1、智能化仪器课程设计总结报告 1课程设计的目的和任务 本次课程设计是以 A T89C51 单片机为核心， 设计一个具有实时时钟功 能和直流电压测量功能的智能化测量仪器。要求具有实时时钟显示和校时 功能，电压测量显示功能等。可作为通用的二次仪表使用，根据电压与被 测物理量的关系显示被测物理量，应用于多种测量场合。通过课程设计进 一步熟悉并掌握单片机的编程，对智能化仪器的设计思路和步骤等有一定 的了解。并为将来的毕业设计打下扎实的基础。 硬件部分主要包括 DS12887 实时时钟电路、AD 转换器 ICL7135、8 只共阴 LED 数码管及相应的显示控制和驱动电路、 键盘电路等。 要求掌握 电路的
2、原理和各部分功能的实现过程，重点是与单片机的连接上。 软件部分要求编写相关汇编程序，实现对 ICL7135 的控制和读数，经 运算后得到测量电压值；编程并控制 DS12887 芯片，获得日期和时间值； 利用按键可实现日期和时间初值的设置，以及时间、日期和测量值的显示 切换功能；根据输入电压与被测物理量的关系显示被测物理量。并完成软 硬件的联机调试。 开始 确定任务、功能 软硬件功能划分 硬件逻辑框图设计软件结构设计 程序流程设计电路设计 编写程序硬件制作 程序编译、功能调试硬件静态调试 软硬件联合调试 完成 图 1 系统设计结构图 2系统设计的基本原理结构 整个系统以 A T89C51 单片机
3、为核心， 实现一个能显示和设置时间日期 值，测量电压值的小型系统。整个系统的设计结构如图 1 所示。 3硬件电路设计及组成 该系统的硬件电路主要包含了 89C51 单片机、 ICL7135 四位半 A/D 转 换器、DS12887 实时时钟芯片、8 个共阴 LED 数码管显示器和按键等。其 硬件组成框图如图 2。 89C51 单片机 LED数码管显示器 DS12887 时钟芯片 ICL7135 ADC 键盘 Vx Vx 图 2 硬件组成框图 在目前的大多数智能仪器设计中，往往需要记录测量的日期和时间信 息，以及自动完成设定时间的自动测量和控制等，这就要求在仪器中带有 实时时钟。由于利用单片机直
4、接编程实现实时时钟，编程复杂而且还要考 虑后备电源供电等问题，因此，选用自带后备电池的实时时钟芯片，应用 它， 可以自动实现时间和日期的处理， 单片机只要利用 DS12887 的秒更新， 每秒读一次时钟数据即可。 为了实现电压测量功能，选用了 A/D 转换器 ICL7135，该芯片集成了一个 四位半的双斜积分式 A/D 转换器，精度高、抗干扰能力强，能满足一般测 量的精度要求。器件在双极性输入的情况下，测量速度可达 3 次/S 以上， 在单极性输入的情况下，测量速度可达 25 次/S 左右，适用于一般的直流 信号和慢速变化信号的测量。 根据 ICL7135 的积分特性及其与 BUSY 信号 之间的时序关系，利用 89C51 单片机的计数器，通过对 BUSY 信号高电平 期间的时钟脉冲进行计数的方法实现电压测量，以简化电路连接。时序关 系图如图 3。 积分器输出 自动校零 10001计数值 信号积分 10000计数值 反向积分 最大计数值20001 满度测量计数值40002 BUSY信号 图 3 ICL7135 积分输出与 BUSY 信号的关系图 设计中应用了 8 个 LED
