1、 单片机的控制系统课程设计 1 大庆石油学院课程设计任务书 课程 单片机控制系统课程设计 题目 0 3V 电压测量表 专业 自动化 姓名 邹建 学号 060601140625 主要内容： 用现有凌阳系列单片机试 验箱编写一段程序，用以实现测量电压值并且将获得的结果显示在液晶显示器上，并用语音播报出来。 基本要求： 1. 编程要求：主程序利用 C语言编写，中断服务程序利用汇编语言编写。 2. 实现功能：实现一个模拟电压表的功能，要求电压表能够测量电压值，在液晶显示器上显示并播报测量电压值。 3. 实验现象：开机（运行）后，显示一个图片 MM.bmp（它的字模数据 MM.c、 MM.在 IDE的安
2、装径 SPCE061AexampleIntExaex10_VoltageMeasureFrom0To3提供），显示并播放当前 电位器所在位置的电压；变化 R22 电位器，显示并播报 R22 电位器变化后的电压。 参考资料 1. 杜刚 16 位单片机原理及应用 M. 北京 中国电力出版社 2007.9 2 杜刚 /张东霞 16 位单片机原理及应用学习与实验指导 M. 北京 中国电力出版社 2008.12 3 罗亚飞 凌阳 16 位单片机应用基础 M. 北京 北京航空航天大学出版社 2003.12 4 李晓白 凌阳 16 位单片机 C 语言开发 M. 北京 北京航天航空大学出版社2006.7 完成
3、期限 2009.6.29 至 2009.7.3 单片机的控制系统课程设计 2 指导教师 董长义 董宏丽 专业负责人 2009 年 6 月 16 日 单片机的控制系统课程设计 3 目 录 1 系统设计 . 1 1.1 设计要求 . 1 1.1.1 编程要求 . 1 1.1.2 实现功能 . 1 1.1.3 实验现象 . 1 1.2 设计思路 . 1 2 设计环境及基本原理 . 1 2.1 设计装置 . 1 2.2 基本原理 . 1 3 系统硬件设计 . 2 4 单片机软件设计 . 3 4.1A/D 转换 . 3 4.2 串口发送数据 . 4 4.3 程序流程图 . 5 4.4 编写程序步骤 .
4、5 5 总结 . 6 6 参考文献 . 7 7 附录 . 8 单片机的控制系统课程设计 4 单片机的控制系统课程设计 5 单片机的控制系统课程设计 6 第 1 章 系统设计 1.1 设计要求 1.1.1 编程要求 ：主程序利用 C语言编写，中断服务程序利用汇编语言编写。 1.1.2 实 现功能 ：实现一个模拟电压表的功能，要求电压表能够测量电压值，在液晶显示器上显示并播报测量电压值。 1.1.3 实验现象 ：开机（运行）后，显示一个图片 MM.bmp（它的字模数据 MM.c、 MM.h在 IDE的安装径 SPCE061AexampleIntExaex10_VoltageMeasureFrom0
5、To3提供），显示并播放当前电位器所在位置的电压；变化 R22电位器，显示并播报 R22电位器变化后的电压；即只要 R22电位器改变，系统就能自动测量出 R22电位器的电压，并把测量得到的电压值播报并显示出来。（ 要求显示和播报电压值的精度为小数点后第四位） 1.2 设计思路 本次设计要求完成基于单片机的电压测量系统的设计。系统包括数据采集A/D转换模块，单片机控制模块和驱动显示模块。 SPLC501为液晶显示模组显示。 单片机的控制系统课程设计 7 第 2章 设计环境及基本原理 2.1 设计装置 1. 装有 Windows系统和 nSP IDE 仿真环境的 PC机一台， nSP 十六位单片机
6、实验箱一个。 2. 本实验用到的实验箱硬件模块为： SPCE061A核心及周边电路模块（包含 32个I/O口）， LCD显示模组模块 ，双 0 3.3V直流电平输入电路模块，两路音频输出电路模块。 2.2 基本 工作 原理 本实验中，通过 SPCE061A内部 ADC采集数据，如图 2-1， 实验箱上 V3为 3.3V，当滑动头变化时， IOA0口输入的电压就随着变化；当已经通过 P_ADC_MUX_Ctrl启动转换，通过 P_ADC_MUX_Ctrl设置从 LINE_IN1输入时，因为 LINE_IN1也就是IOA0，所以 IOA0口输入的电压变化时，就会送入 A/D转换器变化的值， A/D
7、转换器采集转换；通过读取 P_ADC_MUX_Data转换得到数 据，并把这些数据计算成电压值，计算出电压值的个位、小数点后第一位、小数点后第二位、小数点后第三位、小数点后第四位，然后把电压值按从个位到小数点后第四位的顺序播报和显示。 图 2-1 0 3.3V直流电平输入电路 单片机的控制系统课程设计 8 第 3 章 系统 硬件 设计 硬件连接图如图 3-1 ， IOA8IOA15连接 SPLC501液晶显示模块的 D0D7，IOB4连接 AO， IOB5连接 RWP， IOB6连接 EP， RE连接 /RES， IOB9连接 /CS， VR、C86和 PS跳线都与 V3短接，把 SPLC50
8、1液晶显示模组的时序选择为 6800时序， 即把 JP6中所有左右两排的引针用跳线短接；两路音频输出 J8和 J13中靠左边的两个引针用跳线短接； IOA0连接 R22电位器，即用排线把 J26的第 0号引针和 J17（双03V的直流电 平输入电路其中之一）中任一引针连接起来。 图 3-1 硬件连接图 单片机的控制系统课程设计 9 第 4章 单片机软件设计 软件部分设计要实现 2个功能，一个是 A D转换，另一是 把转换的数据通过串口发送给 PC机。 4.1 A D转换 ADC模块专用的有 4个完整的寄存器： ADC结果高字节寄存器 ADRESH， ADC结果低字节寄存器 ADRESL， 0号
9、 ADC控制寄存器 ADCON0和 1号 ADC 控制寄存器 ADCON1。 个是把转换的数据通过串口发送给 PC机。 ADCON0的格式如下 : 其中 :ADCS1 ADCS0为 A/D转换时钟及其频率选择位； CHS2 CHS0为 A D转换模拟通道选择位； 转换启动控制位兼做状态位； ADON为 A D转换器开关位。 ADCON1的格式如下： 其中： ADFM为 A D转换转换结果格式选择位； PCFG3PCFG0为 A D转换引脚功能选择位。 A D转换流程： 1.如果需要 A D中断功能，开放相应的中断使能位 。 2.等待所需要的采样时间。 3.将启动控制兼状态位置 1，启动 A D
10、转换过程。 4.等待 A D转换完成，可以通过查询或中断的方法来判断。 5.读取 A D转换结果寄存器对 ADRESH： ADRESL，如果需要，对转换中断标志清 4.2 串口发送数据 与串口有关的寄存器除了和中断有关的寄存器外，我们编写程序时主要有 4个：发送状态兼控制寄存器 TXSTA、接收状态兼控制寄存器 RCSTA、发送寄存器TXREG、波特率寄存器 SPBRG。 发送状态兼控制寄存器 TXSTA格式如下： 其中： TX9D为发送数据的第 9位（如果使用 9位数据帧结构）； 单片机的控制系统课程设计 10 TRMT为发送移位寄存器“空”标志； BRGH为高波特率选择位（异步方式下使用）
11、； SYNC为 USART同步异步模式选择位； TXEN为发送使能位； TX9为发送数据长度选择位； CSRC为时钟源选择位（异步方式下未用）。 接收状态兼控制寄存器 RCSTA格式如下： 我们只使用了最高位 SPEN（串行口使能端）。 发送寄存器 TXREG： TXREG是一个用户可读写的寄存器，每次用户发送的数据都是通过写入该缓冲器来实现的。 发送流程： 1.选择合适的波特率。 2.置 SYNC 0及 SPEN 1，使 USART工作于异步模式。 3.如果需要中断处理功能，置 TXIE 1。 4.如果要传送 9位数据，置 TX9 1。 5.置 TXEN 1，使 USART工作于发送器方式。 6.如果选择传送第 9位数据，把第 9位数据置入 TX9D。 7.把即将发送的 8位数据送入 TXREG并启动发送。 4.3 程序流程图 主程序流程图如图 4-1，初始化 LCD后，显示开机图片 MM；进入电压测量循环：启动转换，采集 20个转换数据并取平均值，主要是为了减少误差；计算电压值；如果和上次电压值之差小于 0.1V，则电压没 有变化，返回继续采集数据；如果和上次电压值之差大于 0.1 V，表示有电压变化，计算电压各位（包括个位到小数点后四位）的数；清屏，显示图片 MM；播报并显示电压值。
