影，因此，微控制器技術開發和應用水平已逐步成為乙個國家工業發展水平的標誌之一。
什麼是微控制器呢？微控制器是指整合在乙個晶元上的微型計算機，也就是把組成微型計算機的各種功能部件，包括cpu、隨機訪問儲存器ram、唯讀儲存器rom、基本輸入\輸出介面電路、定時\計數器等部件製作在一塊晶元上，構成乙個完整的微型計算機，從而實現微型計算機的基本功能。
微控制器實質上是乙個晶元。它具有結構簡單、控制功能強、可靠性高、體積小、**低等優點，微控制器技術作為計算機技術的重要分支，廣泛的應用於工業控制、智慧型化儀器儀表、家用電器、電子玩具等各個領域。
目錄第一章計任務分析 4
1.1 課程設計的要求、目的及意義 4
1.2 簡易數字電壓表的系統轉換圖 5
1.3 課程設計器材 5
第二章各模組詳細介紹 8
2.1 at89ｃ51微控制器系統 8
2.1.1 at89c51的主要特性 9
2.1.2 at89c51的管腳說明： 9
2.2 模數轉換模組 12
2.2.1 模組主要特性 13
2.2.2 模組內部結構 13
2.2.3 模組外部特性（引腳功能） 13
2.3 可調電壓模組 14
2.4 四位led數碼顯示器 15
2.5 各模組直接引腳設計和連線方法 15
第三章程式設計 18
3.1 流程圖 18
3.2 源程式 19
3.3 程式執行效果顯示圖 22
設計總結 24
附錄 27
參考文獻 27
第一章計任務分析
拿到任務書之後，我們組仔細閱讀了任務要求，由於有關a/d轉換的內容，老師在上課時並沒有講到，我們組先仔細閱讀分析了課本第六章a/d與d/a轉換介面的內容。開始的時候，我們組想參考課本的內容進行課程設計，但事實證明，課本的程式總是報錯，而且電路要求也與我們的任務書有很大區別。
然後我們放棄該計畫，決定參考圖書館的書本和網上的資料，從**： 和圖書館的課本《8051微控制器實踐與應用》獲取相關內容，制定任務計畫，我們組制定的任務計畫如下：
1. 分析畫電路所需的器材，查詢所需器材的**，初步畫出功能電路圖。
2. 通過查閱資料，詳細了解有關各模組的功能及接法。
3. 在proteus 中畫出詳細的電路圖。
4. 在keil中編寫源程式，除錯到沒有錯誤為止。
5. 實現keil與proteus的聯調。
6. 除錯源程式，直到proteus中的顯示器能夠正確穩定的顯示輸出為止。
1.1 課程設計的要求、目的及意義
要求:採用a/d轉換晶元adc0808採集0~5v連續可變的模擬電壓訊號，轉換為8位數碼訊號00~ffh後，送微控制器處理，並在四位液晶顯示器上顯示出0.000~5.
000v。0~5v的模擬電壓訊號通過調節滑動變阻器來獲得。
目的：通過本次課程設計，鞏固和加深「微控制器原理與應用」中的理論知識，了解和應用**軟體，結合軟硬體，基本掌握微控制器的應用的一般設計方法，提高電子電路的設計和實驗能力，並且提高自身查詢和運用資料能力。
意義：通過本次課程設計，使得理論知識系統化，從中或得一些實戰工作經驗，提高個人與團體指揮的作用。
1.2 簡易數字電壓表的系統轉換圖
簡易數字電壓表的系統轉換如圖1.2所示
軟體產生
clk訊號
電壓變化
模擬信訊號
圖1.2 系統轉換圖
1.3 課程設計器材
簡易數字電壓表硬體電路如圖1.1所示,該電路包括微控制器、復位電路、晶振電路、電源電路、adc0808組成的模數轉換電路及由四位數碼管組成的顯示電路。
圖1.1 簡易數字電壓表電路
簡易數字電壓表的元器件清單如表1.1所示
表1.1 簡易數字電壓表的元器件清單
第二章各模組詳細介紹
2.1 at89ｃ51微控制器系統
微控制器at89c51(如圖2.1)是乙個低功耗，高效能cmos 8位微控制器，片內含4k bytes sp(in-system programmable)的可反覆擦寫1000次的flash唯讀程式儲存器，器件採用atmel公司的高密度、非易失性儲存技術製造，相容標準 mcｃ-51指令系統及80c51引腳結構，晶元內整合了通用8位**處理器和isp flash儲存單元，功能強大的微型計算機的at89c51可為許多嵌入式控制應用系統提供高價效比的解決方案。
at89c51具有如下特點：40個引腳，4k bytes flash片內程式儲存器，128 bytes的隨機訪問資料儲存器（ram），32個外部雙向輸入/輸出（i/o）口，5個中斷優先順序2層中斷巢狀中斷，2個16位可程式設計定時計數器,2個全雙工序列通訊口，看門狗（wdt）電路，片內時鐘振盪器。
此外，at89c51設計和配置了振盪頻率可為0hz並可通過軟體設定省電模式。
圖2.1 at89c51空閒模式下，cpu暫停工作，而ram定時
計數器，序列口，外中斷系統可繼續工作，掉電模式凍結振盪器而儲存ram的資料，停止晶元其它功能直至外中斷啟用或硬體復位。同時該晶元還具有pdip、tqfp和plcc等三種封裝形式，以適應不同產品的需求。
2.1.1 at89c51的主要特性
8031 cpu與mcc-51 相容
4k位元組可程式設計flash儲存器(壽命：1000寫/擦迴圈)
全靜態工作：0hz-24khz
**程式儲存器保密鎖定
128*8位內部ram
32條可程式設計i/o線
兩個16位定時器/計數器
6個中斷源
可程式設計序列通道
低功耗的閒置和掉電模式
片內振盪器和時鐘電路
2.1.2 at89c51的管腳說明：
vcc：供電電壓。
gnd：接地。
p0口：p0口為乙個8位漏級開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當p1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。
p0能夠用於外部程式資料儲存器，它可以被定義為資料/位址的第八位。在fiash程式設計時，p0 口作為原碼輸入口，當fiash進行校驗時，p0輸出原碼，此時p0外部必須被拉高。
p1口：p1口是乙個內部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩衝器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1後，被內部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由於內部上拉的緣故。
在flash程式設計和校驗時，p1口作為第八位位址接收。
p2口：p2口為乙個內部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩衝器可接收，輸出4個ttl門電流，當p2口被寫「1」時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。並因此作為輸入時，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。
這是由於內部上拉的緣故。 p2口當用於外部程式儲存器或16位位址外部資料儲存器進行訪問時，p2口輸出位址的高八位。在給出位址「1」時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位位址資料儲存器進行讀寫時，p2口輸出其特殊功能暫存器的內容。
p2口在flash程式設計和校驗時接收高八位位址訊號和控制訊號。
p3口：p3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個ttl門電流。當p3口寫入「1」後，它們被內部上拉為高電平，並用作輸入。
作為輸入，由於外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由於上拉的緣故。
微控制器數字電壓表設計
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