基于单片机的数字电压表设计毕设论文
目录
设计总说明 (1)
Design General Information (2)
1 绪论 (4)
1.1 课题的背景及意义 (4)
1.2 数字电压表的简介 (4)
2 系统的方案设计与论证 (5)
2.1 数字电压表原理 (5)
2.2 数字电压表设计要求 (5)
3 系统硬件结构设计 (5)
3.1 电源电路 (6)
3.2 单片机芯片选择 (7)
3.2.1 AT89C51主要特性 (8)
3.2.2 管脚说明 (9)
3.2.3内部单元 (10)
3.2.4 中断 (13)
3.2.5 芯片擦除 (15)
3.2.6 结构特点 (15)
3.3 A/D转换电路 (16)
3.3.1 TLC2543的特点 (16)
3.3.2 TLC2543的引脚说明 (17)
3.3.3 TLC2543控制字 (18)
3.3.4 TLC2543接口时序 (20)
3.4 显示电路 (22)
3.5 复位电路 (24)
3.6 晶振电路 (24)
4 系统软件设计 (26)
4.1 主程序流程图 (26)
4.2 中断程序流程图 (27)
4.3 源程序 (28)
总结 (35)
参考文献 (36)
致谢 (37)
附录A (38)
数字电压表电路原理图 (38)
附录B (39)
元件清单列表 (39)
基于单片机的数字电压表的设计
设计总说明
在当今的数字时代，大到空间雷达，地球卫星定位系统，移动通信，计算机，医用断层扫描设备，小到家用计算机，数码影像设备，数字录音笔，数码微波炉等设备中，数字技术与数字电路组成的数字系统已经成为这些现代电子系统的重要组成部分。数字电压表正进入一个蓬勃发展的新时期，一方面它开拓了电子测量领域的先河，另一方面它本身正朝着高准确度、智能化、低成本的方向发展。此外，数字电压表在安装工艺、外观设计、安全性、可靠性等方面也在不断改进，日臻完善。
数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。现代数字电压表按测量功能可分为直流数字电压表和交流数字电压表。数字电压表一般由模拟部分和数字部分组成，模拟部分主要功能是获取电压并将其转换为相应的数字量，数字部分完成逻辑控制、译码和显示等功能。数字电压表的核心是A/D转换器，由A/D转换器工作原理的不同，数字电压表又可分为逐次比较型和双积分型。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求。采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。
数字电压表作为数字技术的成功应用，发展相当快。数字电压表以其功能齐全、精度高、灵敏度高、显示直观等突出优点深受用户欢迎。特别是以A／D转换器为代表的集成电路为支柱，使DVM向着多功能化、小型化、智能化方向发展。DVM应用单片机控制，组成智能仪表；与计算机接口，组成自动测试系统。本设计主要是以AT89C51单片机为核心，包含数据采集模块、数据处理模块和输入/输出模块，能实现0-5V直流电压测量、数字显示、小数点显示等。能对电压值较小的线路进行电压值的测量,具有较高的测量精度,能满足一般电子系统电压测量要求,留有可扩展的接口,便于依据实际情况增加其他功能。
关键词：数字电压表；A/D 转换器；电压测量
Microcontroller-based digital voltmeter
Design General Information
In today's digital age, space radar, global satellite positioning systems, mobile communications, computer, medical tomography device as small as home computers, digital imaging equipment, digital voice recorder, digital microwave ovens and other equipment, digital technology and digital circuit consisting of digital systems has become an important part of modern electronic systems. The digital voltmeter is entering a vibrant new period of development, on the one hand, it opened up the first of its kind in the field of electronic measuring the other hand, it in itself is moving in the direction of high accuracy, intelligent, low-cost development. In addition, the digital voltmeter in the installation process, design, safety, reliability is also continuous improvement, and improving.
Digital voltage meter (Digital V oltmeter) referred to as DVM, it is the use of digital measuring technology, the continuous analog (DC input voltage) into a non-continuous, discrete digital form and to display the instrument.Modern digital voltmeter measurement functions can be divided into a DC digital voltmeter and AC digital voltmeter. The digital voltmeter is generally by the analog part and digital part and analog part of the main function is to obtain the voltage and converts it to digital and digital part of the complete logic control, decode and display. The digital voltmeter is the core of the A / D converter, the device works is different from the digital voltmeter can be divided into successive comparison type and a double integral A / D converter. Analog voltage meter features a traditional single, low accuracy, can not meet the digital age, using the single chip digital voltage meter, from the high precision, anti-interference ability, scalability,Integrated convenience, and PC can communicate in real time. At present, by a variety of single A / D converter consisting of digital voltage meter, has been widely used in electronic and electrical measurement, industrial automation, instrumentation, automated test systems, intelligent measurement, showing strong vitality. At the same time, the DVM extension to the various general and specific digital instruments, but also the power and non-power measurement up to a new level. This chapter focuses on single-chip A / D converter, and they form by the microcontroller-based digital voltmeter works.
Digital voltmeter as the successful application of digital technology, the development is quite fast. Digital voltmeter with a full-featured, high precision, high sensitivity, and intuitive display outstanding advantages welcomed by users. In particular, the A / D converter is represented by IC pillar, DVM toward multifunction, miniaturization, intelligent direction. DVM application MCU control, composed of intelligent instrument; computer interface, composed of the automatic test system. This design is mainly based on 51 series microcontroller core contains the data acquisition module, data processing module and input / output modules, digital display, measuring DC voltage, decimal point display and over-range display. Measurement of the voltage value of the smaller line voltage, higher measurement accuracy can meet the general electronic system voltage measurement requirements, leaving the scalable interface, easy to add other functions based on the actual situation.
Keywords: digital voltmeter; A / D converter; voltage measurement
1 绪论
1.1 课题的背景及意义
数字电压表是在上世纪50年代初，60年代末发展起来的电压测量仪表，简称DVM，它采用的是数字化测量技术，把连续的模拟量，也就是连续的电压值转变为不连续的数字量，加以数字处理然后通过显示器件显示。这种电子仪表之所以出现，一方面是由于电子计算机的应用推广到系统的自动控制信号领域，提出了各种被观测量或被控制量转换成数字量的要求,即为了实时控制和数据处理的要求,另一方面，也是电子计算机的发展，带动了脉冲数字电路技术的发展，为数字化仪表的出现提供了条件。所以,数字化测量仪表的产生与发展与电子计算机的发展是密切相关的；同时，为革新电子测量中的烦琐与陈旧方式也促进了它的飞速发展，它又成为向智能化仪表发展的必要桥梁。如今，数字电压表已经绝大部分取代了传统的模拟指针式电压表，因为传统的模拟指针式电压表功能单一，精度低，读数的时候非常不方便还经常出错，而采用单片机的数字电压表由于测量精度高，速度快，读数时也非常方便，抗干扰能力强，可扩展性强等优点已被广泛应用与电子和电工测量，工业自动化仪表，自动测量系统等领域。显示出强大的生命力。
众所周知，在当今的社会中电已成为人们日常生活、生产中必不可缺的因素。电的发现和应用极大的节省了人类的体力劳动和脑力劳动，使人类的力量长上了翅膀，使人类的信息触角不断延伸。而在这其中，电压、电流已成为描述电的一些重要参数。在电气测量中，电压是一个很重要的参数。如何准确地测量模拟信号的电压值，一直是电测仪器研究的内容之一。数字电压表是通用仪器中使用较广泛的一种测量仪器，很多电量或非电量经变换后都可用数字电压表完成测试。
1.2 数字电压表的简介
在由单片机构成的数字电压表中包含三个模块：数据采集模块、数据处理模块和
输入/输出模块。
在数据采集保持模块中，基本结构大部分都一样，主要是对电压信号采样前，用
放大器进行预处理，然后通过保持器保持采样。
在数据处理模块中其中A/D转换器的性能成为评定数字电压表好坏的一个重要标准。本次设计中采用12位A/D转换器TLC2543，TLC2543是TI公司的12位串行模数
转换器，使用开关电容逐次逼近级数完成A/D转换过程。由于是串行输入结构，能够
节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。
在输入/输出模块中，显示部分可用三个8段数码管构成，其中分别显示个位、十分位、百分位的大小。
2 系统的方案设计与论证
2.1 数字电压表原理
现代数字电压表按测量功能可分为直流数字电压表和交流数字电压表。数字电压表一般由模拟部分和数字部分组成，模拟部分主要功能是获取电压并将其转换为相应的数字量，数字部分完成逻辑控制、译码和显示等功能。数字电压表的核心是A/D转换器，由A/D转换器工作原理的不同，数字电压表又可分为逐次比较型和双积分型。
传统模拟式电压表具有电路简单、成本低、测量方便等特点，但测量精度较差，特别是受表头精度的限制，即使采用0.5级的高灵敏度表头，读测时的分辨力也只能达到半格。再者，模拟式电压表的输入阻抗不高，测高内阻源时精度明显下降。
2.2 数字电压表设计要求
（1）以单片机为核心器件，组成一个数字式电压表。
（2）测量电压范围分为两档：DC 0～5V和DC 0～50V，最小测量电压误差50mV。
（3）采用3位LED数码管进行电压显示，2位整数，1位小数。
（4）给出全部电路和源程序。
（5）扩展功能自行发挥。
3 系统硬件结构设计
本次设计选用89C51单片机作为核心，TLC2543作为A/D转换芯片，数码管作为显示器，7805稳压器为主的直流稳压电路做为电源，配合采集，转换，显示程序共同实现可测量0-5V直流电压的数字式电压表。系统总设计框图见图3-1。
图3-1 系统框图
3.1 电源电路
本设计选择三端集成稳压器7805及变压器，整流桥,滤波电容构成直流稳压电路。C1，C2，C3用来实现频率补偿，防止稳压器产生高频自激振荡和意志电路引入高频干扰，C4是电解电容，以减小稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰。D是保护二极管，当输入端短路时，给输出电容器C4一个放电通路，防止C4两端电压作用于稳压器，造成击穿而损坏。变压器采用220V-9V变压器，整流桥和保护二极管采用IN4001。电源电路见下图3-2。
图3-2 直流稳压电源电路
3.2 单片机芯片选择
在这一设计中，我们涉及到了一个关键系统模块——单片机系统模块，而目前单片机的种类是很繁多的，主要有主流的8位单片机和高性能的32位单片机，结合本设计各方面因素，8位单片机对于本设计已经是绰绰有余了，但选用哪一种类8位的单片机呢。在这里，不得不先简单的介绍一下几种常用的8位单片机。
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统，具有一个完整计算机系统的有51 系列单片机，AVR单片机，PIC单片机。
应用最广的8位单片机还是intel的51系列单片机。51系列单片机的特点是：硬件结构合理，指令系统规范，加之生产历史悠久，世界有许多芯片公司都买了51的芯片核心专利技术，并在其基础上扩充其性能，使得芯片的运行速度变得更快，性价比更高。 AVR 单片机是atmel公司推出较新的单片机，它的显著特点是：高性能，低功耗，高速度，指令单周期为主，但价格方面比51单片机要高。有专门的I/O方向寄存器。虽然有较强的驱动电压，但I/O口使用不比51单片机方便。PIC单片机系列是美国微芯公司的产品，也是市面上增长最快的单片机之一，属精简指令集单片机，其特点是：高速度，高性能，但在价格方面比51单片机要高，也有专门的,I/O方向寄存器，I/O 口使用不比 51单片机方便。综合以上各种单片机的基本性能及本设计的满足需要,我们将选择 51 系列单片机.
本设计中选用是51系列的AT89C51，它是低电压，低功耗，高性能的CMOS 8位单片机，片内含8KB的可反复擦写的只读程序存储器和256B的随机存取数据存储器，2个I/O 口线, 3个16位定时/计数器，片内振荡器及时钟电路，并与 MCS-51系列单片机兼容。在设计中，单片机起着连接硬件电路、程序运行及存储数据的任务，一方面，它将A/D 转换器、显示器和语音芯片等通过I/O口地址线和数据线连接起来；另一方面，它将用户下载的程序通过控制总线控制数据的输入输出，从而实现测电压的功能。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
本系统采用P0与P2口与显示器连接，P1口与A/D的数据及控制端连接。EA/VP 端接5V电源，X1，X2接晶振电路，RESET端接复位电路，其余INT1，INT0，T1，T0，RD，WR，RXD，TXD，ALE，PSEN端悬空。由于P0口的驱动能力较弱，故每个引脚接4.7K的上拉电阻，以增强驱动显示器的能力。单片机引脚见下图3-3。
图3-3 AT89C51单片机引脚图3.2.1 AT89C51主要特性
（1）与MCS-51 兼容
（2）4K字节可编程闪烁存储器
（3）1000写/擦循环
（4）数据保留时间：10年
（5）全静态工作：0Hz-24Hz
（6）三级程序存储器锁定
（7）128*8位内部RAM
（8）32可编程I/O线
（9）两个16位定时器/计数器
（10）5个中断源
（11）可编程串行通道
（12）低功耗的闲置和掉电模式
（13）片内振荡器和时钟电路。
3.2.2 管脚说明
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写“1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收,输出4个TTL门电流。P1口管脚写入“1”后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出TTL电流这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：
管脚备选功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
INT（外部中断0）
P3.2 0
INT（外部中断1）
P3.3 1
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.7 RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
P S E N
：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。
EA/Vpp：当EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器为（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，此间内部程序存储器（0000H-FFFFH）。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
振荡器特性：XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
3.2.3内部单元
（1）运算器：
①算术／逻辑部件ALU：用以完成+、-、*、/ 的算术运算及布尔代数的逻辑运算，并通过运算结果影响程序状态寄存器PSW的某些位，从而为判断、转移、十进制修正和出错等提供依据。
②累加器A：在算术／逻辑运算中存放一个操作数或结果，在与外部存储器和I/O接口打交道时，进行数据传送都要经过A来完成。
③寄存器B：在 *、/ 运算中要使用寄存器B 。乘法时，B用来存放乘数以及积的高字节；除法时，B用来存放除数及余数。不作乘除时，B可作通用寄存器使用。
④程序状态标志寄存器PSW：用来存放当前指令执行后操作结果的某些特征，以便为下一条指令的执行提供依据。
【PSW】 (D0H) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
Cy AC F0 RS1 RS0 OV — P
Cy：进位标志。有进位或借位，则Cy＝1,否则Cy＝0 ；在布尔运算时，Cy（简称C）作为布尔处理器。
AC：辅助进位标志位。
F0：用户标志位：用户可用软件对F0置位“1”或清“0”，以决定程序的流向。OV：溢出标志位：当运算结果溢出时，OV为“1”，否则为“0”。
D.1：未定义。
P：奇偶校验位：当累加器A中的“1”的个数为奇数时，P置“1”，否则P置“0”。RS1、RS0：工作寄存区选择位。
片内工作寄存器组：
RS1、RS0与片内工作寄存器组的对应关系
RS1 RS0 寄存器区片内RAM地址通用寄存器名称
0 0 0 00H～07H R0～R7
0 1 1 08H～0FH R0～R7
1 0
2 10H～17H R0～R7
1 1 3 18H～1FH R0～R7
（2）控制器：
①指令寄存器IR和指令译码器。
②程序计数器：存放CPU执行下一条指令的地址。是一个16位寄存器，可寻址64KB 。
③堆栈指针SP：用于子程序调用和中断处理。（机器复位后，SP←#07H ，因此压栈的第一个数据在08H单元中）。
④数据指针寄存器DPTR：16位的寄存器，也可以作为两个8位寄存器DPH和DPL 。DPTR 主要作外部数据指针，可对64KB外部RAM进行间接寻址。
MCS-51由包括PC在内的22个特殊功能寄存器，它们除有各自的名称外，还有唯一的地址，离散的分布在片内RAM中的80H～FFH共128个存储单元中。在这128个储存单元构成的SFR块中，未被占用的单元不可使用！
（3）21个特殊功能寄存器SFR：
特殊功能寄存器功能名称地址复位后状态
B * 寄存器 F0H 00H
A * 累加器 E0H 00H
PSW * 程序状态标志寄存器 D0H 00H
IP * 中断优先级控制器 B8H XXX00000B
P3 * P3口数据寄存器 B0H FFH
IE * 中断允许控制寄存器 A8H 0XX00000B
P2 * P2口数据寄存器 A0H FFH
SBUF 串行口发送／接收缓冲器 99H 不定
SCON * 串行口控制寄存器 98H 00H
P1 * P1口数据寄存器 90H FFH
TL1 T1计数器低8位 8BH 00H
TL0 T0计数器低8位 8AH 00H
TH1 T1计数器高8位 8DH 00H
TH0 T0计数器高8位 8CH 00H
TMOD 定时器／计数器方式控制寄存器 89H 00H
TCON * 定时器控制寄存器 88H 00H
PCON 电源控制寄存器 87H 00H
DPL 地址寄存器低8位 82H 00H
DPH 地址寄存器高8位 83H 00H
SP 堆栈指针寄存器 81H 07H
P0 * P0口数据寄存器 80H FFH
PC 程序计数器无地址 0000H
注：“*”表示可位寻址。
SP赋值方法：（其中#50H为寄存器50H，不可直接写为50H，否则SP指向寄存器00H）MOV SP,#50H
（4）SER块中具有位寻址功能寄存器的位地址：
地址 [HSB] 位地址名称：即可用地址，也可用（）内的名称 [LSB] 寄存器
F0H F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 B
E0H E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 A
D0H D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PSW
B8H ——— BC(PS) BB(PT1) BA(PX1) B9(PT0) B8(PX0) IP
B0H B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P3
A8H AF(EA) —— AC(ES) AB(ET1) AA(EX1) A9(ET0) A8(EX0) IE
A0H A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2
98H 9F(SM0) 9E(SM1) 9D(SM2) 9C(REN) 9B(TB8) 9A(RB8) 99(TI) 98(RI) SCON
90H 97 96 95 94 93 92 91 90 P1
88H 8F(TF1) 8E(TR1) 8D(TF0) 8C(TR0) 8B(IE1) 8A(IT1) 89(IE0) 88(IT0) TCON
80H 87 86 85 84 83 82 81 80 P0
3.2.4 中断
外部中断INT0和 INT1可根据寄存器TCON中的IT0和IT1位状态分别设置为电平或者边沿触发，实际产生的中断标志是TCON中的位IE0 和IE1，当产生外部中断时如果是边沿触发进入中断服务程序后由硬件清除中断标志位。如果中断是电平触发由外部请求源而不是由片内硬件控制请求标志，定时器0和定时器1中断由TF0和TF1产生，当产生定时器中断时，进入中断服务程序后由片内硬件清除标志位。
串口中断由RI和TI产生，进入中断服务程序后这些标志均不能被硬件清除，实际上中断服务程序通常需要确定是由RI还是TI产生的中断，然后由软件清除中断标志。
所以这些产生中断的位都可通过软件置位或清零，与通过硬件置位或清零的效果相同。简而言之中断可由软件产生推迟或取消，每个中断源可通过置位或清零寄存器 IE 中的相应位分别使能或禁止IE中还包含一个全局禁止位。EA可以立即禁止所有的中断。（1）中断优先级结构
每个中断源都可通过编程中断优先级寄存器IP和IPH单独设置优先级，一个中断服务程序可响应更高级的中断，但不能响应同优先级或低级中断，最高级中断服务程序不响应其它任何中断。如果两个不同中断优先级的中断源同时申请中断时，响应较高优先级的中断申请，如果2个同优先级的中断源同时申请中断，内部查询顺序将确定首先响应哪一个中断请求。
查询顺序如下所示：
中断源同级优先级
① IE0 外部中断 0 最高
② TF0 定时器 0
③ IE1 外部中断 1
④ TF1 定时器 1
⑤ RI+TI UART
⑥ TF2,EXF2 定时器 2 最低
注：同级优先级只用来处理相同优先级别中断源同时申请中断的情况。
IP和IPH寄存器中包含了一些无效位，由于这些位可能用于其它 80C51 系列产品中，用户软件不应将这些位写入 1。
（2）中断的处理
中断标志在每个机器周期的S5P2时采样，在下一个机器周期查询该采样。如果在S5P2 周期时有一个标志置位，查询周期将发现它，然后中断系统产生一个LCALL调用对应的服务程序，由硬件产生的 LCALL在下面任意一种情况下都会推迟执行。
①同级或更高级的中断已在处理中
②当前的周期不是正在执行指令的最后一个周期
③正在处理的指令是 RETI 或任何写 IE 或 IP 寄存器的指令。
条件2确保正在处理的指令在进入任何中断服务程序前可以执行完毕，条件3确保了如果正在处理的指令是 RETI 或任何访问IE或IP寄存器的指令，那么在进入任何中断服务程序之前至少再执行一条指令。
查询周期在每个机器周期都会重复，所查询的值是在前一个机器周期的S5P2出现的值。需要注意的是如果一个中断标志位有效但仍然没有被响应，是因为出现上面所述的情况，如果当阻碍的条件撤除时中断标志不再有效，中断将不再响应。换句话说，实际上如果中断标志有效时没有响应中断，之后将不再被记忆，每次查询周期都会更新中断标志。
（3）外部中断
外部中断源可配置为电平触发或边沿触发，通过将寄存器TCON中的位IT1或IT0置位或清零实现。如果ITx=0，外部中断x通过INTx脚的低电平触发；如果ITx=1，外
部中断x为边沿触发，该模式下对INTx脚连续采样。如果在一个周期为高电平而下一个周期为低电平，中断请求标志 IEx将置位，然后通过IEx请求中断。
由于外部中断脚每个机器周期采样一次，输入高或低应当保持至少12个振荡周期，以确保能够采样到。如果外部中断为边沿触发，外部中断源应当将中断脚至少保持1个机器周期高电平，然后至少保持 1个机器周期低电平，这样就确保了边沿能够被检测到，以使 IEx 置位。当调用中断服务程序后，CPU自动将IEx 清零。如果外部中断为电平触发，外部中断源必须一直保持请求有效，直到产生所请求的中断，然后在中断程序结束之前撤除请求，否则将产生另一次中断。
（4）响应时间
INT0和INT1电平在每个机器周期的 S5P2 取反并锁存到IE0和IE1，在下个周期之前该值不会被电路查询。如果请求有效且应答的条件正确，下个执行的指令就是硬件子程序调用请求中断。CALL指令本身占用两个周期，因此从中断请求有效到开始执行中断服务程序的第一条指令需要至少3个完整的机器周期。
3.2.5 芯片擦除
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
3.2.6 结构特点
（1）8位CPU
（2）片内振荡器和时钟电路
（3）32根I/O线
（4）外部存贮器寻址范围ROM、RAM64K
（5）2个16位的定时器/计数器
（6）5个中断源，两个中断优先级
（7）全双工串行口
（8）布尔处理器。
3.3 A/D转换电路
电压是模拟量，而数码管显示需要的是数字量，故需要采用A/D转换模拟信号为数字信号供数码管显示出来,可供选择的芯片有ADC0809,ADC574和TLC2543等等。
由于要求测量精度在1%，因此须选用12位精度的A/D转换器，且可直接驱动LED 显示器工作，0809为8位精度,故不能采用,而综合性价比,TLC2543就成为了本次设计的首选。
被测量模拟量变为数字量之后，并不能通过数码管直接显示出来，而需要单片机加以处理形成段码才能显示出来。而且，A/D电路的时钟与输入输出都需要单片机与其对接予以控制。故选择含有内部闪存的89C51完成此工作。该芯片无论从性能还是价格上都是非常合适的。数字信号转换为段码并显示出来需要有程序和其它接口电路配合。在程序上，A/D采集程序采用多次取值并求和求平均的方法得出双字节数据，然后通过双字节转换BCD码子程序得出BCD码。硬件显示上选用动态扫描法，即数码管位选端连入单片机的某一组I/O口，片选端连入另一组I/O口，配合显示子程序实现显示。此外，主程序和其它程序用中断方式进行组合。
由于单片机各个I/O口的驱动能力有限，故应设计驱动电路。本设计中的驱动电路主要与显示部分有关。数码管的片选端需要连接上拉电阻和三极管以增强驱动能力，位选端也选择连接上拉电阻以增强驱动能力。
TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近级数完成A/D 转换过程。由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。
3.3.1 TLC2543的特点
（1）12位分辩率A/D转换器
（2）在工作温度范围内10μs转换时间
（3）11个模拟输入通道
（4）3路内置自测试方式
（5）采样率为66kbps
（6）线性误差±1LSBmax
（7）有转换结束输出EOC
（8）具有单、双极性输出
（9）可编程的MSB或LSB前导
（10）可编程的输出数据长度
3.3.2 TLC2543的引脚说明
TLC2543的引脚见下图3-4
图3-4 TLC2543 A/D转换芯片引脚图
TLC2543引脚功能见下表3-1
表3-1 TLC2543引脚功能表
在
转换结果的三态串行输出端。为高时处
本设计中，TLC2543的AIN0引脚接测量降压电路，AIN1-AIN10置空，GND接地，REF+接+5V电压，REF-接地，端接P1.4口，TDO端接P1.2口，TDI端接P1.3口，TCK 端接P1.1口，EOC端接P1.0口。
3.3.3 TLC2543控制字
TLC2543的工作过程如下：首先在8、12或16时钟周期里向片内控制寄存器写入8位的控制字，控制字中的2位决定时钟长度，在最后一个时钟周期的下降沿启动AD转换过程，经过一段转换时间，在随后的8、12或16个时钟周期里，从DATA OUT脚读出数据。
基于单片机的LED流水灯设计
基于单片机的LED流水灯设计 设计任务 1掌握MCS-51系列8051、8255的最小电路及外围扩展电路的设计方法 2了解单片机数据转换功能及工作过程 3设计LED流水灯系统，实现8个LED霓虹灯的左、右循环显示4完成主要功能模块的硬件电路设计 5用proteus软件完成原理电路图的绘制 一设计方法 本课题使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个LED 的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到
“流水”效果了。 二方案论证与比较 2.1循环移位法 在上个程序中我们是逐个控制P1端口的每个位来实现的，因此程序显得有点复杂，下面我们利用循环移位指令，采用循环程序结构进行编程。我们在程序一开始就给P1口送一个数，这个数本身就让P1.0先低，其他位为高，然后延时一段时间，再让这个数据向高位移动，然后再输出至P1口，这样就实现“流水”效果啦。由于8051系列单片机的指令中只有对累加器ACC中数据左移或右移的指令，因此实际编程中我们应把需移动的数据先放到ACC中，让其移动，然后将ACC移动后的数据再转送到P1口，这样同样可以实现“流水”效果。具体编程如下所示，程序结构确实简单了很多。 2.2查表法 上面的两个程序都是比较简单的流水灯程序，“流水”花样只能实现单一的“从左到右”流方式。运用查表法所编写的流水灯程序，能够实现任意方式流水，而且流水花样无限，只要更改流水花样数据表的流水数据就可以随意添加或改变流水花样，真正实现随心所欲的流水灯效果。我们首先把要显示流水花样的数据建在一个以TAB为标号的数据表中，然后通过查表指令“MOVC A，@A+DPTR”把数据取到累加器A中，然后再送到P1口进行显示。具体源程序如下，TAB标号处的数据表可以根据实
基于单片机的数字电压表 论文
中国网络大学CHINESE NETWORK UNIVERSITY 毕业设计(论文) 院系名称：百度网络学院 专业：百度 学生姓名：百度 学号：123456789 指导老师：百度 中国网络大学教务处制
2019年3月1日
基于单片机的数字电压表 摘要：本文介绍一种基于89S52单片机的一种电压测量电路,该电路采用ICL7135高精度、双积分A/D转换电路，测量范围直流0-±2000伏，使用LCD液晶模块显示，可以与PC机进行串行通信。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了双积分电路的原理，89S52的特点，ICL7135的功能和应用，LCD1601的功能和应用。该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。 关键词：电压测量，ICL7135，双积分A/D转换器，1601液晶模块 Abstract: The introduction of a cost-based 89S52 MCU a voltage measurement circuits, the circuits used ICL7135 high-precision, dual-scoring A/D conversion circuits, measuring scope DC 0-2000 volts, the use of LCD that can be carried out with a PC serial communications. The paper focuses on providing a software and hardware system components circuit, introduced double integral circuit theory, 89S52 features ICL7135 functions and applications, LCD1601 functions and applications. the circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong. Key Words: Digital Voltmeter ICL7135 LCD1601 89S52 1前言 数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。
基于单片机的数字电压表设计报告
单片机原理及系统课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2010 年 3 月 7 日
基于单片机的数字电压表设计 摘要
图3.2系统原理图4软件设计
5.系统调试及仿真结果 6.总结 两周的课程设计结束了，在这过程中，我学到了很多东西。首先，我学会了单片机设计的基本过程有哪些，每一过程有哪些基本的步骤，怎样通过查资料去完成这每一步。其次我巩固了上学期所学的一些单片机知识，从而加深了对ADC0809芯片的功能的了解。在编程过程中，遇到了许多困难，通过与同学之间的交流和咨询，最后解决了这些困难。所谓实践出真知，学到的东西只有运用到实践当中，才能真正体会到知识的力量。最后，通过这次课程设计，让我明白了想法和实践还是有差距的，当你真正去做一件事的时候，你会发现你的想法可能不适用，随时都需要调整，另外扎实的理论知识也是完成设计任何设计必不可少的要素，一切想法离开了理论知识都是空想。 参考文献 [1]彭为,黄科,雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲[M].电子工业出版社.2009:22-54. [2] 谭浩强.C程序设计(第三版)[M].清华大学出版社.2009:32-46. [3] 王思明,张金敏,张鑫等.单片机原理及应用系统设计(第一版)[M].科学出版社.2012:70-292.
附录A源程序代码#include
数字万用表的设计
单片机数字万用表的设计 一、引言 数字万用表是一种多用途电子测量仪器。它采用数字化测量技术，把实际测量的模拟量，转化为离散的数字量进行输出显示，主要用于物理、电气、电子等测量领域，一般包含电流表（安培计）、电压表（伏特计）、电阻表（欧姆计）等功能，也称为万用计、多用计、多用电表或万用电表。 万用表是电子和电气技术领域必备的测量仪器，用于测量电子电路中的各种物理量（电压、电流、电阻等），常作为基本故障诊断的便携式装置，也有放置在工厂或实验室工作台上作为桌上型装置。有的万用电表分辨率能达到七、八位数，常用在实验室，作为电压或电阻的基准，或用来调校多功能标准器的性能。相比传统的指针式万用表，数字万用表具有以下的主要优点： （1）数字显示直观准确，无视觉误差，读数准确； （2）测量精度和分辨率都很高； （3）输入阻抗高，减少对被测电路的工作影响； （4）电路集成度高，便于组装和维修； （5）测量功能齐全，测量速率快； （6）保护功能齐全，有过压、过流保护电路； （7）功耗低，抗干扰能力强； （8）便于携带，使用方便。 本次设计的任务是制作一个数字万用表，可实现如下的功能及要求： （1）可以测量直流电压、直流电流和电阻； （2）能将测量得到的数值直观、准确地显示出来，并标明相应的单位； （3）具有超量程时的报警提示。 二、系统硬件分析与设计 数字万用表的基本功能是，能够测量直流电压、电流以及电阻的阻值，数字万用表的基本组成由图1所示，其中，模数转换是数字万用表的核心：
图1.数字万用表的基本原理图 如图2所示，本设计将由以下几大部分组成。包括：复位电路、震荡电路、A/D转换和控制、测量值输出、超量程报警和档位选择。 其中，复位电路用于单片机上电复位使系统清零；震荡电路为单片机提供精确的时钟频率，使电路工作更加稳定；A/D转换和控制部分负责模数转换及输入输出信号的控制；测量值输出则负责显示待测物理量大小的数值；超量程报警用于超出量程范围时的报警提示，提醒使用者更换量程。 图2.硬件系统总体设计框图 1、STC的89C52单片机的特点及功能介绍 （1）89C52单片机的主要特点及功能特性 89C52是一款低电压，高性能的8位CMOS型单片机，片内有8k字节以Flash 闪存为介质的，能擦写的只读程序存储器及256字节的随机存取数据存储器。89C52型单片机仍属于51单片机家族群，都支持一个共同的指令集（MSC-51），
数字信号处理课程设计毕业设计(论文)word格式
《数字信号处理》课程设计 作 业 院系：物理工程学院电子信息科学与技术 班级：1 学号：20092250103 姓名：冯军美
实验一：音乐信号音谱和频谱的观察 1.实验方案 读取音乐信号并将信号装换为单声道的，并输出信号的波形图和频谱图% 2.源程序 clear all; close all;clc [x,fs,bit]=wavread('F:\费玉清-一剪梅00_01_23-00_01_28.wav'); %读取音乐信号，其中x为截取的音乐信号 size(x) %看音乐信号是单声道还是双声道 sound(x,fs); %听原始音乐信号 x=x(:,1); %获取单声道音乐信号 N=length(x); %N为音乐信号的长度 figure plot(x) %画音乐信号的连续波形 grid on %产生虚线格 title('音乐信号时域波型') %标注图注 xlabel('Time') %x坐标 ylabel('Magnitude') %y坐标 F1=fft(x,N); %做音乐信号的N点快速傅里叶变换 w=2/N*[0:N-1]; %w为连续频谱的数字角频率横坐标 figure plot(w,abs(F1)) %连续频谱图 grid on title('音乐信号频域波型') xlabel('Frequency/Hz') ylabel('Magnitude') %不同抽样频率下听取的音乐信号 % sound(x,2*fs); sound(x,fs/2);
3.输出波形 0.5 1 1.5 2 2.5x 10 5 -1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8 1音乐信号时域波型 Time M a g n i t u d e 00.20.40.6 0.81 1.2 1.4 1.6 1.82 500 1000 1500 20002500 3000 音乐信号频域波型 Frequency/Hz M a g n i t u d e
多功能数字电压表课程设计
1.设计主要内容及要求； 设计一个多功能数字电压表。 要求：1）硬件电路设计，包括原理图和PCB板图。 2）数字电压表软件设计。 3）要求能够测量并显示直流电压、交流电压，测量范围0.002V---2V。 2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求； （1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。 （2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。 （3）.论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。 （4）. 课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。 3.时间进度安排；
中文摘要 随着微型计算机及微电子技术在测试领域中的广泛应用，仪器仪表在测量原理、准确度、灵敏度、可靠性、多种功能及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，逐步形成了完全突破传统概念的新一代仪器——智能仪器。智能化是现代仪器仪表的发展趋势，许多嵌入式系统、电子技术和现场总线领域的新技术被应用于智能仪器仪表的设计，尤其是嵌入式系统的许多新的理念极大地促进了智能仪器仪表技术的发展。 今年来，随着大规模集成电路的发展，有单片A/D转换器构成的数字电压表获得了迅速普及和广泛应用，它是目前在电子测量及维修工作中最常用、最得力的一种工具类数字仪表。数字电压表具有很高的性价比，其主要优点是准确度高、分辨力强测试功能完善、测量速率快、显示直观。 测试仪器的智能化已是现代仪器仪表发展的主流方向。因此学习智能仪器的工作原理、掌握新技术和设计方法无疑是十分重要的。 关键词智能，数字，电压表，仪器仪表
基于51单片机的数字电压表设计说明
1.1数字电压表介绍 数字电压表简称DVM，数字电压表基本原理是将输入的模拟电压信号转化为数字信号，再进行输出显示。而A/D转换器的作用是将连续变化的模拟信号量转化为离散的数字信号，器基本结构是由采样保持，量化，编码等几部分组成。因此AD转换是此次设计的核心元件。输入的模拟量经过AD转换器转换，再由驱动器驱动显示器输出，便得到测量的数字电压。 本次自己的设计作品从各个角度分析了AD转换器组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及原理，并且分析了数模转换进而使系统运行起来的原理及方法。通过自己的实践提高了动手能力，也只有亲历亲为才能收获掌握到液晶学过的知识。其实也为建立节约成本的意识有些帮助。本次设计同时也牵涉到了几个问题：精度、位数、速度、还有功耗等不足之处，这些都是要慎重考虑的，这些也是在本次设计中的收获。 1.3 本次设计要求 本次设计的作品要求制作数字电压表的量程为0到10v，由于用到的模数转换芯片是ADC0809，设计系统给的供电电压为+5v，所以能够测量的电压围为-0.25v到5.25v之间，但是一般测量的直流电压围都在这之上，所以采用电阻分压网络，设计的电压测量围是0到25v之间，满足设计要求的最大量程5v的要求。同时设计的精度为小数点后三位，满足要求的两位小数的精度，在不考虑AD芯片的量化误差的前提下，此次设计的精度能够满足一般测量的要求。
2单片机和AD相关知识 2.1 51单片机相关知识 51单片机是对目前所有兼容intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是intel的8031单片机，后来随着技术的发展，成为目前广泛应用的８为单片机之一。单片机是在一块芯片集成了CPU、RAM、ROM、定时器／计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路，又称为MCU。51系列单片机包含以下几个部件： 一个８位CPU；一个片振荡器及时钟电路； 4KB的ROM程序存储器； 一个128B的RAM数据存储器； 寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路； 32条可编程的I/O口线； 两个16位定时／计数器； 一个可编程全双工串行口； ５个中断源、两个优先级嵌套中断结构。51系列单片机如下图： 图1 51单片机引脚图
毕业设计75济源职业技术学院机电一体化毕业论文01
济源职业技术学院 毕业设计 题目数字交流毫伏表 系别机电系 专业机电一体化 班级 姓名 学号 指导教师 日期
设计任务书 设计题目 数字交流毫伏表 设计要求： 随着电子技术的不断发展，电子仪器的发展也是令人瞩目的。总的来说，电子仪器有两个方向的发展趋势；一是向多功能，多参数，高精度，高速度发面发展，另一个是向实用化，小型化，数字化，廉价的通用或单一用途方面发展。对于数字式电压表来说，一方面趋向于合并于数字式万用表中，另一方面趋向于使用方便，小型廉价的单一用途电压表。 本文所设计的数字式交流毫伏表的显著特点是测量范围宽，可测电压范围为500V以下，最大分辨率为0.01mV，且可以实现量程自动转换，操作简单，使用方便。该电压表还具有在一定的测量范围内将量程自动选择在最佳位置的功能，从而可以快速、方便、准确地测量电压。 设计进度要求 第一周——第四周下达任务书，查阅、收集资料. 第五周——第六周毕业设计大纲的撰写 第六周——第十二周资料的整理及输入 第十三周——第十七周毕业设计的细节化修饰 指导教师（签名）
目录 摘要 (1) 引言 (2) 关键词 (3) 概述 (3) 工作原理 (3) 原理设计 (5) 电源设计 (23) 整机调试组装 (25) 致谢 (27) 参考文献 (28)
摘要 本设计讲述了数字交流毫伏表的应用及其工作原理，并着重讲述了其原理，同时也涉及到它的一些应用和在实际测量中的应用。 大家可能在学习实践中也接触过数字交流毫伏表，它的应用很广泛，比如在电量的测量中，电压，电流和频率是最基本的三个被测量。其中，电压量的测量最为经常。而且随着电子技术的发展，更需要测量弱电的电压，所以毫伏电压表就成为一种必不可少的测量仪器。另外，由于数字式仪器具有读数准确方便，精度高，误差小，灵敏度和分辨率高，测量速度快等特点，而倍受用户青睐，数字式交流毫伏表就是基于这种需求而发展起来的。 随着电子技术的不断发展，电子仪器的发展也是令人瞩目的。总的来说，电子仪器有两个方向的发展趋势；一是向多功能，多参数，高精度，高速度发面发展，另一个是向实用化，小型化，数字化，廉价的通用或单一用途方面发展。对于数字式电压表来说，一方面趋向于合并于数字式万用表中，另一方面趋向于使用方便，小型廉价的单一用途电压表。 本文所设计的数字式交流毫伏表的显著特点是测量范围宽，可测电压范围为500V以下，最大分辨率为0.01mV，且可以实现量程自动转换，操作简单，使用方便。该电压表还具有在一定的测量范围内将量程自动选择在最佳位置的功能，从而可以快速、方便、准确地测量电压。 而且随着社会的发展仪器仪表也成为了一个十分重要的行业，通过近几年的社会需求来看，社会对仪器仪表方面的人才需求在逐年增加，所以本设计也有它的突出作用，希望大家借鉴，并提出宝贵的意见，不对之处请给予指正，谢谢！关键词：集成运算放大器，三极管，电阻，二极管
基于单片机流水灯论文
. . . 西北民族大学 2012级专业课程设计（论文） 基于单片机流水灯设计 年级: 学号: 姓名: 专业: 自动化 二零一五年六
摘要 本论文基于单片机技术与单片机芯片AT89S51芯片功能和C语言程序，实现心形流水灯的多种亮与灭的循环。首先，我们了解单片机的一些技术，了解了单片机芯片AT89S51的一些功能；然后结合C语言编程；最后将它们运用到实际的电路，使心形LED 灯实现多种亮灭方法。本论文介绍关于流水灯的运用和单片机技术；然后介绍芯片AT89S51；最后介绍运用到的相关软件. 关键词：单片机；流水灯；C语言；
Abstract This paper Based on the single chip microcomputer and single chip microcomputer chip AT89S51 chip function and C language program，Realization of flowing water light heart a variety of light and the cycle of destruction。primarily，We know some of the single chip microcomputer technology，Understanding of the single chip microcomputer chip AT89S51 of some functions, Then based on the C language programming; Finally they are applied to the practical circuit, Make heart LED lamp achieve a variety of light out method. This paper introduces about the use of flowing water light and single chip microcomputer; and then introduced chip AT89S51; At the end of this paper applied to software. Key words：micro-computer；light water ；C programming language
基于Matlab的数字图像处理系统毕业设计论文
论文（设计）题目： 基于MATLAB的数字图像处理系统设计 姓名宋立涛 学号２０１２１１８６７ 学院信息学院 专业电子与通信工程 年级２０１２级 ２０１３年６月１６日
基于MATLAB的数字图像处理系统设计 摘要 MATLAB 作为国内外流行的数字计算软件，具有强大的图像处理功能，界面简洁，操作直观，容易上手，而且是图像处理系统的理想开发工具。 笔者阐述了一种基于MATLAB的数字图像处理系统设计，其中包括图像处理领域的大部分算法，运用MATLAB 的图像处理工具箱对算法进行了实现，论述了利用系统进行图像显示、图形表换及图像处理过程，系统支持索引图像、灰度图像、二值图像、RGB 图像等图像类型；支持BMP、GIF、JPEG、TIFF、PNG 等图像文件格式的读，写和显示。 上述功能均是在MA TLAB 语言的基础上，编写代码实现的。这些功能在日常生活中有很强的应用价值，对于运算量大、过程复杂、速度慢的功能，利用MATLAB 可以既能快速得到数据结果，又能得到比较直观的图示。 关键词：MATLAB 数字图像处理图像处理工具箱图像变换
第一章绪论 1.1 研究目的及意义 图像信息是人类获得外界信息的主要来源，近代科学研究、军事技术、工农业生产、医学、气象及天文学等领域中，人们越来越多地利用图像信息来认识和判断事物，解决实际问题，由此可见图像信息的重要性，数字图像处理技术将会伴随着未来信息领域技术的发展，更加深入到生产和科研活动中，成为人类生产和生活中必不可少的内容。 MATLAB 软件不断吸收各学科领域权威人士所编写的实用程序，经过多年的逐步发展与不断完善，是近几年来在国内外广泛流行的一种可视化科学计算软件。MATLAB 语言是一种面向科学与工程计算的高级语言，允许用数学形式的语言来编写程序，比Basic、Fortan、C 等高级语言更加接近我们书写计算公式的思维方式，用MATLAB 编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题一样。它编写简单、编程效率高并且通俗易懂。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 国内研究现状 国内在此领域的研究中具有代表性的是清华大学研制的数字图像处理实验开发系统TDB-IDK 和南京东大互联技术有限公司研制的数字图像采集传输与处理实验软件。 TDB-IDK 系列产品是一款基于TMS320C6000 DSP 数字信号处理器的高级视频和图像系统，也是一套DSP 的完整的视频、图像解决方案，该系统适合院校、研究所和企业进行视频、图像方面的实验与开发。该软件能够完成图像采集输入程序、图像输出程序、图像基本算法程序。可实现对图像信号的实时分析，图像数据相对DSP独立方便开发人员对图像进行处理，该产品融合DSP 和FPGACPLD 两个高端技术，可以根据用户的具体需求合理改动，可以分析黑白和彩色信号，可以完成图形显示功能。 南京东大互联技术有限公司研制的数字图像采集传输与处理实验软件可实现数字图像的采集、传输与处理。可利用软件及图像采集与传输设备，采集图像并实现点对点的数字图像传输，可以观察理解多种图像处理技术的效果和差别，
基于单片机的数字电压表--开题报告
毕业设计（论文）开题报告 ——基于单片机的数字电压表设计与实现 引言 在传统的电工和电子测量中广泛使用的模拟测量仪表，虽然具有可直观看出表针偏转了多少格或满刻度的百分之几等优点，但需要对读数加以换算或说明， 尤其是不可避免地要带来人为的“视差”，不同的观察者会得到不同的结果。数字仪表则不同，它可以将测量结果直接用数字显示出来，读数准确，设计简单，可以随身携带，使用上更加方便快捷。 一、数字电压表的历史发展与选题意义 数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。 1.1 数字电压表的历史发展 数字电压表自1952年问世以来，已有50多年的发展史，大致经历了五代产品。第一代产品是20世纪50年代问世的电子管数字电压表，第二代产品属于20世纪60年代出现的晶体管数字电压表，第三代产品为20世纪70年代研制的中、小规模集成电路的DVM。近年来，国内外相继推出由大规模集成电路（LSI）或超大规模集成电路（VLSI）构成的数字电压表、智能数字电压表，分别属于第四代、第五代产品。它们不仅开创了电子测量的先河，更以其高准确度、高可靠性、高分辨力、高性价比等优良特性而受到人们的青睐。 1.2选题意义 相对于传统的指针表而言，数字电压表有以下特点： 1.读数直观准确; 2.显示位数； 3.准确度高，分辨率高；
基于单片机的数字电压表
基于单片机的数字电压表 摘要：本文介绍一种基于89S52单片机的一种电压测量电路,该电路采用ICL7135高精度、双积分A/D转换电路，测量范围直流0-±2000伏，使用LCD液晶模块显示，可以与PC机进行串行通信。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了双积分电路的原理，89S52的特点，ICL7135的功能和应用，LCD1601的功能和应用。该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。 关键词：电压测量，ICL7135，双积分A/D转换器，1601液晶模块 Abstract: The introduction of a cost-based 89S52 MCU a voltage measurement circuits, the circuits used ICL7135 high-precision, dual-scoring A/D conversion circuits, measuring scope DC 0-2000 volts, the use of LCD that can be carried out with a PC serial communications. The paper focuses on providing a software and hardware system components circuit, introduced double integral circuit theory, 89S52 features ICL7135 functions and applications, LCD1601 functions and applications. the circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong. Key Words: Digital Voltmeter ICL7135 LCD1601 89S52 1前言 数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。
量程自动切换的数字万用表设计
分类号： 密级：毕业论文（设计） 题目:量程自动切换的数字万用表设计 系别: 专业年级: 姓名: 学号: 指导教师: 2015年06月01日
原创性声明 本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写
过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：日期： 关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属吕梁学院。本人完全了解吕梁学院有关保存、使用毕业论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权吕梁学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为吕梁学院。本人
离校后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为吕梁学院。 论文作者签名：日期： 指导老师签名：日期： 摘要 这篇文章着重说明量程自切换的数字万用表设计方法。本次设计的主要目的是实现仪表的量程自动切换功能。作为一个用户，不需要手动选择范围，消除对选择过程的范围需要。量程自动切换是通过软件程序控制硬件电路来实现的，所以测量过程更加方便。这种设计使数字仪表成为智能仪表，与原来相比，测试效率和结果更准确。本次设计所采用的量程自动切换模块是用由程序控制的增益放大器PDG，并通过试探发确定控制值。本次设计可以达到的功能有：第一，量程自动切换；第二，防止使用者因选错量程而导致万用表损坏；第三，防止选择开关选择量程时引起的机械损耗而使测量精准度下降。
基于51单片机的流水灯设计说明
基于51单片机的流水灯设计 一．基本功能 利用AT89c51作为主控器组成一个LED流水灯系统，实现8个LED 灯的左、右循环显示。 二．硬件设计 图1.总设计图
1.单片机最小系统 1.1选用AT89C51的引脚功能 图2. AT89C51 XTAL1:单芯片系统时钟的反向放大器输入端。 XTAL2：系统时钟的反向放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英震荡晶体系统就可以工作了，此外可以在两引脚与地之间加入20PF的小电容，可以使系统更稳定，避免噪音干扰而死机。 RESET：重置引脚，高电平动作，当要对晶体重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个及其周期以上的时间便能完成系统重置的各项动作，使得部特殊功能寄存器容均被设成已知状态。 P3：端口3是具有部提升电路的双向I/O端口，通过控制各个端口的高低电平了实现LED流水灯的控制。
1.2复位电路 如图所示，当按下按键时，就能完成整个系统的复位，使得程序从新运行。 图3.复位电路 1.3时钟电路 时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。 在AT89C51芯片部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚X1，输出端为引脚X2，在芯片的外部跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。此电路采用12MHz的石英晶体。
图4.时钟电路 2.流水灯部分 图5.流水灯电路 三．软件设计 3.1编程语言及编程软件的选择 本设计选择C语言作为编程语言。C语言虽然执行效率没有汇编语言
数字信号处理课程设计论文概论
数字信号处理课程设计 姓名： 学号： 专业： 班级： 指导老师：
目录 题目一：离散时间序列的时域分析 (2) 1.1实现离散时间序列 (2) 1.2序列的卷积 (2) 题目二：利用DFT进行周期信号频谱分析 (4) 2.1连续信号频谱分析比较 (5) 2.2利用DFT进行运算 (7) 题目三：离散系统的分析 (9) 3.1求系统的响应 (9) 3.2分析系统的频域特性 (10) 题目四：数字滤波器的设计 (12) 4.1高通滤波器的设计： (13) 总结： (16)
题目一：离散时间序列的时域分析 对离散时间序列的时域分析，通过MATLAB进行离散时间序列的描述，对离散时间序列进行卷积运算，将不同形式的信号波形用不同的时间函数来描述，实现信号的卷积运算。 1.1实现离散时间序列 (1)x0=2*sin（pi/3*n0+3*pi/4） (2)x1=2^n1 (3)单位抽样序列 (4)单位阶跃序列 程序如下： A=2;N=20;phi=3*pi/4; w=pi/3; n0=-5:0.5:10; x0=A*sin(w*n0+phi); a=2;N=20; n1=0:0.3:6; x1=a.^n1; n2=-20:20; x2=[zeros(1,20),1,zeros(1,20)]; n3=-20:20; x3=[zeros(1,20),1,ones(1,20)]; subplot(2,2,1);plot(n0,x0);stem(n0,x0); title('正弦序列');ylabel('x(n)');xlabel('n'); subplot(2,2,2);plot(n1,x1);stem(n1,x1); title('指数序列');xlabel('n');ylabel('x(n)'); subplot(2,2,3);stem(n2,x2); title('单位抽样序列');xlabel('n');ylabel(' ) (n '); subplot(2,2,4);stem(n3,x3); title('单位阶跃序列');xlabel('n');ylabel('u(n)'); 1.2序列的卷积 程序如下： A=2;N=20;phi=3*pi/4;
数字电压表的设计毕业设计论文
田唯迪：数字电压表的设计 华东交通大学理工学院 Institute of Technology. East China Jiao tong University 毕业设计 Graduation Design （2011 —2015 年） 题目数字电压表的设计 分院：电气与信息工程分院 专业：工程及其自动化 班级：电力2011-1 学号： 学生姓名：田唯迪 指导教师： 起讫日期：2015-01-01—2015-05-10
华东交通大学理工学院毕业设计 摘要 在电子应用领域，工业自动化仪表已经有了非常广泛的应用。本文设计的数字电压表以AT89C51单片机为主要控制器件，利用ADC0808把模拟信号转换为数字信号并加以显示的电路。它的设计主要包括硬件电路和系统程序两部分设计。硬件电路主要是单片机最小设计模块、A/D转换模块和显示模块的设计，系统程序设计则是通过AT89C51单片机先将系统初始化，通过ADC0808转换芯片把模拟量转换成数字量，最后通过数码管显示数据。设计的数字电压表的测量范围为200mv—10v，对直流电压进行测量。该电路功能强大，有报警系统，可控制测量范围，数码管显示精度高，可扩展性强等优点。 数字电压表的应用在很多领域，有非常好的应用前景。对数字电压表进行研究很有必要性。这对我们研究单片机技术是很有帮助的。 关键词：AT89C51；ADC0808；电压测量；A/D转换 1
田唯迪：数字电压表的设计 Abstract In electronic applications, industrial automation instruments have a very wide range of applications. This design of a digital voltmeter to AT89C51 microcontroller as the main control device, use it ADC0808 analog signals into digital signals and display them circuit. Its design includes hardware and system design program in two parts. The hardware circuit design module is the smallest single-chip design A / D converter module and display module, system programming is through the first AT89C51 SCM system initialization, by ADC0808 converter chip to convert analog to digital, and finally through a digital display data. Measuring range designed digital voltmeter is 200mv-10v, DC voltage measurement. The circuit is powerful, alarm system, control measuring range, digital display and high precision, scalability and other advantages.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 Application of digital voltmeter in many areas, there is a very good prospect. Conduct research on the digital voltmeter very necessity. This single-chip technology for our study is helpful.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 Key words: T89C52; ADC0808; V oltage measurement；A/D converter 2
数字电压表论文
目录 1 绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 数字电压表的研究背景 (1) 1.3 数字电压表设计的意义 (1) 2.系统设计 (2) 2.1系统总设计结构图 (2) 2.2．主控芯片STC89C52单片机的简介....................... 错误！未定义书签。3系统硬件设计.. (3) 3.1电源电路设计 (4) 3.2控制电路设计： (5) 3.2.1 晶振时钟电路 (5) 3.2.2复位电路设计 (6) 3.2.3引脚 (6) 3.3显示电路设计 (6) 3.4串口通信电路设计 (7) 3.5 AD转换电路设计 (8) 3.6电路图的绘制 (9) 3.6.1 Altium Designer简介： (9) 4.软件设计 (13) 4.1 系统软件设计整体思路 (13) 5 程序调试 (14) 5.1 程序调试用到的软件及工具............................ 错误！未定义书签。 5.2 KEIL C51简介........................................ 错误！未定义书签。 5.3 调试过程........................................... 错误！未定义书签。 6 设计总结与展望 (15) 参考文献 (16)
1 绪论 1.1 引言 数字电压表是自动化控制的产物, 通过各种测量手段，使电压表实现对各种量程电压的测量功能。目前, 电压表已经广泛的应用于生产生活以及产品研发领域。 1.2 数字电压表的研究背景 近年来，人工智能领域的科技成果越来越多，也有越来越多的科技成果不断的投入到实际使用过程中。而如何将研究成果更好的投入到生产生活中去让生活更简单更智能成为了一个亟待解决的问题。测量工具的不断升级正悄悄改变着人们的生活，而传统的指针式电压表也存在着一定的缺点，比如精度达不到要求，显示方式不直观，反应不灵敏等。基于此种原因，我们又做了相应的资料搜集，最终我们设计了如下的数字电压表，经测试，运行可靠。 1.3 数字电压表设计的意义 二十一世纪的主题思想就是智能控制。工业水平不断提高，人类在科学控制领域也有了长足的发展，如何更便捷的测量电气参数，更加直观的显示并处理测量结果成为了一个新兴的研究课题。 指针式电压表作为一种新型的教学及研究设备应运而生，因其能灵活的测量电压参数很快被学生及工业现场技术人员所接受，而传统指针式电压表的缺点也日益突出：反应不灵敏，没有友好的人机交互方式等。这些的种种问题都成了制约指针式电压表发展的瓶颈，基于此种原因，我们开发设计了基于STC公司的STC89C52单片机的数字电压表，有效的解决了上述问题。
基于单片机的数字电压表设计
引言 数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便。目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本论文重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。
1 实训要求 （1）基本要求： ①实现8路直流电压检测 ②测量电压范围0-5V ③显示指定电压通道和电压值 ④用按键切换显示通道 （2）发挥要求 ①测量电压范围为0-25V ②循环显示8路电压 2 实训目的 （1）进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理； （2）掌握单片机的借口技术及，ADC0809芯片的特性，控制方法； （3）通过这次实训设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术；（4）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计的方法和调试技术。 3 实训意义 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使自身了解开发单片机应用系统的全过程，强化巩固所学知识，为以后的学习和工作打下基础。 4 总体实训方案 测量一个0——5V的直流电压，通过输入电路把信号送给AD0809，转换为数字信号再送至89s52单片机，通过其P1口经数码管显示出测量值。 4.1 结构框图 如图1—1所示 图1—1