PCF数字电压表设计.docVIP

课程设计报告 题 目： 学生姓名： 学生学号： 系 别： 专 业： 指导教师： 电气信息工程学院制 2013年6月 第1章 课程设计的总体方案 1.1 课程设计的目的 1.了解A/D芯片PCF8591转换性能及其编程方法。 2.掌握A/D转换器与单片机的接口方法 3.学会使用A/D转换器进行电压信号采集 1.2课程设计的要求 1.利用A/D芯片PCF8591及1602液晶显示屏组成。 2．采用4路模拟量输入。 3.尽量使用较少的元器件。 1.3课程设计的思路 1.根据设计要求，选择AT89C51单片机为核心控制器件。 2.A/D转换采用PCF8591实现，利用PCF8591将模拟电压转换为数字量。 3.经单片机将数字量转换成对应电压值，电压显示采用4位一体的LED数码管。 1.4 课程设计的方案 硬件电路设计由6个部分组成; A/D转换电路，AT89C51单片机系统，LCD显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路。硬件电路设计框图如图1所示。 图1 数字电压表系统硬件设计框图 第2章 系统方案硬件设计 2.1 系统方案的提出 根据4路模拟量输入设计的需要，为单片机和A/D转换器提供以下设计方案。 2.1.1 单片机方案 AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k字节Flash可擦写存储器（PEROM）。AT89C51器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，AT89C51的片内Flash允许程序存储器通过传统编程器反复编程。由于芯片内集成了通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的微处理器ATMEL AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高度灵活、高性价比的解决方案。　AT89C51具有如下特点：4k Bytes Flash存储器、128 bytes的RAM以及32个I/O口、2个16位定时/计数器,5个中断优先级2层中断嵌套中断、1个全双工串行通信口、片内时钟振荡器。 AT89C51芯片，如图所示，各引脚功能如下：VCC：供电电压。 GND：接地。 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。 P1口：是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4TTL门电流。 图3-1 AT89C51设计 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。 　 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。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） 　 P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） 　 P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） 　 P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） 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。当振荡器复位器件时，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地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。　　 /PSEN：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。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。 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。 2.1.2 A/D转换器方案 PCF8591的功能包括多路模拟输入、内置跟踪保持、8-bit模数转换和8-bit数模转换。PCF8591的最大转化速率由I2C总线的最大速率决定。 1、主要技术指标和特性 单独供电;