基于ATmega16单片机数字电流表设计.docVIP

数字电流表设计 目 录 摘要………………………………………………………………1 关键词……………………………………………………………1 一．引言 ……………………………………………………1 1.1设计要求 …………………………………………………1 1.2 课程设计目的……………………………………………1 二．数字电流表硬件设计 ………………………………………4 2.1系统硬件框图 ……………………………………………4 2.2 电流表工作原理 …………………………………………4 2.3 LED动态显示器接口及显示方式…………………………4 2.4 ATmega16单片机……………………………………………7 三．程序流程图及相应模块……………………………………9 四．课程设计总结 …………………………………………………13 五．成员分工及工作情况 ……………………………………13 六．参考文献……………………………………………………14 七．附录（程序源代码及注释）………………………………15 摘要 本次课程设计是基于ATmega16单片机开发平台和ADC模数转换器基础上实现的一种数字电流表系统。该系统以ATmega16单片机作为系统核心 ，通过数字电流表的设计方案,掌握了C语言的编程方法， 并熟练的运用ATmega16单片机定时器以及ADC0808模/数转换芯片将模拟电流量转变为数字量然后在液晶显示屏上直接显示数字的电流值。 关键词 ATmega16单片机，A/D模数转换，数码管显示 1.1设计要求 完成一台数字电流表 采用ATmega16作为主控芯片，并用数码管显示结果 电流表量程为0A~1A 测量结果用四位数字显示，如 0123 测量结果超限（大于等于1A）时，数码管显示EEEE 1.2 课程设计目的 （1）通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识和掌握。 （2）掌握了通用I/O口输出结构的设置和数码管显示器的应用。 （3） 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使自身了解开发单片机应用系统的全过程，强化巩固所学知识，为以后的学习和工作打下基础。 4 进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。 （5）锻炼团队分工合作与协调能力。 （6） 通过这次课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术。 （7）通过实际程序的设计和调试，逐步掌握模块化程序设计的方法和调试技术。 2.1系统硬件框图 2.2 电流表工作原理 由于通常所说的电流表是指灵敏电流计，其量程太小不能直接测量电流。所以要想得到一个量程较大的电流表需要将一个理想电压表改装而成。用一个内阻无穷大的电压表并联分流电阻，待测电流流过电阻R，R和U即为已知，则根据欧姆定律 U I R，I就是电流表测得的电流值，电压值通过AD转换器将模拟电压信号转换为数字电压信号，传送到ATmega16中，单片机输出到LED数码管显示读数。 2.3 LED动态显示器接口及显示方式 单片机中通常使用7段LED构成字型“8”，另外，还有一个小数点发光二极管，以显示数字、符号及小数点。这种显示器有共阴极和共阳极两种，如图。发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器，阴极连在一起称为共阴极显示器。一位显示器由8个发光二极管组成，其中，7个发光二极管构成字型8的各个笔画，另一个小数点为dp发光二极管。当在某段发光二极管上施加一定的正向电压时，该段笔划即亮；不加电压则暗。为了保护各段LED不被破坏，需外加限流电阻。 以共阴极LED为例，如图，各LED公共阴极K0接地。若向各控制端a、b……g、dp顺次送号，则该显示7字型。 在多位LED显示时，为了简化电路，降低成本，将所有位的段选线并联在一起，由一个8位 I/O口控制。而共阴（共阳）极公共端K分别由相应的I/O线控制，实现各位的分时选通。如14图所示为5位共阴极动态显示接口电路。其一个显示正负，其余四个显示电流值。 五位LED动态显示接口电路 由于4位LED所有段选线皆由一个8位控制，因此，在每一瞬间，4位LED会显示相同的字符。要想每位显示不同的字符，就必须采用扫描方法轮流点亮各位LED，即在每一瞬间只使某一位显示字符。在此瞬间，段选控制口输出相应字符段选码，而位选则控制口在该显示位送入选通电平为共阴，故应送低电平。以保证该位应显示相应字符。 如图为ATmega16控制的4位共阴极LED动态显示接口电路。 LED结构图