本篇文章论述的是基于AT89C52多量程电压表的设计的详情介绍，如果对您有帮助的话，还请点赞、收藏、转发，关注一下哦，如果有资源方面的需要可以联系我。
目录
一、课程设计目的
1.1巩固和加深对微处理器原理和接口技术知识的理解；
1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力；
1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法；
1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法；
1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。
二、课程设计要求
2.1 使用ADC0832进行模数转换；
2.2 通过串口读取测量到的电压值；
2.3 数码管显示测量到的电压值；
2.4 可测多个量程的电压。
原理图
仿真图
代码实现(部分)
#include <reg52.h> //52 系列单片机头文件定义
#include <stdio.h> //C 语言头文件定义
//***************************
//*******引脚定义************
//***************************
//ADC0832 控制口定义
sbit CS =P2^0; //CS：片选使能信号输出端
sbit CLK=P2^1; //CLK：时钟信号输出端
sbit DIO=P2^2; //DI/DO 信号输出端（由于 D0 与 D1 在通信时不会同时有效，
所以共用一个 IO 口）
//数码管控制引脚定义（数据引脚共 8 个，使用 P0）
sbit S_1=P1^0; //第一个数码管阳极控制端
sbit S_2=P1^1; //第二个数码管阳极控制端
sbit S_3=P1^2; //第三个数码管阳极控制端
sbit S_4=P1^3; //第四个数码管阳极控制端
//量程与继电器控制引脚定义
sbit KEY=P1^4; //用于量程的选择以及继电器的控制
//***************************
//*******常量定义************
//***************************
unsigned int table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
//0~9 在共阳数码管中所对应的十六进制值
//***************************
//*******延时 1000us**********
//***************************
void delay_1000us() //简单延时函数,约延时 1000us
{
unsigned char i=1000;
while(i--);
}
//***************************
//*******ADC0832 读取程序*****
//***************************
unsigned int ADC0832() //此处编程参考 ADC0832 英文手册
{
unsigned int i,buff; //缓存数据定义
//一个读取周期开始
CS=1; //CS 置一，转换开始
CLK=0; //为第一个时钟信号做准备
CS=0; //芯片使能
DIO=1; //给发送 DI 发送起始电平
CLK=1; //第一个时钟开始
CLK=0; //第一个时钟结束
DIO=1; //给 DI 发送高电平，选择单通道模式
CLK=1; //第二个时钟开始
CLK=0; //第二个时钟结束
DIO=0; //给 DI 发送低电平，选择通道 0
CLK=1; //第三个时钟开始
CLK=0; //第三个时钟结束
DIO=1; //DO 置一，准备读取数据
for(i=0;i<8;i++) //读取八位数据,由高到低读取
{
CLK=1; //时钟信号拉高
CLK=0; //下降沿有效，进行读取数据
buff<<=1; //将下面储存的低位数据向右移
buff|=DIO; //将输出数据 DIO 通过或运算储存在 buff 最低位
}
CS=1; //测量完毕，将 CS 拉高，片选无效
return buff;
}
//***************************
//*******串口初始化程序******
//***************************
//***************************
//*******主程序**************
//***************************
void main()
{
unsigned int buff,ge,shi,bai; //缓存数据定义
UartInit(); //串口初始化
while(1) //死循环
{ //主函数程序开始
buff=ADC0832()*100; //读取 AD 的值，并进行修正
buff=buff/51; //精度修正，转换为 000~500 范围
bai=buff/100; //保存 buff 的百位
shi=(buff%100)/10; //保存 buff 的十位
ge=buff%10; //保存 buff 的个位
//数码管显示程序
if(KEY==1) //如果 KEY 为 1，量程设为 0~5V
{
S_1=0; //选通第一位数码管，显示第一位数
P0=table[0]; //P0 口输出 8 位数据
delay_1000us(); //短暂延时
P0=0xff; //数码管消隐
S_1=1; //关闭第一位数码管
S_2=0; //选通第二位数码管，显示第二位数
P0=table[bai]&0x7f; //P0 口输出 8 位数据，因为量程为为 0~5V，所以第一位后显
示小数点
delay_1000us(); //短暂延时
P0=0xff; //数码管消隐
S_2=1; //关闭第二位数码管
S_3=0; //选通第三位数码管，显示第三位数
P0=table[shi]; //P0 口输出 8 位数据
delay_1000us(); //短暂延时
P0=0xff; //数码管消隐
S_3=1; //关闭第三位数码管
S_4=0; //选通第四位数码管，显示第四位数
P0=table[ge]; //P0 口输出 8 位数据
delay_1000us(); //短暂延时
P0=0xff; //数码管消隐
S_4=1; //关闭第四位数码管
//串口发送程序
TI=1; //TI 置一，开始发送数据
printf("%d.%d%d\n",bai,shi,ge);
//将 buff/100 后发出
while(!TI); //直到数据发送完毕
TI=0; //数据发送完毕后，TI 置〇
}
else //如果 KEY 为 1，量程设为 0~50V
{
S_1=0; //选通第一位数码管，显示第一位数
P0=table[0]; //P0 口输出 8 位数据
delay_1000us(); //短暂延时
P0=0xff; //数码管消隐
S_1=1; //关闭第一位数码管
S_2=0; //选通第二位数码管，显示第二位数
P0=table[bai]; //P0 口输出 8 位数据
delay_1000us(); //短暂延时
P0=0xff; //数码管消隐
S_2=1; //关闭第二位数码管
S_3=0; //选通第三位数码管，显示第三位数
P0=table[shi]&0x7f; //P0 口输出 8 位数据，因为量程为为 0~50V，所以第二位后
显示小数点
delay_1000us(); //短暂延时
P0=0xff; //数码管消隐
S_3=1; //关闭第三位数码管
S_4=0; //选通第四位数码管，显示第四位数
P0=table[ge]; //P0 口输出 8 位数据
delay_1000us(); //短暂延时
P0=0xff; //数码管消隐
S_4=1; //关闭第四位数码管
//串口发送程序
TI=1; //TI 置一，开始发送数据
printf("%d%d.%d\n",bai,shi,ge);
//将 buff/100 后发出
while(!TI); //直到数据发送完毕
TI=0; //数据发送完毕后，TI 置〇
}
}
}系统论文
三、硬件设计
3.1 设计思想
该系统的硬件设计思路如下：首先，通过ADC0832对外部电压进行模数转换，然后通过时钟线、数据线和控制使能线与单片机相连。而后，单片机通过八根数据线与四个控制线与四位数码管进行连接，用于显示测量到的电压。另外，单片机通过TX给外部发送数据，PC端可以通过USB-TTL模块直接接收到电压值。最后，关于多量程设计，量程方面我采用了电阻分压方式，这样就可以实现大量程的测量，量程选择方面我使用了开关与继电器实现。
3.2主要元器件介绍
3.2.1 ADC0832
ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。芯片引脚图如图1所示。其引脚分别为CS（片选使能）、CH0（模拟输入通道0）、CH0（模拟输入通道1）、GND（供电及参考电压低电位）、DI（数据信号输入）、DO（数据信号输出）、CLK（时钟信号输入）以及VCC/VREF（电源及参考电压输入）其时序逻辑图如图2所示。由图2可知一般情况下ADC0832与单片机连接应使用四根控制信号线，分别为CS、DO、DI和CLK。但由图2可知DO与DI其中一个作用时，另一个则不作用，因此在进行硬件电路设计时可以将DO和DI连接在同一个I/O口上。
ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量（低精度）转换要求。
图1
图2
3.3.2 STC89C52RC
STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的超强抗干扰、高速、低功耗单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机。其最高频率时钟为80 MHz, Flash 存储器为8KB, RAM为512 bit,E2PROM为2KB,可反复擦写编程。工作温度为-40℃～+85℃, 内置看门狗电路,内部电源供电系统、时钟电路和复位电路都经过特殊处理。“6 时钟/机器周期”和“12 时钟/机器周期”可在ISP编程时反复设置。其DPIP封装引脚图如图3所示。实物图如图4所示。
图3
图4
3.2.3 四位共阳极数码管
图5所示即为该系统所采用的共阳极数码管。该数码管共有12个引脚，其中8个为数据引脚，4个为控制引脚。数据引脚作用为向数码管输入要显示的数据，控制引脚作用为分别控制四个数码的亮和灭。图6所示及为其内部电路图。
图5
图6
3.3 原理图及功能电路介绍
整体原理图如图7所示。该电路可以分为三个部分，分别为：模数转换部分、显示部分和数据处理部分。
图7
3.3.1 显示部分
图8
图8所示即为显示部分电路图。该部分实现的功能是显示测量到的树值。数码管的八个的数据引脚引出接到单片机的P0上，用于接受显示数据。四个控制引脚分别接在四个PNP管的集电极上，然后PNP管的基极连接单片机的四个I/O口，发射极接VCC。这里控制引脚不直接接单片机上的原因是：单片机I/O无法提供大电流，不能作为共阳极数码管的控制信号，因此需要接三极管方大电流。
3.2.2模数转换部分
图9
图9所示即为模数转换部分电路图。该部分的主要作用是测量电压值并以数字量传输到单片机中。该部分可以分为两个子部分，分别为测量部分和量程控制部分。测量部分由ADC0832组成，它通过三根线将CS、CLK、DO与DI与单片机相连。另外，其CH0接到量程控制部分读取电压。量程控制部分主要由继电器、开关和电阻组成。开关连接一个I/O口和继电器。继电器选择接入CH0的信号，当为导通时，量程为0~5V，外部无其他电路，当为不导通时，量程为0~50V，外部接一个电阻分压电路。
3.2.3 数据处理部分
中央数据处理部分由89C52RC构成。该部分将上述两部分整合并控制。MCU的P0口接数码管的数据线；P1.0~P1.3接数码管控制部分（三极管的基极）；P1.4接量程控制部分的开关，作用是读取当前量程选择情况；P2.0~P2.2分别接ADC0832的CS、CLK和DO/DI；TX接外部通信设备，接受当前的电压测量值。
4. 软件设计
4.1 设计思想
单片机启动后，先初始化串口，并定义缓存变量，然后进行while死循环。在死循环中，先调用AD转换函数读一次“电压值”，但这时得到的并不是真正的电压值，所以需要进行精度修正，将范围0~255的范围修正为0~500。再判断当前量程选择情况，根据它来判断显示与串口数据的小数点位置，最后将数据显示并通过串口发送。
4.2软件流程图
图10
5. 调试运行
5.1 小量程测量结果
图11为小量程电压的仿真测量结果。左下方电压表为ADC0832输入的电压，为4.32V。而图中数码管读到的值为4.33V，串口发送的数据也为4.33V。因此，可以得出结论，在小量程的仿真测试中，电压测量误差非常小，可忽略不计。
图11
参考书目：
[1] 肖金球. 单片机原理与接口技术.[M].北京:清华大学出版社,2004.12
[2] 郭天祥. 新概念51单片机C语言教程: 入门、提高、开发、拓展全攻略[M]. 电子工业出版社, 2009.
[3] 康华光. 电子技术基础. 模拟部分[M]. 高等教育出版社, 1999.
资源下载
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标签：量程,proteus,引脚,CLK,数码管,源码,单片机,ADC0832,AT89C52 From： https://blog.csdn.net/m0_56379011/article/details/140305603