八路电压循回检验系统.doc

单片机应用设计课程设计论文

——八路电压循回检测系统

院系：信息工程学院
专业： 通信工程
班级： 0942
姓名： 闫彪
学号： 25
指引教师：

12 月 23日

目录
第一章 绪论 3
1.1 课程设计目及意义 3
1.2 单片机应用及前景 3
第二章 系统总体方案 4
2.1 设计规定 4
2.2 硬件系统设计 4
2.2.1 总体方案设计 4
2.2.2 系统总图如下 4
2.3 元件简介 5
2.3.1 AT89C51 单片机 5
2.3.2 ADC0808数模转换简介 6
2.3.3 74LS595简介 7
第三章 软件编程 9
3.1 仿真程序 9
3.2 仿真成果 11
3.3 测试程序 11
第四章 Proteus和Keil软件简介 15
4.1 Proteus简介 15
4.1.1 Proteus主界面 16
4.1.2 电路仿真 16
4.2 Keil 简介 17
4.2.1 Keil软件简介： 17
4.2.2 Keil 软件用法 18
第五章 总结与展望 21
第六章 道谢 22
参照文献 23
附录— 24
附录二 25

第一章 绪论
1.1 课程设计目及意义
1. 单片机原理及应用是一门专业基本课，是一门实践性很强课程，单片机课程设计规定将所学理论知识通过实践加强理解和结识，提高学生们单片机接口电路设计能力和动手能力。初步掌握简朴单片机应用系统设计、制作、调试办法。提高动手实践能力、提高科学思维能力。
2.使学生具备作为电子与信息技术生产、服务和管理领域工作额高素质，同步具备高档专门技术人才所应具备电子设计自动化基本知识、基本技能。
3.通过单片机控制课程设计，学生可以掌握智能化控制系统及电子产品开发普通过程，其中涉及系统整体设计、硬件电路调试、软件编程调试、成果数据分析等多方面内容。
1.2 单片机应用及前景
单片微型计算机简称单片机，是典型嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），惯用英文字母缩写MCU表达单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU专用解决器发展而来。最早设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一种芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂而对体积规定严格控制设备当中。单片机比专用解决器更适合应用于嵌入式系统，因而它得到了最多应用。事实上单片机是世界上数量最多计算机。当代人类生活中所用几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少单片机在工作。汽车上普通配备40多部单片机，复杂工业控制系统上甚至也许有数百台单片机在同步工作！单片机数量不但远超过PC机和其她计算总和，甚至比人类数量还要多。

核心词：GSM GS100 AT89C51 Voltage circuit testing 电压巡回检测Single-chip microcomputer 单片机

第二章 系统总体方案
2.1 设计规定
1.用AT89C51与AD0C808构成8路巡回检测系统。
2.采样周期为1秒，即间隔1秒对个通道轮流采集一种数据，每个通道均采用1024个数据。采集数据可存储在外部RAM中，数据存储顺序应于通道号一致
3.A/D转换结束检测方式，可采用延时、查询和中断任意一种方式。
4.数字量由单片机转换成十进制数后送到LED显示屏显示。
2.2 硬件系统设计
2.2.1 总体方案设计

显示屏
数据存储器
单片机
检测系统

2.2.2 系统总图如下

图2-1（系统总图）
2.3 元件简介
2.3.1 AT89C51 单片机
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）低电压，高性能CMOS8位微解决器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器单片机。单片机可擦除只读存储器可以重复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业原则MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMELAT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它一种精简版本。AT89C单片机为诸多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉方案。
1、 重要特性
l 与MCS-51 兼容
l 4K字节可编程闪烁存储器，寿命：1000写/擦循环，数据保存时间：
l 全静态工作：0Hz-24Hz
l 三级程序存储器锁定
l 128*8位内部RAM
l 32可编程I/O线
l 两个16位定期器/计数器
l 5个中断源
l 可编程串行通道
l 低功耗闲置和掉电模式
l 片内振荡器和时钟电路

图2-2（AD89C51引脚图）
2、管脚阐明
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一种8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸取8TTL门电流。当P1口管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0可以用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必要被拉高。
P1口：P1口是一种内部提供上拉电阻8位双向I/O口，P1口缓冲器能接受输出4TTL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，这是由于内部上拉缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接受。
P2口：P2口为一种内部上拉电阻8位双向I/O口，P2口缓冲器可接受，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。并因而作为输入时，P2口管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉缘故。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口输出地址高八位。在给出地址“1”时，它运用内部上拉优势，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内容。P2口在FLASH编程和校验时接受高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻双向I/O口，可接受输出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口将输出电流（ILL）这是由于上拉缘故。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期高电平时间。
2.3.2 ADC0808数模转换简介
ADC0808是采样辨别率为8位、以逐次逼近原理进行模/数转换器件。其内部有一种8通道多路开关，它可以依照地址码锁存译码后信号，只选通8路模仿输入信号中一种进行A/D转换。ADC0808是ADC0809简化版本，功能基本相似。普通在硬件仿真时采用ADC0808进行A/D转换，实际使用时采用ADC0809进行A/D转换。

图2-3(ADC0808管脚图)
1. 内部构造
　ADC0808是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器，它有8路模仿开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器。
2.引脚功能
ADC0808芯片有28条引脚，如图所示。各引脚功能如下：
1～5和26～28（IN0～IN7）：8路模仿量输入端。 　　
8、14、15和17～21：8位数字量输出端。 　
22（ALE）：地址锁存容许信号，输入，高电平有效。 　
6（START）： A／D转换启动脉冲输入端，输入一种正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。 　　
7（EOC）： A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一种高电平（转换期间始终为低电平）。 　　
9（OE）：数据输出容许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一种高电平，才干打开输出三态门，输出数字量。 　　
10（CLK）：时钟脉冲输入端。规定期钟频率不高于640KHZ。 　　
12（VREF（+））和16（VREF（-））：参照电压输入端 　
11（Vcc）：主电源输入端。 　
　13（GND）：地。 　
　23～25（ADDA、ADDB、ADDC）：3位地址输入线，用于选通8路模仿输入中一路
2.3.3 74LS595简介

图2-4（74LS595管脚图）
引脚功能：
O1~O7(1~7脚): 八路并行输出端，可以直接控制数码管8个段。
QH(9脚)：级联输出端，接下一种SER
SER(14脚)：串行数据输入端
/SRCLR(10脚)：低电平时将移位寄存器数据清零，普通将她接VCC
SRCLK(11脚)：上升沿时数据寄存器数据移位，（脉冲宽度普通选微秒级）
RCLK(12脚)：上升沿时移位寄存器数据进入数据存储寄存器。
/G(13脚)：高电平时禁止输出(高阻态)，可以用一引脚控制达到闪烁和熄灭功能，也可直接接低电平。

第三章 软件编程
3.1 仿真程序

#include<reg52.h>
#include<stdio.h> 
#include<intrins.h> 
#define ad_con P2 
#define addata P0 
#define disdata P1 
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar number=0x00;
sbit disx=disdata^7;
sbit ALE=P2^3;
sbit START=P2^4;
sbit OE=P2^5;
sbit EOC=P3^7; 
sbit KEY1=P3^5;
sbit KEY2=P3^6;
sbit FLAG=PSW^7;
void tongdao()
ucharcode dis_7[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};
uchar code scan_con[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};
uchar data ad_data[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
uint data dis[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
//=延时子函数＝//
void tongdao()
{float l;
uchar k,i;
int g; 
do{ 
   if(KEY2==0)
  {delay(5);
   if(KEY2==0)
while(!KEY2);
{number++;if(number==8)number=0;}
   }
dis[3]=number;
i=ad_data[number];
l=i*1.0/255*500;
g=l;
dis[0]=g%10;
g=g/10;
dis[1]=g%10;
dis[2]=g/10;
for(k=0;k<4;k++)
{isdata=dis_7[dis[k]];
 if(k==2){disx=0;}
 P3=scan_con[k];
 delay(5);
 P3=0xff;}
 }while(KEY1==1);
 }  void scan()
 { float l;
uchar k,n,m,i;
int h,g;
dis[3]=0x00;
for(n=0;n<8;n++)
{ i=ad_data[n];
l=i*1.0/255*500;
g=(int)l;
dis[0]=g%10;
g=g/10;
dis[1]=g%10;
dis[2]=g/10;
for(h=0;h<30;h++)
{for(k=0;k<4;k++)
{  if(KEY2==0)
{tongdao();}
disdata=dis_7[dis[k]];
if(k==2){disx=0;}
P3=scan_con[k];
delay(5);
P3=0xff;}}
dis[3]++;
if(dis[3]==8){dis[3]=0;}
} }
//=AD 转换子函数＝//
test()
{uchar m;
uchar s=0x00;
ad_con=s;
for(m=0;m<8;m++)
{ALE=1;
_nop_();_nop_();
ALE=0;
START=1;
_nop_();_nop_();
START=0;
_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();
while(EOC==0);
OE=1;
ad_data[m]=addata;
OE=0;
s++;
ad_con=s;}
ad_con=0x00;}
//=主函数＝//
main()
{P0=0XFF;
P2=0X00;
P1=0XFF;
P3=0XFF;
while(1)
{test();
scan();}
3.2 仿真成果

图3-1（仿真成果）
3.3 测试程序

1.#include<reg51.h>
unsigned char temp;
unsigned char dispBuffer1[4]={0x00,0x01,0x02,0x03};
unsigned char dispcode[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
sbit oclk=P3^2;
//===============//
void delay1ms(unsigned int ms)//延时1毫秒（不够精准）
{unsigned int i,j;
for(i=0;i<ms;i++)
for(j=0;j<120;j++);
}
//==============//
void main()
{
unsigned char w；
TMOD=0x00;

while(1)
{
for (w=4；w<8；w++)
{
SBUF=dispcode[w];
while(TI==0);
// delay1ms(100);
TI=0;
}
oclk=0;
delay1ms(1)；
oclk=1;
delay1ms(1);
}
}
2.#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
unsigned char temp;
unsigned int tempdata;
unsigned char dispcode[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
sbit oclk=P3^2;
unsigned char TempBuffer1[5];
sbit start=P1^0;
sbit oe=P1^1;
sbit clk=P1^2;
sbit ale=P1^3;
sbit eoc=P1^4;

//===============//
void delay1ms(unsigned int ms)//延时1毫秒（不够精准）
{unsigned int i,j;

for(i=0;i<ms;i++)
for(j=0;j<120;j++);
}
//==============//
void adcconver()
{
ale=1;
_nop_();

ale=0;
_nop_();
start=1;
_nop_();
start=0;
_nop_();
while(eoc==0);
oe=1;
temp=P0;
oe=0;
}
//===============// 测量电压最大值为5V
void valconver()
{
TempBuffer1[1]=temp / 51;
TempBuffer1[4]=temp % 51;
tempdata=TempBuffer1[4] * 10;
TempBuffer1[2]=tempdata / 51;
TempBuffer1[4]=tempdata % 51;
tempdata=TempBuffer1[4] * 10;
TempBuffer1[3]=tempdata / 51;

/*TempBuffer1[1]=temp/100;
TempBuffer1[4]=temp%100;
TempBuffer1[2]=TempBuffer1[4]/10;
TempBuffer1[3]=TempBuffer1[4]%10； */
}
//=============//
void main()
{
unsigned char w；
TempBuffer1[0]=0X00;
TMOD=0x02;

TH0=0XFF;
TL0=0XFF；
TR0=1；
ET0=1;
EA=1;
while(1)
{
P2=0X00;
adcconver();
valconver();
for (w=0；w<4；w++)
{
SBUF=dispcode[TempBuffer1[w]];
while(TI==0);
// delay1ms(100);
TI=0;
}
oclk=0;
delay1ms(1)；
oclk=1;
delay1ms(1);

}
}
//===============//
void timerupt() interrupt 3
{
clk=~clk;
}
//===/

第四章 Proteus和Keil软件简介
4.1 Proteus简介
Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版EDA工具软件（该软件中华人民共和国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不但具备其他EDA工具软件仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是当前最佳仿真单片机及外围器件工具。虽然当前国内推广刚起步，但已受到单片机兴趣者、从事单片机教学教师、致力于单片机开发应用科技工作者青睐。Proteus是世界上知名EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品完整设计。是当前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一设计平台，其解决器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，即将增长Cortex和DSP系列解决器，并持续增长其她系列解决器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等各种编译器
Proteus软件具备其他EDA工具软件（例：multisim）功能。这些功能是： 　　1．原理布图 　　2．PCB自动或人工布线 　　3．SPICE电路仿真 　　革命性特点 　　1．互动电路仿真 　　顾客甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，某些SPI器件，某些IIC器件。 　　2．仿真解决器及其外围电路 　　可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等惯用主流单片机。还可以直接在基于原理图虚拟原型 　　上编程，再配合显示及输出，能看到运营后输入输出效果。配合系统配备虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备电子设计开发环境。

4.1.1 Proteus主界面

图4-1（Proteus界面）

选取元件：P按钮

图4-2（查找器件）
4.1.2 电路仿真
1. 打开原理图

图4-3（打开原理图）
2. 在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好目的代码文献：*.HEX.双击U1

图4-4（添加主程序）
点击运营按钮，运营程序

图4-5（程序运营成果）
4.2 Keil 简介
4.2.1 Keil软件简介：
Keil C51是美国Keil Software公司出品51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、构造性、可读性、可维护性上有明显优势，因而易学易用。Keil提供了涉及C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一种功能强大仿真调试器等在内完整开发方案，通过一种集成开发环境（uVision）将这些某些组合在一起。运营Keil软件需要WIN98、NT、WIN、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你不二之选，虽然不使用C语言而仅用汇编语言编程，其以便易用集成强大软件仿真调试工具也会令你事半功
Keil 软件是众多单片机应用开发先进软件之一，它集编辑，编译，仿真于一体，支持汇编,汇编语言和 C 语言程序设计，界面和谐，易学易用。
4.2.2 Keil 软件用法
（1）进入Keil后，屏幕如下图所示。几秒钟后浮现编辑界

图4-6（Keil C51后编辑界面）

（2）新建工程
单击Project菜单，在弹出下拉菜单中选中New Project选项

图4-7（新建工程）

然后选取你要保存途径,输入工程文献名字,例如保存到E盘YB文献夹里,工程文献名字为YB
如下图所示,然后点击保存.

图4-8（项目文献存储位置）
这时会弹出一种对话框,规定你选取单片机型号,你可以依照你使用单片机来选取,keil c51几乎支持所有51核单片机,我这里还是以人们用比较多Atmel 89C51来阐明,如下图所示,选取89C51之后,右边栏是对这个单片机基本阐明,然后点击拟定.

图4-9（选取单片机型号）
完毕上一环节后，屏幕如下图所示

图4-10
到当前为止，咱们还没有编写一句程序，下面开始编写咱们第一种程序。
（2) 添加程序

图4-11（添加C程序）
生成.Hex文献

图4-12
单击拟定

图4-13（编译生成.Hex文献）
再点击编译按钮即可生成.Hex文献
第五章 总结与展望

一方面，在本次课程设计中，我感觉到了设计高兴，并且学到了许多关于单片机知识，在实际安装调试过程中，我遇到了许多困难，当通过教师指引咱们都完毕了本次课设，也通过这次课程设计让我对单片机产生了浓厚兴趣，使我懂得单片机在咱们生活当中是多么重要，尽量把所学到知识用到生活中去。
另一方面，通过本次单片机课程设计，让我收获诸多。我实实在在理解到了单片机是一门应用性和实践性很强学科，并且对单片机最小系统也有了更深层掌握。除此之外，通过这次课程设计我也熟悉了PROTUES软件和Keil软件。
最后，这次课程设计提高了我对综合知识整顿和提纯能力，把所学知识进一步理解和记忆，为后来工作和学习打下基本。在实验过程中，我遇到了诸多问题，人们在一起研究，有时会由于一种问题而争论不休，但当问题解决时候又觉得非常有成就感，似乎把之前所付出辛苦都忘在了脑后。我学会了团结互助，学会了团队力量，也历练了自己，提高了自己自身修养与素质。在实验中也得到了工作经验，相信自己后来可以把每一件事都做好。

第六章 道谢

本次课程设计要感谢罗薇、吉李满教师，从课设开始到结束，教师都始终在指引咱们，咱们在这个过程和中遇到了诸多问题，感谢教师给咱们解说，让咱们真正学到了知识，要不是教师们协助，咱们不也许顺利完毕本次课程设计，再次向罗薇教师、吉李满教师表达感谢！

参照文献
[1] 张毅刚，《单片机原理及应用》，高等教诲出版社，12月；
[2] 李广弟等。单片机基本[M].北京航空航天出版社，.
[3] 王东峰等。单片机C语言应用100例[M].电子工业出版社，.
[4] 陈海宴.51单片机原理及应用[M].北京航空航天大学出版社，.
[5] 李平等.单片机入门与开发[M].机械工业出版社，.

附录—

附录二

所用c语言程序：
#include<reg52.h>
#include<stdio.h> 
#include<intrins.h> 
#define ad_con P2 
#define addata P0 
#define disdata P1 
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar number=0x00;
sbit disx=disdata^7;
sbit ALE=P2^3;
sbit START=P2^4;
sbit OE=P2^5;
sbit EOC=P3^7; 
sbit KEY1=P3^5;
sbit KEY2=P3^6;
sbit FLAG=PSW^7;
void tongdao()
ucharcode dis_7[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};
uchar code scan_con[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};
uchar data ad_data[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
uint data dis[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
//=延时子函数＝//
void tongdao()
{float l;
uchar k,i;
int g; 
do{ 
   if(KEY2==0)
  {delay(5);
   if(KEY2==0)
while(!KEY2);
{number++;if(number==8)number=0;}
   }
dis[3]=number;
i=ad_data[number];
l=i*1.0/255*500;
g=l;
dis[0]=g%10;
g=g/10;
dis[1]=g%10;
dis[2]=g/10;
for(k=0;k<4;k++)
{isdata=dis_7[dis[k]];
 if(k==2){disx=0;}
 P3=scan_con[k];
 delay(5);
 P3=0xff;}
 }while(KEY1==1);
 }  void scan()
 { float l;
uchar k,n,m,i;
int h,g;
dis[3]=0x00;
for(n=0;n<8;n++)
{ i=ad_data[n];
l=i*1.0/255*500;
g=(int)l;
dis[0]=g%10;
g=g/10;
dis[1]=g%10;
dis[2]=g/10;
for(h=0;h<30;h++)
{for(k=0;k<4;k++)
{  if(KEY2==0)
{tongdao();}
disdata=dis_7[dis[k]];
if(k==2){disx=0;}
P3=scan_con[k];
delay(5);
P3=0xff;}}
dis[3]++;
if(dis[3]==8){dis[3]=0;}
} }
//=AD 转换子函数＝//
test()
{uchar m;
uchar s=0x00;
ad_con=s;
for(m=0;m<8;m++)
{ALE=1;
_nop_();_nop_();
ALE=0;
START=1;
_nop_();_nop_();
START=0;
_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();
while(EOC==0);
OE=1;
ad_data[m]=addata;
OE=0;
s++;
ad_con=s;}
ad_con=0x00;}
//=主函数＝//
main()
{P0=0XFF;
P2=0X00;
P1=0XFF;
P3=0XFF;
while(1)
{test();
scan();}