基于51单片机和ADC0809的数字电压表设计

畅学单片机 2021-08-11 16:15

本课题是利用单片机设计一个数字电压表,能够测量0-5V之间的直流电压值,四位数码显示,使用的元器件数目较少。外界电压模拟量输入到A/D转换部分的输入端,通过A/D转换变为数字信号,输送给单片机。然后由单片机给数码管数字信号,控制其发光,从而显示数字。

注:因为ADC0809的通道选择端口是使用插针,做出电路板后再用导线连起来的,在程序里也少了通道选择的语句,请注意一下。

一.原理图

二,仿真图

三.存储空间定义

(1)70H用于存放A/D转换结果,71H、72H、73H、74H分别存储显示用的三位数据如表所示。

(2)地址30H~39H存放显示在数码管上0~9的数。如表所示。


四.程序



程序可分为数据采集系统、数据转换系统、显示系统,这三部分先独立测试,然后整体调试。

①数据采集系统:因为ADC0809本身并没有内部时钟,需要外部时钟来提供工作的时钟频率。如果利用单片机ALE端脚提供的频率为6MHZ,而ADC0809工作的频率在10KHZ-1MHZ。因此,需要增加含触发器功能的器件,从面增加了系统的复杂程度。后来,最终用软件编程来提供ADC0809工作的时钟频率,从而解决了这个问题。

②显示系统的调试:要显示的数据存放在71H、72H、73H、74H单元中,先在30H~39H分单元中存放0~9的数,运行显示程序,进行查表指令,察看显示的结果是否与存放值一样。在测试的过程中发现小数点没有显示,通过下面几条指令,把小数点显示出来。

MOVC A,@A+DPTR

CJNER2,#0FEH,NOT_ONE ;不是左边第一个数码管,则转移

ORL A,#80H ;左边第一个数码管显示小数点

NOT_ONE: MOVP0,A ;数码管段选


(1)汇编语言程序清单

QIANEQU71H

BAI EQU 72H

SHI EQU 73H


GEWEI EQU 74H ;71H-74H存放显示数据,依次为个位、十位、百位、千位


SHUJU EQU 70H ;地址70H存放采集数据


STBITP3.0 ;START和ALE共用一个端口


OEBIT P3.6


EOC BIT P3.7


CLK BITP3.3


ORG0000H


LJMPSTART


ORG 0030H


TAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

START:


MAIN: LCALLTEST ;数据采集函数


LCALL TURNDATA ;数据处理函数


LCALLDISPLAY ;显示函数


LJMP MAIN


DELAY: MOV R7,#06H ;约延时1.5ms


LOOP1: MOVR6,#0FFH


LOOP2: DJNZ R6,LOOP2


DJNZR7,LOOP1


RET


TEST: CLRST


CLROE


SETB ST


CLRST ;ST端口下降沿,开始转换


LOOPCLK: SETBCLK ;由软件来提供ADC0809工作的时钟频率


CLRCLK


JNB EOC,LOOPCLK ;EOC=1时,退出循环


SETBOE ;转换后数据的传送


MOV P1,#0FFH ;P1端口读数据,需先给高电平


MOV A,P1


CLROE


MOV SHUJU,A ;存储数据到地址70H


RET


TURNDATA:


MOVA,SHUJU


MOVB,#51


DIV AB ;余数在B,相除以后C=0


MOVQIAN,A ;储存千位


CLRF0


MOV A,B


SUBBA,#1AH ;A减去26,测试上面AB相除时,余数与26相比较


MOV F0,C ;余数<26,则C=1,不用加5调整


MOVA,#10


MULAB


MOVB,#51


DIVAB


JB F0,LP1


ADD A,#5 ;若AB相除后B>=26,百位加五


LP1: MOV BAI,A ;储存百位


CLRF0


MOV A,B


SUBBA,#1AH


MOVF0,C


MOVA,#10


MULAB


MOVB,#51


DIVAB


JB F0,LP2 ;F0=1时,转移


ADD A,#5 ;若AB相除后B>=26,十位加五


LP2: MOV SHI,A ;储存十位


CLRF0


MOVA,B


SUBBA,#1AH


MOVF0,C


MOVA,#10


MULAB


MOVB,#51


DIVAB


JB F0,LP3 ;F0=1时,转移


ADD A,#5 ;若AB相除后B>=26,个位加五


LP3: MOV GEWEI,A ;储存个位


RET


DISPLAY:


MOVR1,#4 ;循环四次


MOV R2,#0FEH


MOVR0,#71H ;存放显示初始地址


XIANSHI:


MOV DPTR,#TAB


MOVA,@R0


MOVCA,@A+DPTR


CJNER2,#0FEH,NOT_ONE ;不是左边第一个数码管,则转移


ORL A,#80H ;左边第一个数码管显示小数点


NOT_ONE: MOVP0,A ;数码管段选


MOVP2,R2 ;数码管位选


LCALLDELAY ;延时


MOV A,R2


RL A ;循环左移


MOV R2,A


INCR0 ;选取下一个地址


DJNZR1,XIANSHI


RET


END


(2) C语言程序清单


#include<reg51.h>


sbit CLK=P3^3;


sbit OE=P3^6;


sbit ST=P3^0;


sbit EOC=P3^7;


unsigned int dianya;


unsigned char code table[]={


0x3f,0x06,0x5b,0x4f,


0x66,0x6d,0x7d,0x07,


0x7f,0x6f,0x77,0x7c,


0x39,0x5e,0x79,0x71};


void delay(unsigned int z)


{


while(z--);


}


void ADC_0809()


{


unsignedchar temp=2;


ST=0;


OE=0;


ST=1;


ST=0;


CLK=1;


CLK=0;


CLK=1;


CLK=0;


while(!EOC)


{


CLK=1;


CLK=0;


}


OE=1;


P1=0xff; //读取P1端口数据


temp=P1;


dianya=(unsigned int)temp*19.53;


OE=0;


}


void Vpp_Show()


{


unsignedchar qian,bai,shi,ge;


qian=dianya/1000;


bai=dianya00/100;


shi=dianya0/10;


ge=dianya;


P2=0xfe;


P0=table[qian]|0x80; //显示小数点


delay(50);


P2=0xfd;


P0=table[bai];


delay(50);


P2=0xfb;


P0=table[shi];


delay(50);


P2=0xf7;


P0=table[ge];


}


void main()


{


while(1)


{


ADC_0809();


Vpp_Show();


}


}

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