物理与电子工程学院2011级本科课程设计
图4-1主程序流程
4.2 A/D转换子程序设计
A/D转换子程序用于对ADC0808的4路输入模拟电压进行A/D转换,并将转换的数值存入4个相应的存储单元中,A/D转换子程序每隔一定时间调用一次,即隔一段时间对输入电压采样一次,如图4-2所示。
图4-2转换子程序流程图
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开始A/D转换 调用延时 存转换后的十六进制数 数据指针加一 入栈保护 4路转换次数减一 Y 判断是否为0 N 进行十六进制调整 显示电压值 物理与电子工程学院2011级本科课程设计
4.3 中断显示子程序设计
设计中采用中断的方式来读取转换完成的数据能节省CPU的资源 当系统设置好后,一旦数据转换完成,便会进入外部中断0,然后在中断中读取转换的数值,处理数据并送数码管显示输出。
LED 数码管采用软件译码动态扫描的方式。在中断程序中包含多路循环显示程序和单路显示程序,多路循环显示程序把4个存储单元的数值依次取出送到4个数码管上显示,每一路显示一秒。单路显示程序只对当前选中的一路数据进行显示。每路数据显示时需经过转换变成十进制BCD码,放于4个数码管显示缓冲区中。单路或多路循环显示通过标志位00H控制。在显示控制程序中加入了对单路或多路循环按键的判断。
图4-3中断显示程序流程图
N 重新调用显示程序 Y 显示的是第4路 调用单路显示程序 Y P3.1=1? N 调用循环显示程序 取段码地址 数字量送P1口 5 电压表的调试及性能分析
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5.1 调试与测试
本设计应用Proteus6及KEIL51软件,首先根据自己设计的电路图用Proteus6软件画出电路模型,关于这个软件的使用通过查一些资料和自己的摸索学习;然后我们用KEIL51软件对所编写的程序进行编译、链接,如果没有错误和警告便可生成程序的hex文件,将此文件加到电路图上使软硬件结合运行,最后进行端口电压的对比测试,测试的第一路对比见图4-1中标准电压值采用Proteus6软件中的模拟电压表测得。
图5-1数字电压表与标准电压表的比较
从图中可以看出,简易数字电压表与“标准”数字电压表测得的绝对误差均在0.02V以内,这与采用8位A/D转换器所能达到的理论误差精度相一致,在一般的应用场合可以完全满足要求。
电路仿真图如图5-2所示。
图5-2 电路仿真图
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5.2 性能分析
由于单片机为8位处理器,当输入电压为5.00V时,输出数据值为255(FFH)因此单片机最大的数值分辨率为0.0196V(5/255)。这就决定了该电压表的最大分辨率(精度)只能达到0.0196V。测试时电压数值的变化一般以0.02V的电压幅度变化,如要获得更高的精度要求,应采用12位、13位的A/D转换器。
简易数字电压表测得的值基本上均比标准值偏大0.01-0.02V。这可以通过校正0808的基准电压来解决,因为该电压表设计时直接用7805的供电电源作为基准电压,电压可能有偏差。另外可以用软件编程来校正测量值。
ADC0808的直流输入阻抗为1M欧姆,能满足一般的电压测试需要。另外,经测试ADC0808可直接在2MHz的频率下工作,这样可省去分频率14024。
6 总结
经过两周的努力终于设计成功,LED的显示结果和直接用数字电压表测试模拟量输入所得结果几乎一致,误差完全在合理的范围之内。由于仪器误差,LED显示最大值只能是4.9V,离标准最大值5.0V已经不远,达到预期目的,设计成功。
本设计参考了教材上第十一章89C51与ADC0809转换的接口连线,设计出电路图的连线,从并中理解了许多基本的知识和接线方法,在程序的设计与电压表调试的过程中中遇到了很多的问题,刚开始时四个数码管根本不显示,后来发现用的是共阳极的数码管,而设计是共阴极的,更换后数码管终于显示,但问题又出现了,单路显示和循环显示的开关不能控制电路的单路显示和循环显示,经过仔细地检查电路和修改程序,采用中断的方法,产生一次外部中断0,程序转移到单路显示,按一次单路显示开关,地址加一,转换的模拟通道相应的加一,如果按下循环按键就返回循环显示的程序,功夫不负有心人,最后终于调试成功。
在此再次向带领我们这次课程设计的老师说声:谢谢!
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