实验三简易数字电压表设计.docVIP

- . z 电子系统实验报告 实验三 简易数字电压表设计 姓 名 *巧玲 指导教师 贾立新 课 程 电子系统设计与实践 专业班级 自动化1004班 学 院 信息工程学院 一、设计题目 采用C8051F360单片机最小系统设计一简易数字电压表，实现对0~2.4V直流电压的测量，原理框图如图1所示。模拟输入电压通过一只1 kΩ电位器产生，采用C8051F360 单片机内部的A/D 转换器将模拟电压转换成数字量后换算成电压值，用十进制的形式在LCD上显示。 A/D 转换的输入模拟信号由实验板PR3 电位器产生的0~3.3V 的直流电压 信号，用一根杜邦实验线将J8 的0~3.3V 输出插针与J7 口的P2.0 插针相连。注意A/D 转换器模拟输入电压的*围取决于其所选择的参考电压，如果A/D 转换器选择内部参考电压源，其模拟电压的*围为0~2.4V，如果选择外部电源作为参考电压，则其模拟输入电压*围为0~3.3V。测试时，A/D转换器的模拟输入信号可通过一个电位器产生。 图1 简易数字电压表实验示意框图 二．设计方案 简易数字电压表设计程序流程图如图2所示。 图2 简易数字电压表设计程序中A/D转换和计时流程图 简易数字电压表实验板连接图如图3所示。此外，还需用一根杜邦实验线将J8 的0~3.3V 输出插针与J7 口的P2.0 插针相连。 图3简易数字电压表设计实验板接线图 详细设计 1.简易数字电压表设计相应C8051F360和LCD初始化程序 = 1 \* GB2 ⑴ 内部振荡器初始化： OscInit() = 2 \* GB2 ⑵ I/O端口初始化： PortIoInit() = 3 \* GB2 ⑶ 外部数据存储器接口初始化： *ramInit() = 4 \* GB2 ⑷ 定时器初始化： TimerInit() = 5 \* GB2 ⑸ 中断系统初始化： Int0Init() = 6 \* GB2 ⑹ ADC0初始化： void ADC_Init() = 7 \* GB2 ⑺ PCA初始化： Int0Init() 电压转换方式 将电压转换成十进制： AT=ADC0H*256+ADC0L; volt=AT*3.31/1024; voltage=volt*1000; for(i=0;i4;i++) { v[i]=voltage%10; voltage=voltage/10; } 3. LCD显示接口的设计 当时间到达设定值，即0.5s后，执行以下程序将所测的电压值在LCD屏幕上第三排显示出来。 Write(0*8C); WriteData(v[3]+0*30); WriteData(0*2e); WriteData(v[2]+0*30); WriteData(v[1]+0*30); WriteData(v[0]+0*30); 4.实验中AD转换方式选用逐次逼近型，A/D转换完成后得到10位数据分为上下字节存放在存放器ADCOH和ADC0L中，此处选择右对齐，转换时针为2MHZ。 5.选择内部参考电压2.4伏为基准〔在实际单片机调试中改为3.311伏〕，正端接P2.0，负端接地。 四、测试结果 在0V~3.3V中取十组测试数据，每组间隔约为0.3V左右，实验数据如表4-1所示 V实际 〔V〕 V显示 〔V〕 相对误差〔%〕 简易数字电压表设计实验数据 由表1可知，10组数据中最大误差的一组是： 其余的误差都不超过 ，并且大局部数据误差都只有 左右，满足小于0.01V的设计误差要求，即本实验的设计可以满足实验要求。 五、心得体会 通过这次对简易电压表的设计，我对单片机的最小系统设计有了新的理解，对于硬件和软件的配合也更熟练了。在这个实验中LCD显示模块的CPLD局部由FPGA充当，芯片本身自带程序，因而这个局部不需要再通过QUARTUS 软件进展编程。 在参考电压选择过程中发现，单片机实际最大电压并不是2.4v而是3.3v，则在转换中将3.3V替换2.4V即可。 六．代码附录 /*简易数字电压表*/ *include C8051F360.H *define uchar unsigned char *define uint unsigned int *define WADDR 0*C008