中国矿业大学徐海学院。
姓名学号：
专业电子科学与技术。
题目单片机电压采集装置。
专题单片机系统设计。
指导教师。设计地点。
时间2013.12—2014.1
2014 年 1月。
专业年级电科11级学号学生姓名
任务下达日期：2013年12 月 23日。
设计日期：2013 年12月24日至2014 年 1月3日。
设计题目： 单片机电压采集装置。
设计专题题目：单片机系统设计。
设计主要内容：
利用单片机学习板扩展出能够采样的电压装置。
设计要求：1、基本要求。
制作单片机电压采集装置。
电压采集功能在adc0809的0通道输入0～5v电压，实时显示被测电压值（显示精度0.001v，即显示1位整数，3位小数）。
2、扩展要求。
1、指定通道采集默认采集通道为0，按2：通道＋1，按3：通道－1。
通道自动循环电压采集功能：默认通道切换时间为2秒。
3、报警设置设置报警上限、下限。超过上线或者低于下线时led会亮。
4、可随意设置上、下限报警值（步长0.1v，默认下限为0v，上限为5v）。设置时，当下限≥上限（或上限≤下限）时予以提示，并拒绝接受数据。
5、超限报警后，蜂鸣器鸣叫。
指导教师签字：
摘要： 本次课程设计通过自己的单片机学习板完成，在其扩展部分采用扩展芯片的办法完成电压数据的采集。电压采集系统包括了学习板的主板部分和a/d扩展部分。
其中主板电路包括单片机的最小系统，键盘电路和8个led数码显示电路，这部分电路已制成电路板。扩展部分包含了a/d转换电路，单片机电压采集电路，通过调节电位器来改变输入的电压值，在主板电路的数码管中显示出所采集的电压值，该部分电路的布线部分是由工作自己手工完成的。在扩展部分有热敏电阻单元和光敏电阻单元作为整个系统的实际功能的体现。
本次课程设计运用c语言进行了编程，相对汇编语言来说c语言具有很强的灵活性。
关键词：单片机学习板 a/d转换 adc0809芯片电路图。
目录。1绪论 1
1.1系统总览 1
1.1.1课程的性质、目的和任务 1
1.1.2硬件部分 1
1.1.3软件部分 2
1.2系统设计方案 2
2 硬件电路设计 3
2.1 直流稳压电源 3
2.2单片机电路 3
2.2.1单片机电路板 3
2.2.2单片机最小系统 4
2.3a/d转换 4
2.3.1 adc0809内部结构 4
2.3.2 adc0809转换原理 5
2.3.3 adc0809转换原理** 5
2.3.4 ad转换电路 6
2.3.5电路设计 7
2.3.6采集数据和对应电压的转换 7
2.3.7检测ad转换是否结束 7
3软件设计 8
3.1系统框图 8
3.2正常采集 8
3.3循环采集 11
4系统调试 12
4.1 硬件部分 12
4.2 软件部分 12
5 总结 13
参考文献： 13
附录： 14
附录一电源印刷电路板布线图 14
附录二单片机板电路原理图 15
附录三 adc0809与单片机连接图 16
附录四单片机实物展示 17
附录五数码管显示电路 18
附录六程序总览 19
1绪论。1.1.1课程的性质、目的和任务。
单片机系统设计》是在学习《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机原理及应用》等相关理论课程之后，所设置的重要的综合性实践教学环节，课程的任务是通过选题的设计、安装和调试，巩固已学的理论知识，综合应用所学知识，进行电子系统的设计，从而培养工程实践能力、创新能力，培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过查阅资料、选定方案、设计电路、安装调试、写报告等过程，得到一次科学研究工作的启蒙训练，也为以后利用单片机开发电子产品奠定坚实的基础。
课程的任务是通过学生独立进行选题的设计、安装和调试，巩固已学的理论知识，综合应用所学知识，进行电子系统的设计，从而培养学生工程实践能力、创新能力，培养学生严肃认真的工作作风和科学态度。
通过查阅资料、选定方案、设计电路、安装调试、写报告等过程，使学生得到一次科学研究工作的启蒙训练，也为以后利用单片机开发电子产品奠定坚实的基础。
1.1.2硬件部分。
硬件部分整体框图如图1—1所示，其中单片机最小系统用的便是51学习板上的最小单片机系统。
图1-1 硬件框图。
1.1.3软件部分。
c语言是一种编译型程序设计语言，它兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能。目前，使用c语言进行程序设计已经成为软件开发的一个主流。用c语言开发系统可以大大缩短开发周期，明显增强程序的可读性，便于改进和扩充。
而针对8051的c语言日趋成熟，成为了专业化的实用高级语言。
c语言有以下的几个特点：
1．语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。
2．运算符丰富。
3．数据结构丰富。具有现代化语言的各种数据结构。
4．可进行结构化程序设计。
5．可以直接对计算机硬件进行操作。
6．生成的目标**质量高，程序执行效率高。
7．可移植性好。
本次实验要求设计电压采集装置，课程设计分设计、制作和调试三个部分。设计选题以单片机为核心，基本内容应包括单片机最小系统、键盘和led显示电路，以及设计系统涉及的其他电路。
系统硬件电路由标准电路和自制电路两部分组成。标准电路包括单片机最小系统、6个led数码管电路和键盘电路，这部分电路已制成电路板，可根据设计需要进行配置选用。自制电路需自行设计焊接，包含标准电路不具备的其他电路。
设计中采用了模数转换器，利用ad0809型8位mos型a/d转换器。可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，实现模拟信号到数字信号的转换。控制部分采用单片机89c52来完成。
显示部分利用led数码管显示模块，来显示采集到的电压分量。
2 硬件电路设计。
为使单片机工作需要提供＋5v和±12v的直流稳压电源，电源电路图如（图1）：电源印刷电路板图鉴附录1
工作原理：利用二极管对交流电进行整流，然后再经过稳压滤波，将直流电压稳定在相应的幅值上，经过半波整流得到5v的电压，经过全波整流得到+12v.-12v的电压。
2.2.1单片机电路板。
单片机电路板电路框图如图2；protel绘制的原理图见附录2；protel绘制的电路排版图见附录3。
2.2.2单片机最小系统。
cpu原理图。
该原理图包含单片机以及外部连接译码，锁存电路端口，其中的ale,rest为高电平时用来启动口控制数码输出显示，p3口的p3.3、p3.4、p3.
5控制按键，p1.1~p1.3控制通道选择。
晶振采用12mhz，该频率有利于提高串口的通信可靠性，同时又保证单片机有较高的运行速度。
2.3.1 adc0809内部结构。
adc0809由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、256电阻阶梯、树状开关、逐次逼近式寄存器sar、控制电路和三态输出锁存器等组成。
ad采样通道的模拟框图如下图所示。
2.3.2 adc0809转换原理。
工作原理： 当单片机端的p3.3接低电平时，可以使两个非门打开。
1）当模拟量送至某一输入通道后，cpu将标识该通道编码的三位地址信号经数据线或地址线输入到addc、addb、adda引脚上。
2）地址锁存允许ale锁存地址信号，启动命令start启动a/d转换。
3）转换开始，eoc变低电平，转换结束，eoc变为高电平。eoc可作为中断请求信号。
4）转换结束后，可通过执行in指令，设法在输出允许oe脚上形成一个正脉冲，打开三态缓冲器把转换的结果输入到db，一次a/d转换便完成。
2.3.3 adc0809转换原理**。
ad转化共有八种状态与之对应有八种输出。输出**如下图所示。所以对应通道数也是八个。
2.3.4 ad转换电路。
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