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单片机数字电压表课程设计报告优质资料
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内 容 摘 要
电压表是测量仪器中不可缺少的设备，目前广泛应用的是采用专用集成电路实现的数字电压表。本系统以8051单片机为核心，以逐次逼近式A/D转换器ADC0809、LED显示器为主体，设计了一款简易的数字电压表，能够测量0～5V的直流电压，最小分辨率为0.02V。
该设计大体分为以下几个部分，同时，各部分选择使用的主要元器件确定如下：
1、单片机部分。使用常见的8051单片机，同时根据需要设计单片机电路。
2、测量部分。该部分是实验的重点，要求将外部采集的模拟信号转换成数字信号，通过单片机的处理显示在显示器上，该部分决定了数字电压表的精度等主要技术指标。根据需要本设计采用逐次逼近型A∕D转换器ADC0809进行模数转换。
3、键盘显示部分。利用4×6矩阵键盘的一个按键控制量程的转换，3或4位LED显示。其中一位为整数部分，其余位小数部分。
索引关键词：8051 模数转换 LED显示 矩阵键盘

目 录

一 概 述 …………………………………………………………………4
二 方案设计与论证 ……………………………………………………………4
三 单元电路设计与参数计算 …………………………………………………4
3.1. A∕D转换器0809 ……………………………………………………5
3.1. LED数码显示 ………………………………………………………7
四 总原理图及参考程序 ………………………………………………………9
五 结论 …………………………………………………………………………10
六 心得体会 ……………………………………………………………………14
七 参考文献 ……………………………………………………………………15

一、概述
数字电压表的基本工作原理是利用A/D转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号，通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。较之于一般的模拟电压表，数字电压表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。
电压表的数字化测量，关键在于如何把随时连续变化的模拟量转化成数字量，完成这种转换的电路叫模数转换器（A/D）。数字电压表的核心部件就是A/D转换器，由于各种不同的A/D转换原理构成了各种不同类型的DVM。一般说来，A/D转换的方式可分为两类：积分式和逐次逼近式。
积分式A/D转换器是先用积分器将输入的模拟电压转换成时间或频率，再将其数字化。根据转化的中间量不同，它又分为U-T（电压-时间）式和U-F（电压-频率）式两种。
逐次逼近式A/D转换器分为比较式和斜坡电压式，根据不同的工作原理，比较式又分为逐次比较式及零平衡式等。斜坡电压式又分为线性斜坡式和阶梯斜坡式两种。
在高精度数字电压表中，常采用由积分式和比较式相结合起来的复合式A/D转换器。本设计以8051单片机为核心，以逐次比较型A/D转换器ADC0809、LED显示器为主体，构造了一款简易的数字电压表，能够测量1路0～5V直流电压，最小分辨率0.02V。
二、方案设计与论证
该设计是基于8051的数字电压表，大体分为以下几个部分，同时，各部分选择使用的主要元器件确定如下：
（1）单片机部分 使用常见的8051单片机，同时根据需要设计单片机电路。
（2）测量部分 该部分是实验的重点，要求将外部采集的模拟信号转换成数字信号，通过单片机的处理显示在显示器上，该部分决定了数字电压表的精度等主要技术指标。根据需要本设计采用逐次逼近式A/D转换器0809进行模数转换。
（3）键盘显示部分 利用4×6矩阵键盘的一个按键控制量程的转换，3或4位LED显示。其中一位为整数部分，其余位小数部分。
三、单元电路设计与参数计算
3.1 ADC0809
(1) 主要特性
1）8路8位A/D转换器，即分辨率8位。
2）具有转换起停控制端。
3）转换时间约为128μs
4）单个＋5V电源供电
5）模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。
6）工作温度范围为-40～＋85摄氏度
7）低功耗，约15mW。
(2)内部结构

图1 ADC0809内部结构框图

ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，内部结构如图1所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D/A转换器、逐次逼近寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。输入输出与TTL兼容。

(3) 外部特性（引脚功能）
　　ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如上图所示。下面说明各引脚功能。
IN0～IN7：8路模拟量输入端。
　　D0～D7：8位数字量输出端。
START： A/D转换启动信号，输入，高电平有效。
ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。
OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输 入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。
CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。
　 ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。如表1所示。
EOC： A/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一个高电 平（转换期间一直为低电平）。
VREF（+）、VREF（-）：基准电压。
VCC：电源，接＋5V。
GND：地。

表1 地址与通道对应关系

ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。
3.2 LED数码显示
（1）LED显示器
LED是由若干个发光二极管组成的。当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔划发亮。控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。这种笔划式的七段显示器，能显示的字符数量少，但控制简单、使用方便。
发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器，阴极连在一起的称为共阴极显示器
（2）LED结构及显示原理
通常的七段LED显示块中有八个发光二极管，故也有人叫做八段显示块。其中七个发光二极管构成七笔字形“8”。一个发光二极管构成小数点。七段显示块与单片机接口非常容易。只要将一个8位并行输出口与显示块的发光二极管引脚相连即可。8位并行输出口输出不同的字节数据即可获得不同的数字或字符。通常将控制发光二极管的8位字节数据称为段选码或段数据。

一些字形的段选码如下表：

（3）LED的结构及其工作原理
点亮显示器有静态和动态两种方法。
1）静态显示：当显示某一个字符时，相应的发光二极管恒定地导通或截止。例如七段显示器的a、b、c、d、e、f导通，g、dp截止，显示0。
静态显示的特点是：
每一位都需要一个8位输出口控制，用于显示位数较少（仅一、二位）的场合。
较小的电流能得到较高的亮度，可以由8255的输出口直接驱动。
图示为三位显示器的接口逻辑。

2）动态显示：一位一位地轮流点亮各位显示器(扫描)。对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。显示器的亮度既与导通电流有关，也和点亮时间与间隔时间的比例有关。
若显示器的位数不大于8位，则控制显示器公共极电位只需一个8位并行口(称为扫描口或位选口)。控制各位显示器所显示的字形也需一个共用的8位口(称为段数据口)，用于显示位数稍多的场合，需编写扫描程序。

四、总原理图及参考程序
1、总原理图

2、程序流程图及参考程序
（1）程序流程图

N
Y
START
选择ADC0809的转换轨道
设置定时器，提供时钟信号
启动A/D转换器
输出转换结果
数值转换
显示
转换是否结束？

（2）参考程序
OUTBIT EQU 09002H
OUTSEG EQU 09004H
IN EQU 09001H
LEDBUF EQU 60H
LJMP MAIN
LEDMAP:
DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DB, 7DB, 07H
DB 7FH, 6FH, 77H, 7CH, 39H, 5EH, 79H, 71H

DELAY:
MOV R7,#0
DELAYLOOP:
DJNZ R7,DELAYLOOP
DJNZ R6,DELAYLOOP
RET
DISPLAYLED:
MOV R0,#LEDBUF
MOV R1,#4
MOV R2,#000000001B
LOOP:
MOV A，@R0
MOV DPTR，#OUTSEG
MOVX @DPTR，A
MOV DPTR，#OUTBIT
MOV A，R2
MOVX @DPTR，A

MOV R6，#01
CALL DELAY
MOV A，R2
R1 A
MOV R2，A
INC R0
DJNZ R1，LOOP
TESRKEY:
MOV DPTR, #OUTBIT
MOV A,#0
MOV A,#0
MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,#IN
MOVX A,@DPTR
CPL A
ANL A,#0FH
RET
KEYTABLE:
DB 16H, 15H, 14H, 0FFH
DB 13H, 12H, 11H, 10H
DB 0dH, 0cH, 0bH, 0aH
DB 0eH, 03H, 06H, 09H
DB 0FH, 02H, 05H, 08H
DB 00H, 01H, 04H, 07H
GETKEY:
MOV DPTR,#OUTBIT
MOV P2,DPH
MOV R0,#IN
MOV R1,#00100000B
MOV R2,#6
KLOOP:
MOV A,R1
CPL A
MOVX @DPTR,A
MOVX A,@R0
CPL A
ANL A,#0FH
JNZ GOON1
GOON1:
MOV R1,A
MOV A,R2
DEC A
RL A
RL A
MOV R2,A
MOV A,R1
MOV R1,#2
LOOPC:
RRC A
JC EXIT
INC R2
DJNZ R1,LOOPC
EXIT:
MOV A,R2
MOV DPTR,#KEYTABLE
MOVC A,@A+DPTR
MOV R2,A
WAITRELEASE:
MOV DPTR,#OUTBIT
CLR A
MOVX @DPTR,A
MOV R6,#10
CALL DELAY
CALL TESTKEY
JNZ WAITRELEASE
MOV A,R2
RET
MAIN:
MOV DPTR,#8000H
MOVX @DPTR,A
HERE:
JNB P3.3,HERE
MOVX A,@DPTR
MOV P1,A
MOV R5,A
CALL DISPLAYLED
CALL TESTKEY
JZ L5
CALL GETKEY
MOV 40H,A
L5:
MOV 63H,#00H
MOV A,R5
MOV B,#51
MOV AB
MOV 62H,A
MOV A,B
JZ LOOP1
RL A
SUBB A,#2
MOV B,#10
DIV AB
MOV 61H,A
MOV 60H,B
AJMP MLOOP
LOOP1:MOV 61H,#00
MOV 60H,#00
AJMP MLOOP
MLOOP:
MOV R0, #LEDBUF
FILLBUF:
MOV A,@R0
MOV DPTR,#LEDMAP
MOVC A,@A+DPTR
MOV 50H,A
CLR C
MOV A,40H
ADD A,41H
ANL A,#01H
MOV 41H,A
RRC A
MOV 40H,#00H
JC WEI2
WEI1:
CJNE R0,#62H,XS01
MOV A,50H
ADD A,#80H
SJMP XS1
XS01:
MOV A,50H
XS1:
MOV @R0,A
INC R0
CJNE R0,#LEDBUF+3, FILLBUF
LJMP START
WEI2:
CJNE R0,#63H,XS0
MOV A,50H
ADD A,#80H
SJMP XS
XS0:
MOV A,50H
XS:
MOV @R0,A
INC R0
CJNE R0,#LEDBUF+4, FILLBUF
LJMP START
END
七、结论
本设计以8051单片机为控制核心，通过集成摸数转换芯片ADC0809将被测信号转换成数字信号，经单片机内部程序处理后，由LED八段数码管显示测量结果。
仿真测试表明，系统性能良好，测量读数稳定易读、更新速度合理，直流电压测量范围为0～5V，最小分辨率为0.02V，满足任务书指标要求。但是，该系统也存在一定程度的不足，例如：
1、若能将测量的电压值实时保存，使用时将更方便。
2、ADC0809可实现对8个通道的输入信号轮流转换，本设计仅仅使用了其中一个通道，造成了较大的资源浪费。若能对电路稍加改进，实现对多路信号的轮流测量并自动保存相应结果，其应用价值将会更大。
八、心得体会
在这次单片机课程设计实习里，通过对单片机的学习与应用明白实际操作和课本上的知识有很大联系，但又高于课本，体会到了理论与实践相结合的重要性，同时查阅相关文献资料、组织材料、团队合作等的能力都得到了相应的提高。
在这次实习中，在收获知识的同时，还收获了阅历。在此过程中，通过查找相关资料，请教老师，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，组织材料、团队合作等能力也得到了相应的提高，而且在与老师和同学的交流过程中，互动学习，能更好的将知识融会贯通，达到了事半功倍的效果。
更重要是我从中学到：要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。不管怎样，这些都是一种锻炼，只有不断的积累这些最基础的，才可以更进一步，取得更好的成绩。
总之，这次实习巩固了单片机这门课程的知识，并且对提高自己的动手能力与设计能力有了很大帮助。
九、参考文献
胡辉 单片机原理与应用 中国水利水电出版社

摘要

本设计以STC89S51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机.文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度控制的目的.文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有:数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序。

关键词：STC89S51；单片机；DS18B20；温度芯片；LED

目录

引言1
1.设计概述2
1。1 设计目标和要求2
1.2 设计思路2
2.系统方案及硬件设计3
2。1 设计方案3
2.2 方案的硬件总体方框图3
2.3 温度传感器DS18B20测温原理4
2.4 硬件设计9
2。4.1主控制器电路9
2.4.2复位电路10
2.4.3时钟振荡电路10
正相驱动电路11
2。4.5反相驱动电路11
2。4。6显示电路12
2。5软件设计12
3.系统原理图14
4。proteus软件仿真结果15
4.1系统仿真设计15
4.2仿真结果分析15
5。结论16
6。参考文献17

引言

单片机以其体积小、功能完善、抗干扰能力强、价格低廉等优点而被广泛应用于工业控制、可编程序控制器、通信、家电等领域。89C51系列单片机经过多年的发展，在性能、指令功能、运算速度、控制能力等方面都有很大的提高,已被越来越多的科学工作者所关注。 　　
目前，大学院校相关电子、机电、自动化、计算机等专业都在开设这门课程。单片机课程设计是学生加深理论知识理解、提高实际设计能力的重要环节，从设计电路板，到程序编制与调试，最后完成一个单片机系统的设计，可以使学生体验到成功的快乐。Proteus虚拟单片机仿真软件可以成功地进行绝大部分的单片机硬件仿真,轻松实现程序功能的展示。

1。设计概述
1.1 设计目标和要求
1。用所学的单片机知识设计制作数字温度计；
2.测温范围是-50℃——-100℃；
3.误差小于0.5℃；
4.所测的温度值可以由LCD数码管直接显示；
5.进一步熟悉proteus,protel，word软件的功能和使用方法;
1.2 设计思路
首先确定我们所设计的是一个数字温度计，由单片机、温度传感器以及其他电路共同实现。
根据所要实现的功能，先在proteus软件上仿真。根据所选用的硬件可以将整个软件设计分为若干子程序，有初始化、查询时间、发送指令、读取数据、显示温度等构成，可将以上子程序分别设计，实现各自的功能，再在子程序中调用，就可以实现预期的目标。
在proteus软件里画出相应的电路图，将编写好的程序的编译后的文件下载到proteus电路图的单片机里，进行仿真，对温度传感器设置不同的参数，看是否达到了我们设计所要求的目标，如果不符合要求,需要检查程序算法和硬件连接是否有误。若仿真成功，就按照电路图焊接硬件.
2。系统方案及硬件设计
2。1 设计方案
采用数字温度芯片DS18B20测量温度，输出信号全数字化。采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和AT89C51单片机构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号，也可直接与计算机连接。采用AT89C51单片机控制，软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制,而且体积小，硬件实现简单，安装方便。该系统利用AT89C51芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度,并可以根据需要设定上下限温度。该系统扩展性非常强。该测温系统电路简单、精确度较高、实现方便、软件设计也比较简单.
2。2 方案的硬件总体方框图
基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器AT89C51,温度传感器采用的DS18B20,用四位数码管显示温度。

图2.2。1 硬件总体方框图
2。3 温度传感器DS18B20测温原理
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9-12位的数字值读数方式。
DS18B20的性能特点如下：
(1）独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
（2）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网测温；
（3）无须外部器件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内；
(4）可通过数据线供电，电压范围为3。0—5.5Ｖ；
(5）零待机功耗;
（6)温度以9或12位数字，对应的可分辨温度分别为0。5℃、0。25℃、0。125℃和0.0625℃，可实现高精度测温；
（7）用户可定义报警设置;
（8）报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件;
（9)负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作;
（10）测量结果直接输出数字温度信号，以”一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力DS18B20采用3脚PR35封装或8脚SOIC封装，其引脚排列及内部结构框图如图2及图3以及图4的测温原理图如下所示：

图2。3.1 引脚排列图

图2。3.2 内部结构框图

图2.3.3 DS18B20测温原理图
64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器TH和TL,可通过软件写入户报警上下限.
DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EERAM.高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图所示.头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝,是易失的，每次上电复位时被刷新.第5个字节,为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率.DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。该字节各位的定义如图所示。低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式,DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率.
温度 LSB
温度 MSB
TH用户字节1
TL用户字节2
配置寄存器
保留
保留
保留
CRC

TM
R1
R0
1
1
1
1
1

图2。3.4 DS18B20的字节定义图
DS18B20的分辨率定义如表2—1所示。
表2-1 分辨率设置表
R0
R1
分辨率
最大温度转移时间
0
0
9位
96。75ms
0
1
10位
187。5ms
1
0
11位
375ms
1
1
12位
750ms
由表2-1可见，DS18B20温度转换的时间比较长，而且分辨率越高，所需要的温度数据转换时间越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
主机控制DS18B20完成温度转换过程是：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位,即将数据总线下拉500us,然后释放，DS18B20收到信号后等待16—60us左右，之后发出60—240us的存在低脉冲，主CPU收到此此信号表示复位成功；复位成功后发送一条ROM指令，然后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预订的读写操作。
表2-2 ROM指令集
指令
约定代码
功能
读ROM
33H
读DS18B20中的编码

符合ROM

55H
发出此命令后，接着发出64位ROM编码，访问单线总线上与该编辑相对应的DS18B20使之做出响应,为下一步对该DS18B20的读写作准备
搜索ROM
0F0H
用于确定挂接在同一总线上的DS18B20个数和识别64位ROM地址，为操作各器件作准备
跳过ROM
0CCH
忽略64位ROM地址，直接向DS18B20发送温度变换指令
告警搜索命令
0ECH
执行后,只有温度跳过设定值上限或下限的片子才能做出反应

表2-3 RAM指令集
指令
约定代码
功能
温度转换
44H
启动DS18B20进行温度转换
读暂存器
0BEH
读暂存器9个字节内容
写暂存器
4EH
将数据写入暂存器的TH、TL字节
复制暂存器
48H
把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中
重调E2RAM
0B8H
把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节
读供电方式
0B4H
启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU
DS18B20的测温原理是这这样的,器件中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1；高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入.器件中还有一个计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数进而完成温度测量.计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定,每次测量前，首先将最低温所对应的一个基数分别置入减法计数器1、温度寄存器中,计数器1和温度寄存器被预置在最低温所对应的一个基数值.
减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器计数到0时，停止温度寄存器的累加，此时温度寄存器中的数值就是所测温度值。其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数器门仍未关闭就重复上述过程，直到温度寄存器值大致被测温度值。
2。4 硬件设计
2.4.1主控制器电路
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C51是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次.该器件采用ATMEL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。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。引脚图如图2。4。1所示。

图2.4.1 AT89C51引脚图
2。4。2复位电路
在这里采用的是按钮加上电复位,系统每次上电和每次按下复位按钮，系统就会复位。复位电路图如图2.4.2所示.

图2.4。2 复位电路图
2。4.3时钟振荡电路
在这里采用的是1MHZ的晶振频率，它与单片机的硬件连接电路如图2.4。3所示。

图2。4。3 晶振电路图

2。4。4正相驱动电路
74LS245为数码管的断码驱动芯片，P0。0~P0.7输出段码控制信号。正相驱动电路图如图2。4。4所示。

图2.4。4 正相驱动电路图
2。4.5反相驱动电路
7407为反相驱动芯片，P2.0~P2。3输出位扫描控制信号,经由7407反相后驱动4位共阴极数码管的位选信号。反相驱动电路图如图2.4。5所示。

图2.4.5 反相驱动电路图
2.4.6显示电路
显示电路采用集成的四位一体的数码管,为共阴极结构，通过设置不同的段码可以显示温度.

图2.4.6 显示电路图
2。5软件设计
系统程序主要包括DS1820初始程序，向DS1820读字节程序，向DS1820写字节程序，温度读取及转换程序，计算温度子程序，温度显示程序。主程序流程图如图2。5.1所示.

图2.5.1 主程序流程图

3。系统原理图
通过Proteus进行元器件的查找与电路图的连接得到如图3.1.1的系统原理图。

图3.1。1 系统原理图
4。 proteus软件仿真结果
4。1系统仿真设计
本设计是在Proteus环境下进行仿真的，仿真所用到的器件有：单片机AT89C51，DS1820温度传感器，74LS245芯片，7407芯片,液晶显示器，一些电阻,电容等。
4。2仿真结果分析
本设计在仿真的条件下可以正确的显示温度，且本设计温度显示可以精确到0。1满足设计要求，仿真时温度显示如图4。2。1所示。

图4。2。1 仿真结果分析图
5.结论
单片机的设计至今为止已经进入了令人鼓舞的阶段，在进行了长达两周的时间的摸索与实验,使我不仅仅是对于单片机入门软件与硬件的常用设计与功能，还使我对于一项设计研究的制作过程所需要的详细步骤和具体的实现方法的力度的掌握。基于此作品作为单片机课程设计设计的创作成果，在当其中机器的功能等方面并非处于一个成熟的阶段，而且仅仅是因为余老师的要求以及我们的初步尝试,当中的缺点是无可非议地存在着。
当然在这次宝贵的课程设计活动中，经验才是对于我们最大的收获，而且还增强了自身对未知问题以及对知识的深化认识的能力，用受益匪浅这个词语来概括这次难忘的活动我觉得再合适不过了。但是，光是完成了作品还是不可以自我满足的,在从一开始的时候就怀着将作品制作得更加人性化，更加令人满意，更加地使功能完美又方便地被应用领域这个最终目的下，随着对单片机这门学科的认识加深,到达了拓展的程度，我想这个目的将在不远的时期内被实现。
总之，这次设计从软件编写、调试到软硬件联机调试，我们倾注了大量的时间和心血。真是曾经为程序的编写而冥思查找过，曾经为无法找出错误而郁闷苦恼过，也曾经为某一功能不能实现而犹豫彷徨过，但最终我们成功了。因此我们不仅品味到了结果的喜悦，更明白了过程的弥足珍贵，最后要感谢老师给予我们这次实践的机会和余老师对我们实践的指导。
6.参考文献
【1】李群芳，肖看.单片机原理接口与应用(第2版）.北京:清华大学出版社，2010.
【2】谢瑞和等。串行技术大全。北京:清华大学出版社，2003.
【3】陈光东，赵性初。单片微型计算机原理与接口技术.武汉:华中科技大学出版社，1999。
【4】谢瑞和等。微机技术实践（修订版）。武汉：华中科技大学出版社，1995.
【5】马忠梅等。单片机C语言应用程序设计。北京:北京航空航天大学出版社，2002.

单片机课程设计报告

设计课题：秒表设计
专业班级：电子***班
学生姓名：***
学号：***
指教教师：***
设计时间：2021年5月30~6月19日

目录
一、 设计任务和要求………………………………………….….3
（1）设计任务…………………………..…………………...…..…3
(2)设计要求…………………..……………..………………....…3
二、 设计方案与论证………………………………………….....3
三、 单元电路设计与参数计算………………………………….4
（1）时钟电路…………………………………………………….4
（2）按钮电路…………………………………………………….4
（3）显示电路…………………………………………………….5
（4）单片机……………………………………………………….5
四、 原理图及器件清单………………………………………….6
( 1 )总原理图…………………………………………………..…..6
（2）PCB图………………………………………………….…….7
（3）Proteus仿真图…………………………………………….……7
（4）元器件清单………………………………………..……….….8
五、 安装与调试……………………………………………..…..8
（1）安装………………………………………………………...8
（2）调试………………………………………………………...8
六、 性能测试和分析…………………………………………….9
七、 结论和心得………………………………………………….9
八、 参考文献……………………………………………….…...9

秒表设计
一、 设计任务和要求错误！未找到目录项。
（1）设计任务
用AT89C51设计一个3位的LED数码作为“秒表”。
（2）设计要求
显示时间为0.0-99.9秒，每0.1秒自动加1，另外设计一个“开始”键、一个“复位”键和一个“停止”键。秒表可单独分别计时，且最多可计5次。

二、方案设计与论证
本设计分为时钟电路、按钮电路、显示电路和单片机四大部分，这些模块中单片机占主控地位。其模块电路如图2-1所示。时钟电路常用的有内部时钟方式和外部时钟方式，但因为本设计中只需要一片单片机，所以采用内部时钟方式比较简单。按钮电路中的“复位”按钮是按键手动复位，它有电平和脉冲两