液晶屏显示电压表.docx

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1、桂林航天工业学院单片机技术综合应用技能实训课程设计报告系(部)：电子信息与自动化学院专业班级:无人机应用技术-班学生姓名：学号：设计题目：液晶屏显示的电压表完成日期：2018年07月06日指导教师评语：项目评语内容设计表现(20%)掌握基础理论，设计过程中的学习态度，文献查阅能力，设计思路可行性能力评价设计任务量、设计过程中参与情况ABCDE设计说明书(40%)调试过程中运用理论分析与解决问题的能力：报告格式规范性、全面性、逻辑性、表达能力综合评价ABCDE实物评价(40%)程序设计合理性及功能实现等ABCDE成绩(五级记分制)：指导教师(签字)：桂林航天工业学院课程设计任务书液晶屏显示的电压

2、表设计学生姓名课程名称单片机技术综合应用技能实训I专业班级2016无人机应用技术1班地点巡天517起止时间2018年6月25日一7月6日设计内容硬件设计及样品制作。设计参数1 .采用PCF8591实现AD采样功能；2 .采样电压范围O5V；3 .液晶模块1CD1602显示转换后的实际电压值；4 .显示保留小数点后两位。设计进度1. 2018年6月25B-6月28日查阅资料，确定设计方案；2. 2018年6月29日7月4日程序设计和硬件调试；3. 2018年7月6日撰写课程设计报告，答辩。设计成果1 .设计说明书一份（不少于2000字）；2 .样品一套。参考资料1 .楼然苗，李光飞，单片机课程设

3、计指导，北京航空航天大学出版社，2012.2 .李全利，单片机原理及应用，清华大学出版社，2014.说明_1.本表应在每次实施前由指导教师填写一式2份，审批后所在系（部）和指导教师各留1份。2.多名学生共用一题的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。3.若填写内容较多可另纸附后。指导教师:系（部）分管领导:教研室主任:摘要本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。D转换主要由芯片PCF8591来完成,它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。数据处理则由芯片STC89C52来完成，其负责把PCF85

4、91传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。此数字电压表可以测量0-5V的模拟直流输入电压值，并通过一个1CDI602液晶屏显示出来。关键词：STC89C52；PCF8591；电压表；A/D转换；1CD1602目录一、系统概述111设计任务11.2设计要求1二、整体设计方案12.1 开发板整体功能12.2 软件功能描述2三、硬件电路设计33.1 89C52单片机33.2 1CDI602液晶73.3 总体电路设计11四、软件设计124.1 程序整体流程图124.2 程序清单13五、硬件调试

5、及结果165.1 软件仿真165.2 硬件电路调试17六、小结18参考文献19附录电路图及程序19一、系统概述1.1 设计任务使用所学的单片机以及编程的知识，利用PCF8591A/D转换芯片把电阻转换为电压并使用1CD1602显示出来。1.2 设计要求1.2.1 设计目的基于STC89C52单片机的实验平台开发设计出一个软硬件产品，掌握C52的应用和调试，掌握单片机与各种器件的连接，锻炼学生的动手能力。1.2.2设计参数1、采用PCF8591实现AD采样功能；2、采样电压范围05V；3、液晶模块1CDI602显示转换后的实际电压值；4、显示保留小数点后两位。二、整体设计方案2.1开发板整体功能

6、本次实验以STC89C52单片机为主体,PO口接上拉电阻驱动1CD1602液晶显示屏,P2.4接RS、P2.5接R/W、P2.6接E,分别控制数据/命令选择、读/写选择和使能信号。P1.1口和P1.2分别接PCF8591芯片的SC1和SDA引脚。SC1和SDA引脚分别为I2C总线的时钟线、数据线。AIN3口接可调电阻，当可调电阻滑动时，电阻的变化引起电压的变化，经过PCF8591芯片的实时转换，通过单片机处理实时的在1CD液晶屏上显示出来。外加复位和晶振电路等组成的最小系统。EA引脚接高电平。整体设计框图如图2.1所示：图2.1整体设计框图2. 2软件功能描述3. 2.1Proteus6Pro

7、fessionaIISIS6Professiona软件是它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。它从原理图布图、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的完整设计。是目前将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/182430DsP1C33AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加C

8、ortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IARKei1和MP1AB等多种编译器。ISIS6Professiona软件具有的功能：原理布图；PCB自动或人工布线；SP1CE电路仿真。4. 2.2KeiIuVision4Kei1提供了包括C编译器、宏汇编引、连接器、库管理和一个功能强大仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（UVision）将这些部分组合在一起。Kei1C51集成开发环境主要由菜单栏、工具栏、源文件编辑窗口、工程窗口和输出窗口五部分组成。工具栏为一组快捷工具图标，主要包括基本文件工具栏、建造工具栏和调试工具栏，基本文件工具栏包括

9、新建、打开、拷贝、粘贴等基本操作。建造工具栏主要包括文件编译、目标文件编译连接、所有目标文件编译连接、目标选项和一个目标选择窗口。调试工具栏位于最后，主要包括一些仿真调试源程序的基本操作，如单步、复位、全速运行等。在工具栏下面，默认有三个窗口。左边的工程窗口包含一个工程的目标（target）、组（group）和项目文件。右边为源文件编辑窗口，编辑窗口实质上就是一个文件编辑器，我们可以在这里对源文件进行编辑、修改、粘贴等。下边的为输出窗口，源文件编译之后的结果显示在输出窗口中，会出现通过或错误（包括错误类型及行号）的提示。三、硬件电路设计5. 189C52单片机单片机控制模块的作用是为控制各单元

10、电路的运行并完成数据的换算或处理，主要由单片机、时钟电路、复位电路组成。5.1. 1ST89C52简介STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可榛除只读存储器（FPEROM-FIaShPrognimab1eandErasab1eReadOn1yMemory）的低电压，高性能C0M0S8的微处理器，桂林航天工业学院俗称单片机。该器件采用ATME1高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。用脚如图3.13.1.2时钟电路如图3.2所示，为单片机的晶振电路部分。其中C1、C2为30pF的电容，它是振荡回路交联电容，如果没这两个电容的话，振荡部分会因为没有回路而

11、停振。电路就不能正常工作。Y1就是12MHZ的晶振。一般来说单片机内部有一个带反馈的线性反相放大器，外界晶振（或接陶瓷振荡器）和电容就可组成振荡器，晶振结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的。可以说晶振就是单片机的心脏，为单片机工作提供动力。3.1.33.1.4 复位电路单片机复位部分如图3.3所示，为单片机的复位电路部分。复位电路，就是利用它把电路恢复到起始状态。当电源低于单片机正常工作电压，影响单片机工作；程序跑飞，时钟失步等情况下需要使单片机复位。该复位电路为按键复位，按键复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平。一般采用的办法是

12、在RST端和正电源VCC之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则VCC的+5V电平就会直接加到RST端。按键复位的电路如所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求图3.3复位电路3.1.5 模数转换电路如图3.4所示，为A/D转换部分。其中R1为滑动变阻器，调节电阻可使输入PCF8591芯片的电压发生变化PCF8591是单片、单电源低功耗8位CMOS数据采集器件，具有4个模拟输入、一个输出和一个串行I2C总线接口。3个地址引脚AO、A1和A2用于编程硬件地址，允许将最多8个器件连接至I2C总线而不需要额外硬件。器件的地址、控制和数据通过两线双向I2C总线传

13、输。器件功能包括多路复用模拟输入、片上跟踪和保持功能、8位模数转换和8位数模拟转换。最大转换速率取决于I2C总线的最高速率。如图3.5为PCF8591引脚图图3.5PCF8591引脚图3.21CD1602液晶1CD显示器分为字段显示和字符显示两种。其中字段显示与1ED显示相似，只要送对应的信号到相应的管脚就能显示。字符显示是根据需要显示基本字符。本设计采用的是字符型显示。系统中采用1CD1602作为显示器件输出信息。与传统的1ED数码管显示器件相比，液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等优点，而且不需要外加驱动电路，现在液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的显示器件了。1CD160

14、2可以显示2行16个汉字。3.2.1 16021CD主要技术参数:显示容量:16X2个字符，芯片工作电压:4.55.5V,工作电流:2.OmA0V）,模块最佳工作电压:5.0V,字符尺寸:2.95X4.35（WH）mmo3.2.2引脚功能说明16021CD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如图3.6编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据I2VDD电源正极10D3数据3V1液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7DO匾15B1A背光源正极81)1数据16B1K背光源负极图3.6

15、各引脚接口说明引脚接口说明表第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：V1为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个IOK的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RV为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正