目录目录第一章 引 言.1第二章单片机简介.22.1 单片机的发展简史.22.2 8051 单片机简介 .22.3 8051 单片机内部定时/计数器简介 .32.3.1 TMOD 定时器/计数器方式寄存器.4 2.3.2 TCON 定时器/计数器控制寄存器.4 2.3.3 定时器/计数器的初始化 .5第三章 硬件电路设计.63.1 单片机系统.63.1.1 AT89C51 性能.6 3.1.2 AT89C51 各引脚功能.63.2 电路图.83.3 工作原理.8第四章 软件设计与流程.94.1 开发平台 KEIL .94.1.1 系统概述 .9 4.1.2 整体架构 .94.2 主程序设计.104.2.1 主程序流程图 .10 4.2.2 主程序代码 .114.3 软件滤波子程序设计.124.3.1 软件滤波子程序流程图 .12 4.3.2 滤波子程序代码 .13第五章 软件仿真及测试数据.155.1 软件调试.155.2 显示结果.155.3 误差分析.16总 结.18参考文献.19附录.20单片机课程设计1第一章第一章 引引 言言电子电压表主要用于测量各种高、低频信号电压，它是电子测量中使用最广泛的仪器之一。根据测量结果的显示方式及测量原理不同，电压测量仪器可分为两大类：模拟式电压表(AVM）和数字式电压表（DVM）。模拟式电压表是指针式的，多用磁电式电流表作为指示器，并在表盘上刻以电压刻度。数字式电压表首先将模拟量经模数（A/D）转换器变成数字量，然后用电子计数器计数，并以十进制数字显示被测电压值。众所周知，模拟电压表精度较高，曾经有很广阔的市场，现在依然有不少工程师依然在使用模拟电压表。的确模拟电压表在显示测量值方面精度校准，然而却也存在问题。模拟电压表采用用指针式，里面是磁电或电磁式结构，所以其响应速度较慢。然而在高速发展的当今社会，高速信号处理的需求越来越多，由于模拟电压表响应速度较慢已经不适用与高速信号领域，取而代之的将是数字电压表。但数字电压表由于存在采样误差，精度不是很高。不过目前可以通过技术手段来缩小误差。使其精度达到与模拟电压表一样精确甚至更高。可见将来数字电压表必将取代模拟电压表。现在有越来越多的数字测量仪器的出现但原理皆与数字电压表殊途同归，因此研究数字电压表有着很大现实意义。单片机课程设计2第二章单片机简介第二章单片机简介2.1 单片机的发展简史单片机作为微型计算机的一个重要分支,应用面很广,发展很快。自单片机诞 生至今以发展为上百种系列的近千个分支。如果将 8 位单片机的推出作为起 点，那么单片机的发展历史大致可以分为以下几个阶段： （1）第一阶段（19761978）：单片机的控索阶段。以 Intel 公司的 MCS 48 的推出是在工控领域的控索，参与这一控索的公司还有 Motorola、Zilog 等，都取 得了满意的效果。这就是 SCM 的诞生年代， “单片机”一词由此而 来。 （2）第二阶段（19781982）：单片机的完善阶段。Intel 公司在 MCS48 的基础上推出了完善的，典型的单片机系列 MCS51.它在以下几个方面奠定 了典型的通用总线型单片机体系结构。完善的外部总线。MCS51 设置了经典的 8 位单片机的总线结构，包 括 8 位数据总线 16 位地址总线控制总线及具有很多通信功能的串行通信接口。CPU 外围功能单元的集中管理模式。体现工控特性的位地址空间及位操作方式。指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。 （3）第三阶段（19821990）：8 位单片机的巩固发展及 16 位单片机的推出 阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel 公司推出的 MCS96 系列单 片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等 纳入片中，体现了单片机的微控制器的特征。随着 MCS51 系列的广泛应用， 许多电气厂商竞相使用 80C51 为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、 接口技术、多通道 A/D 转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外 围电路的功能，强化了智能控制的特征。 （4）第四阶段（1990）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领 域全面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的 8 位/16 位/32 位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。2.2 8051 单片机简介单片机是集 CPU、存储器、I/O 接口与一体的大规模集成电路芯片。常用它 作为嵌入式系统的控制核心，它本身就是一个建单的嵌入式系统，8XX51 是目 前市场上应用最广泛的单片机机型，其内部包含： 一个 8 位的 CPU； 4KB 的程序存储器 ROM，8051 内部为掩膜式 ROM； 128B RAM 数据存储器； 两个 16 位定时器/计数器; 可寻址 64KB 外部数据存储器和 64KB 外部程序存储器空间的控制电路； 32 条可编程的 I/O 线 一个可编程全双工串行口； 具有两个优先级嵌套中断结构的五个中断源。 输入 / 输出引脚 P0 、 P1 、 P2 、 P3 的功能 ：单片机课程设计3 P0.0P0 .7： P0 口是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 端口。在访问片 外存储器时，它分时作低 8 位地址和 8 位双向数据总线用。在 EPROM 编程 时，由 P0 输入指令字节，而在验证程序时，则输出指令字节。验证程序时， 要求外接上拉电阻。 P0 能以吸收电流的方式驱动 8 个 LSTTL 负载。 P1. 0 P1. 7 （ 18 脚）： P1 是一上带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。在 EPROM 编程和验证程序时，由它输入低 8 位地址。 P1 能驱动 4 个 LSTTL 负载。 在 8032/8052 中， P1. 0 还相当于专用功能端 T2 ，即 定时器的计数触发输入端； P1. 1 还相当于专用功能端 T2EX ，即定时器 T2 的外部控制端。 P2.0P2.7 （ 2128 脚）： P2 也是一上带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。在访问外部存储器时，由它输出高 8 位地址。在对 EPROM 编程和 程序验证时，由它输入高 8 位地址。 P2 可以驱动 4 个 LSTTL 负载。 P3. 0 P3. 7 （ 1017 脚）： P3 也是一上带内部上拉电阻的双向 I/O 口。在 MCS-51 中，这 8 个引脚还用于专门的第二功能。 P3 能驱动 4 个 LSTTL 负载： P3. 0 RXD （串行口输入） P3. 1 TXD （串行口输出） P3. 2 INT0 （外部中断 0 输入） P3. 3 INT1 （外部中断 1 输入） P3. 4 T0 （定时器 0 的外部输入） P3. 5 T1 （定时器 1 的外部输入） P3. 6 WR （片外数据存储器写选通） P3. 7 RD （片外数据存储器读选通） 2.3 8051 单片机内部定时/计数器简介80C51 单片机内部设有两个 16 位的可编程定时器/计数器。可编程的意思是指 其功能（如工作方式、定时时间、量程、启动方式等）均可由指令来确定和 改变。在定时器/计数器中除了有两个 16 位的计数器之外，还有两个特殊功 能寄存器（控制寄存器和方式寄存器） 。 16 位的定时/计数器分别由两个 8 位专用寄存器组成，即：T0 由 TH0 和 TL0 构成；T1 由 TH1 和 TL1 构成。其访问地址依次为 8AH-8DH。每个寄存器 均可单独访问。这些寄存器是用于存放定时或计数初值的。此外，其内部还 有一个 8 位的定时器方式寄存器 TMOD 和一个 8 位的定时控制寄存器 TCON。 这些寄存器之间是通过内部总线和控制逻辑电路连接起来的。TMOD 主要是用 于选定定时器的工作方式； TCON 主要是用于控制定时器的启动停止，此外 TCON 还可以保存 T0、T1 的溢出和中断标志。当定时器工作在计数方式时，外 部事件通过引脚 T0 （P3.4）和 T1（P3.5）输入。 当定时器/计数器为定时工作方式时，计数器的加 1 信号由振荡器的 12 分频 信号产生，即每过一个机器周期，计数器加 1，直至计满