本课程设计文档详细介绍了利用51单片机和PCF8591模数转换器构建数字电压表的过程,包括硬件电路搭建、软件编程及系统调试等步骤。
课程名称:微机原理课程设计
题目:数字电压表
摘要:
单片微型计算机简称单片机(MCU),是典型的嵌入式微控制器。它集成在一个芯片上,相当于一个小型的计算机系统,包含运算器、控制器、存储器和输入输出设备等部分。与传统的计算机相比,单片机体积小、重量轻且成本低,并为学习者提供了便利条件。
在本设计中采用的是STC89C52型单片机,这是由STC公司生产的一种高性能的CMOS 8位微控制器,具有8K字节可编程Flash存储器。它使用了经典的MCS-51内核,并且进行了改进以提供额外的功能。该芯片包括有:8k 字节的Flash存储器、512字节RAM、32个I/O口线以及内置看门狗定时器和4KB EEPROM等。
本设计的目标是以STC89C52单片机为核心,配合外围电路来实现数字电压表的功能,并通过软件Proteus进行仿真以获取实验结果。关键词:STC89C52、仿真、中断、数字电压表、数码管显示
目录:
1. 任务要求
- 设计任务
- 设计要求
- 发挥部分
- 创新部分
2. 方案总体设计与论证
3. 硬件设计
4. 软件设计
5. 系统仿真与调试
6. 设计总结与心得体会
7. 参考文献
一、任务要求:
1.1 设计任务:使用所学的单片机及编程知识,通过PCF8591 A/D转换芯片将电阻值转化为电压,并在四位数码管上显示出来。
1.2 设计要求:利用软硬件知识编写数字电压表功能程序。绘制并焊接70mm*90mm PCB板上的模拟电路图,下载编写的程序到单片机中进行验证,确认其正确性与符合度。
1.3 发挥部分:使用PCF8591 A/D转换芯片调节电阻值以改变电压,并在数码管上显示。同时通过LED来实时反映电压大小的变化。
1.4 创新部分:将测量范围扩大至可调挡形式,如支持测量0-20V等不同量程的电压。
二、方案总体设计与论证:
本次实验采用STC89C52单片机为核心,并通过P0口连接上拉电阻驱动数码管段码显示;使用P1.0和P1.1引脚分别接PCF8591芯片SCL和SDA引脚来实现I2C通信。将可调电阻接入AIN0端,当调节该电阻时,电压变化被实时转换并由单片机处理后,在数码管上显示出来;同时通过外接LED反映电压大小的变化。
经过对比分析确定采用方案一:使用附加的发光二极管来体现电压大小,这使得效果更加直观清晰。设计框图和系统功能图如文中所示。
总体工作原理是利用STC89C52单片机强大的I/O接口及内部资源实现对A/D转换结果的数据处理与显示,并通过LED实时反映当前的电压值变化情况。