单片机大作业简易数字电压表
宁波理工学院
课程设计（论文）
题目基于C51单片机的简易电压表
姓名
学号
专业班级通信工程112班
学院信息科学与工程学院
完成日期 2013年12月15日
摘要
【目的】本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。
【方法】该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。A/D转换主要由芯片ADC0808来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。数据处理则由芯片AT89C51来完成，其负责把ADC0808传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0808芯片工作。
该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。此数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。
【结论】该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。此数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。
关键词：单片机；数字电压表；A/D转换；AT89C51；ADC0808
目录
摘要 I
概述 2
第1章设计总方案 3
1.1 设计要求 3
1.2 设计思路 3
1.3 设计方案 3
第2章硬件电路设计 4
2.1 A/D转换模块 4
2.1.1 逐次逼近型A/D转换器原理 4 2.1.2 ADC0808 主要特性 5
2.1.3 ADC0808的外部引脚特征 5 2.2 单片机系统 7
2.2.1 AT89C51各引脚功能 7
2.3 复位电路和时钟电路 9
2.3.1 复位电路设计 9
2.3.2 时钟电路设计 10
2.4 LED显示系统设计 11
2.4.1 LED引脚 11
2.4.2 LED译码方式 11
2.5 总电路图 12
第3章程序设计 13
3.1 程序设计总方案 13
3.2 子程序设计 13
3.2.1 A/D转换子程序 13
3.2.2 显示子程序 14
参考文献 14
附录系统源程序 15
概述
在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用。
传统的指针式刻度电压表功能单一，进度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需要。采用单片机的数字电压表，将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC实时通信。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。目前，由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。
最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路（IC）和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电压表的快速
发展，并不断出现新的类型。数字电压表从1952年问世以来，经历了不断改进的过程，从最早采用继电器、电子管和形式发展到了现在的全固态化、集成化（IC 化），另一方面，精度也从0.01%-0.005%。
目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，因而，以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面。
本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容，本系统主要包括三大模块：转换模块、数据处理模块及显示模块。其中，A/D转换采用ADC0808对输入的模拟信号进行转换，控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算处理，最后驱动输出装置LED显示数字电压信号。
第1章
设计总方案
1.1 设计要求
⑴以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个简单的直流数字电压表。
⑵采用1路模拟量输入，能够测量0-5V之间的直流电压值。
⑶电压显示用4位一体的LED数码管显示，至少能够显示两位小数。
⑷尽量使用较少的元器件。
1.2 设计思路
⑴根据设计要求，选择AT89C51单片机为核心控制器件。
⑵A/D转换采用ADC0808实现，与单片机的接口为P1口和P2口的高四位引脚。
⑶电压显示采用4位一体的LED数码管。
⑷LED数码的段码输入,由并行端口P0产生：位码输入，用并行端口P2低四位产生。
1.3 设计方案
硬件电路设计由6个部分组成; A/D转换电路，AT89C51单片机系统，LED显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路。硬件电路设计框图如图1所示。
图1 数字电压表系统硬件设计框图
第2章硬件电路设计
2.1 A/D转换模块
现实世界的物理量都是模拟量，能把模拟量转化成数字量的器件称为模/数转换器（A/D转换器），A/D转换器是单片机数据采集系统的关键接口电路，按照各种A/D芯片的转化原理可分为逐次逼近型，双重积分型等等。双积分式A/D转换器具有抗干扰能力强、转换精度高、价格便宜等优点。与双积分相比，逐次逼近式A/D转换的转换速度更快，而且精度更高，比如ADC0809、ADC0808等，它们通常具有8路模拟选通开关及地址译码、锁存电路等，它们可以与单片机系统连接，将数字量送到单片机进行分析和显示。一个n位的逐次逼近型A/D转换器只需要比较
n次，转换时间只取决于位数和时钟周期，逐次逼近型A/D转换器转换速度快，因而在实际中广泛使用[1]。
2.1.1 逐次逼近型A/D转换器原理
逐次逼近型A/D转换器是由一个比较器、A/D转换器、存储器及控制电路组成。它利用内部的寄存器从高位到低位一次开始逐位试探比较。
转换过程如下：
开始时，寄存器各位清零，转换时，先将最高位置1，把数据送入A/D转换器转换，转换结果与输入的模拟量比较，如果转换的模拟量比输入的模拟量小，则1保留，如果转换的模拟量比输入的模拟量大，则1不保留，然后从第二位依次重复上述过程直至最低位，最后寄存器中的内容就是输入模拟量对应的二进制数字量。其原理框图如图2所示：
图2 逐次逼近式A/D转换器原理图
2.1.2 ADC0808 主要特性
ADC0808是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，带有使能控制端，与微机直接接口，片内带有锁存功能的8路模拟多路开关，可以对8路0-5V输入模拟电压信号分时进行转换，由于ADC0808设计时考虑到若干种模/数变换技术的长处，所以该芯片非常适应于过程控制，微控制器输入通道的接口电路，智能仪器和机床控制等领域。
ADC0808主要特性:8路8位A/D转换器，即分辨率8位；具有锁存控制的8路模拟开关；易与各种微控制器接口；可锁存三态输出，输出与TTL兼容；转换时间：128μs；转换精度：0.2%；单个+5V电源供电；模拟输入电压范围0- +5V，无需外部零点和满度调整；低功耗，约15mW。
2.1.3 ADC0808的外部引脚特征
ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，其引脚图如图3所示
图3 ADC0808引脚图
下面说明各个引脚功能:
IN0-IN7（8条）：8路模拟量输入线，用于输入和控制被转换的模拟电压。
地址输入控制（4条）：
ALE:地址锁存允许输入线，高电平有效，当ALE为高电平时，为地址输入线，用于选择IN0-IN7上那一条模拟电压送给比较器进行A/D转换。
ADDA,ADDB,ADDC:3位地址输入线，用于选择8路模拟输入中的一路，其对应关系如表1所示：
表1 ADC0808通道选择表
START：START为“启动脉冲”输入法，该线上正脉冲由CPU送来，宽度应大于100ns，上升沿清零SAR,下降沿启动ADC工作。
EOC: EOC为转换结束输出线，该线上高电平表示A/D转换已结束，数字量已锁入三态输出锁存器。
D1-D8：数字量输出端，D1为高位。
OE：OE为输出允许端，高电平能使D1-D8引脚上输出转换后的数字量。
REF+、REF-:参考电压输入量，给电阻阶梯网络供给标准电压。
Vcc、GND: Vcc为主电源输入端，GND为接地端，一般REF+与Vcc连接在一起，REF-与GND连接在一起.
CLK:时钟输入端。[2]
2.2 单片机系统
AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含有4KB的可反复擦写的只读程序存储器和128字节的随机存储器。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和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的
AT89C51是一种高效微控制器，它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。
AT89C51功能性能:与MCS-51成品指令系统完全兼容；4KB可编程闪速存储器；寿命：1000次写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0-24MHz；三级程序存储器锁定；128*8B内部RAM；32个可编程I/O口线；2个16位定时/计数器；5个中断源；可编程串行UART通道；片内震荡器和掉电模式[3]。
2.2.1 AT89C51各引脚功能
AT89C51提供以下标准功能：4KB的Flash闪速存储器，128B内部RAM，32
个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路，同时，AT89C51可降至0Hz静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作，掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有工作直到下一个硬件复位。AT89C51采用PDIP封装形式，引脚配置如图5所示[4]。
图5 AT89C51的引脚图
AT89C51芯片的各引脚功能为：
P0口：这组引脚共有8条，P0.0为最低位。这8个引脚有两种不同的功能，分别适用于不同的情况，第一种情况是89C51不带外存储器，P0口可以为通用I/O 口使用，P0.0-P0.7用于传送CPU的输入/输出数据，这时输出数据可以得到锁存，不需要外接专用锁存器，输入数据可以得到缓冲，增加了数据输入的可靠性；第二种情况是89C51带片外存储器，P0.0-P0.7在CPU访问片外存储器时先传送片外存储器的低8位地址，然后传送CPU对片外存储器的读/写数据。P0口为开漏输出，在作为通用I/O使用时，需要在外部用电阻上拉。
P1口：这8个引脚和P0口的8个引脚类似，P1.7为最高位，P1.0为最低位，当P1口作为通用I/O口使用时，P1.0-P1.7的功能和P0口的第一功能相同，也用于传送用户的输入和输出数据。
P2口：这组引脚的第一功能与上述两组引脚的第一功能相同即它可以作为通用I/O口使用，它的第一功能和P0口引脚的第二功能相配合，用于输出片外存储器的高8位地址，共同选中片外存储器单元，但并不是像P0口那样传送存储器的读/写数据。
P3口：这组引脚的第一功能和其余三个端口的第一功能相同，第二功能为控制功能，每个引脚并不完全相同，如下表2所示：
表2： P3口各位的第二功能
Vcc为+5V电源线，Vss接地。
ALE：地址锁存允许线，配合P0口的第二功能使用，在访问外部存储器时，89C51的CPU在P0.0-P0.7引脚线去传送随后而来的片外存储器读/写数据。在不访问片外存储器时，89C51自动在ALE线上输出频率为1/6震荡器频率的脉冲序列。该脉冲序列可以作为外部时钟源或定时脉冲使用。
/EA:片外存储器访问选择线，可以控制89C51使用片内ROM或使用片外ROM,
若/EA=1，则允许使用片内ROM, 若/EA=0，则只使用片外ROM。
/PSEN：片外ROM的选通线，在访问片外ROM时，89C51自动在/PSEN线上产生一个负脉冲，作为片外ROM芯片的读选通信号。
RST：复位线，可以使89C51处于复位(即初始化)工作状态。通常89C51复位有自动上电复位和人工按键复位两种。
XTAL1和XTAL2：片内震荡电路输入线，这两个端子用来外接石英晶体和微调电容，即用来连接89C51片内OSC(震荡器)的定时反馈回路。
2.3 复位电路和时钟电路
2.3.1 复位电路设计
单片机在启动运行时都需要复位，使CPU和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。MCS-51单片机有一个复位引脚RST,采用施密特触发输入。当震荡器起振后，只要该引脚上出现2个机器周期以上的高电平即可确保时器件复位。复位完成后，如果RST端继续保持高电平，MCS-51就一直处于复位状态，只要RST恢复低电平后，单片机才能进入其他工作状态。单片机的复位方式有上电自动复位和手动复位两种，图6是51系列单片机统常用的上电复位和手动复位组合电路，只要Vcc上升时间不超过1ms，它们都能很好的工作。
图6 复位电路
2.3.2 时钟电路设计
单片机中CPU每执行一条指令，都必须在统一的时钟脉冲的控制下严格按时间节拍进行，而这个时钟脉冲是单片机控制中的时序电路发出的。CPU执行一条指令的各个微操作所对应时间顺序称为单片机的时序。MCS-51单片机芯片内部有一
个高增益反相放大器，用于构成震荡器，XTAL1为该放大器的输入端，XTAL2为该放大器输出端，但形成时钟电路还需附加其他电路。
本设计系统采用内部时钟方式，利用单片机内部的高增益反相放大器，外部电路简，只需要一个晶振和 2个电容即可，如图7所示。
图7 时钟电路
电路中的器件选择可以通过计算和实验确定，也可以参考一些典型电路的参数，电路中，电容器C1和C2对震荡频率有微调作用，通常的取值范围是
30±10pF，在这个系统中选择了33pF；石英晶振选择范围最高可选24MHz，它决定了单片机电路产生的时钟信号震荡频率，在本系统中选择的是12MHz，因而时钟信号的震荡频率为12MHz。
2.4 LED显示系统设计
2.4.1 LED引脚
本系统选取4-LED显示器，其引脚如图9所示，是一个共阴极接法的4位LED数码显示管，其中a，b，c，e，f，g为4位LED各段的公共输出端，1、2、3、4分别是每一位的位数选端，dp是小数点引出端，4位一体LED数码显示管的内部结构是由4个单独的LED组成，每个LED的段输出引脚在内部都并联后，引出到器件的外部。
图9 4位LED引脚
对于这种结构的LED显示器，它的体积和结构都符合设计要求，由于4位LED阴极的各段已经在内部连接在一起，所以必须使用动态扫描方式（将所有数码管的段选线并联在一起，用一个I/O接口控制）显示。
2.4.2 LED译码方式
译码方式是指由显示字符转换得到对应的字段码的方式，对于LED数码管显示器，通常的译码方式有硬件译码和软件译码方式两种。
硬件译码是指利用专门的硬件电路来实现显示字符码的转换。
软件译码就是编写软件译码程序，通过译码程序来得到要显示的字符的字段码，译码程序通常为查表程序[5]。
本设计系统中为了简化硬件线路设计，LED译码采用软件编程来实现。由于本设计采用的是共阴极LED，其对应的字符和字段码如下表3.3所示。
表3.3 共阴极字段码表
显示字符共阴极字段码
0 3FH
1 06H
2 5BH
3 4FH
4 66H
5 6DH
6 7DH
7 07H
8 7FH
9 6FH
2.5 总电路图
图11 简易数字电压表电路图
此电路的工作原理是：+5V模拟电压信号通过变阻器VR1分压后由ADC08008的IN0通道进入（由于使用的IN0通道，所以ADDA,ADDB,ADDC均接低电平），经过模/数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道D0-D7传送给AT89C51芯片的P1口，AT89C51负责把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示段码传送给四位LED，同时它还通过其四位I/O口P2.0、P2.1、P2.2、P2.3产生位选信号控制数码管的亮灭。此外，AT89C51还控制ADC0808的工作。其中，单片机AT89C51通过定时器中断从P2.4输出方波，接到ADC0808的CLOCK,P2.6发正
脉冲启动A/D转换，P2.5检测A/D转换是否完成，转换完成后，P2.7置高从P1口读取转换结果送给LED显示出来。
简易数字直流电压表的硬件电路已经设计完成，就可以选取相应的芯片和元器件，利用Proteus软件绘制出硬件的原理，并仔细地检查修改，直至形成完善的硬件原理图。但要真正实现电路对电压的测量和显示的功能，还需要有相应的软件配合，才能达到设计要求。
第3章程序设计
3.1 程序设计总方案
根据模块的划分原则，将该程序划分初始化模块，A/D转换子程序和显示子程序，这三个程序模块构成了整个系统软件的主程序，如图12所示。
图12 数字式直流电压表主程序框图
3.2 子程序设计
3.2.1 A/D转换子程序
A/D转换子程序用来控制对输入的模块电压信号的采集测量，并将对应的数值存入相应的内存单元，其转换流程图如图13所示。
图13 A/D转换流程图
3.2.2 显示子程序
显示子程序采用动态扫描实现四位数码管的数值显示，在采用动态扫描显示方式时，要使得LED显示的比较均匀，又有足够的亮度，需要设置适当的扫描频率，当扫描频率在70HZ左右时，能够产生比较好的显示效果，一般可以采用间隔10ms对LED进行动态扫描一次，每一位LED的显示时间为1ms。
在本设计中，为了简化硬件设计，主要采用软件定时的方式，即用定时器0溢出中断功能实现11μs定时，通过软件延时程序来实现5ms的延时。
参考文献
[1]胡健.单片机原理及接口技术.北京：机械工业出版社，2004年10月
[2]从宏寿.电子设计自动化——Proteus在电子电路与51单片机中的应用.西安：西安电子科技大学出版社，2012.1
[3]姜志海,黄玉清等著.单片机原理及应用[M] .北京:电子工业出版社.2005年7月
[4]魏立峰.单片机原理及应用技术.北京大学出版社，2005年
[5] 于殿泓、王新年.单片机原理与程序设计实验教程.西安电子科技大学出版社，2007年5月
附录系统源程序
LED_0 EQU 30H
LED_1 EQU 31H
LED_2 EQU 32H
ADC EQU 35H
CLOCK BIT P3.4
基于51单片机的简易数字电压表的设计单片机
基于51单片机的简易数字电压表的设计单片机
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2
个人收集整理勿做商业用途 甘肃畜牧工程职业技术学院 毕业设计 题目：基于51单片机的简易数字电压表的设计 系部：电子信息工程系 专业:信息工程技术 班级: 学生姓名: 学号: 指导老师： 日期：
目录 毕业设计任务书 (1) 开题报告 (3) 摘要 (6) 关键词 (7) 引言 (7) 第一章A/D转换器 (9) 1．1A/D转换原理 (9) 1．2 ADC性能参数 (11) 1．2．1 转换精度 (11) 1．2．2。转换时间......................................... 错误!未定义书签。 1．3 常用ADC芯片概述 (13) 第二章8OC51单片机引脚 (14) 第三章ADC0809 (16) 3。1 ADC0809引脚功能 (16) 3。2 ADC0809内部结构 (18) 3.3ADC0809与80C51的接口 (19) 3.4 ADC0809的应用指导 (20) 3.4。1 ADC0809应用说明 (20) 3.4.2 ADC0809转换结束的判断方法 (20) 3。4.3 ADC0809编程方法 (21) 第四章硬件设计分析 (22) 4。1电源设计 (22) 4.2 关于74LS02，74LS04 (22) 4。3 74LS373概述 (23) 4。3。1 引脚图 (23) 4。3。2工作原理 (23) 4.4简易数字电压表的硬件设计 (24) 结论 (25) 参考文献 (25) 附录.......................................................................................... 错误!未定义书签。致谢 (29)
51单片机简单数字电压表
单片机硬件实习任务书
通信工程教研室指导教师：_
基于单片机的简易数字电压表的设计 目录 1 引言 (1) 2 设计总体方案 (2) 2.1设计要求 (2) 2.2 设计思路 (2) 2.3 设计方案 (2) 3 硬件电路设计 (3) 3.1 A/D转换模块 (3) 3.2 单片机系统 (6) 3.3 复位电路和时钟电路 (8) 3.4 LED显示系统设计 (8) 3.5 总体电路设计 (11) 4 程序设计 (13) 4.1 程序设计总方案 (13) 4.2 系统子程序设计 (13) 5 仿真 (15) 5.1 软件调试 (15) 5.2 显示结果及误差分析 (17) 结论 (20)
参考文献 (21) 附录程序代码和实物图 (24) 心得体会 ......................................................... 错误！未定义书签。
1引言 在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用[1]。 传统的指针式刻度电压表功能单一，进度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需要。采用单片机的数字电压表，将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC实时通信。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础[2]。以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。目前，由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。 最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路（IC）和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电压表的快速发展，并不断出现新的类型[4]。数字电压表从1952年问世以来，经历了不断改进的过程，从最早采用继电器、电子管和形式发展到了现在的全固态化、集成化（IC 化），另一方面，精度也从0.01%-0.005%。 目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，因而，以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面[3]。 本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容，本系统主要包括三大模块：转换模块、数据处理模块及显示模块。其中，A/D转换采用ADC0808对输入的模拟信号进行转换，控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算处理，最后驱动输出装置LED显示数字电压信号[11]。
单片机大作业简易数字电压表
宁波理工学院 课程设计（论文） 题目基于C51单片机的简易电压表 姓名 学号 专业班级通信工程112班 学院信息科学与工程学院 完成日期 2013年12月15日 摘要
【目的】本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。 【方法】该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。A/D转换主要由芯片ADC0808来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。数据处理则由芯片AT89C51来完成，其负责把ADC0808传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0808芯片工作。 该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。此数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。 【结论】该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。此数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。 关键词：单片机；数字电压表；A/D转换；AT89C51；ADC0808 目录 摘要 I 概述 2 第1章设计总方案 3 1.1 设计要求 3 1.2 设计思路 3
1.3 设计方案 3 第2章硬件电路设计 4 2.1 A/D转换模块 4 2.1.1 逐次逼近型A/D转换器原理 4 2.1.2 ADC0808 主要特性 5 2.1.3 ADC0808的外部引脚特征 5 2.2 单片机系统 7 2.2.1 AT89C51各引脚功能 7 2.3 复位电路和时钟电路 9 2.3.1 复位电路设计 9 2.3.2 时钟电路设计 10 2.4 LED显示系统设计 11 2.4.1 LED引脚 11 2.4.2 LED译码方式 11 2.5 总电路图 12 第3章程序设计 13 3.1 程序设计总方案 13
(完整版)基于8051单片机的简易数字电压表毕业设计论文
基于8051单片机的简易数字电压表设计 姓名:吴建亮班级：电信1202 学号： 摘要 电压表应用十分广泛，但大部分是模拟电压表，而由于其特性，反应速度慢，读数麻烦并且误差较大，所以为适应不断快速发展的高速信号领域，已经广泛使用数字电压表。本实验设计是基于51单片机开发板ESDM-3A实现的一种数字电压表系统。该设计采用8051单片机作为控制核心，以ADC0为模数转换数据采样，实现被测电压的数据采样，外部采用LCD12864液晶显示电压表的电压值。 1.设计任务和要求 1.1 设计任务 设计制作一个简易直流电压表，该直流电压表能测量直流电压。各硬件模块如图1.1所示。 输入电压AD转换器8051单片机LCD12864 图1.1硬件框图 1.2 设计要求 （1）ADC0的工作方式设置如下：采用单端输入，模拟输入电压从P2.0输入；选择作为参考电压源；转换时钟频率设置为2MHz；采用写“AD0BUSY”启动AD转换。 （2）采用定时器中断每隔0.5s启动一次AD转换；通过ADC0中断服务
程序读取转换值。 2.设计方案 2.1 硬件电路 硬件模块如上图1.1所示。输入电压由开发板上J8接口的第2脚0~5.0V 接跳线至单片机扩展接口J7的第4脚P2.0，调节电位器RP3实现不同电压的输入。AD转换器、单片机、液晶屏在开发板已经连接好。 下面简单介绍所用的器件。 C8051F360单片机主要模拟和数字资源包括： （1）高速8051微控制器内核。 （2）10位逐次逼近型AD转换器。 （3）10位电流输出DA转换器。 （4）两个模拟电压比较器CP1和CP0。 （5）片内锁相环PLL。 （6）扩充中断处理系统。 （7）存储器，256字节内部RAM;1024字节XRAML；32字节闪存存储器。 （8）数字资源，多达39个IO引脚，全部为三态双向口，允许与5V 系统接口。 （9）时钟源，2个内部振荡器；80kHz低频低功耗振荡器。 （10）片内调试电路。 液晶屏HGB功能和接口。 1：VSS 接地端 2：VDD 电源正，接+5V 3：VO 对比度调整，接电位器
单片机-简易数字电压表设计
湖南科技大学 课程设计 课程设计名称：简易数字电压表设计 学生姓名：李 系部：机电工程系 专业及班级：机械设计制造及自动化二班 学号： 指导教师： 2017 年12 月20 日
目录 前言 (1) 一、课程设计的目的和要求 (2) 1.1、课程设计的目的 (2) 1.2、课程设计的基本要求 (2) 二、总体设计 (2) 2.1、基本工作原理 (2) 2.2、硬件总体设计 (3) 2.3、软件总体设计 (3) 三、硬件设计 (3) 3.1模数转换芯片ADC0809 (3) 3.2 数据处理及控制芯片AT89S51 (5) 3.3AT89S51与ADC0809的连接 (8) 3.4 4位一体7段LED 数码管 (8) 3.5 整机电路及工作原理 (8) 四、软件设计 (9) 4.1 主程序设计 (9) 4.2 各子程序设计 (10) 五、结束语 (10) 六、参考文献 (11)
前言 近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种，通过本次课程设计进一步对单片机学习和应用，从而更熟悉单片机的原理和相关设计并提高了开发软、硬件的能力。
一、课程设计的目的和要求 1.1、课程设计的目的 《单片机与接口技术》课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。因此，要求学生能综合应用所学知识，设计与制造出具有较复杂功能的小型单片机系统，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。能够较全面地巩固和应用“单片机”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型单片机系统设计的基本方法。培养独立思考、独立收集资料、独立设计规定功能的单片机系统的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力。 1.2、课程设计的基本要求 1.简易数字电压表可以测量0-5V内的8路输入电压值，并在4位LED数码管上轮流显示或路选择显示。 2.其测量最小分辨率为0.02V。（用欢动电阻模拟电压传感器输出的模拟量，用ADC0809进行模数转换）。 二、总体设计 系统总体设计： a、控制模块选用AT89C51单片机。 b、放大模块选择 OP07芯片实现。 c、A/D转换模块选择ADC0809芯片，从分利用其在仪表中的应用特性。 d、显示模块选择与控制模块相配套的LCD液晶显示。 2.1、基本工作原理 设计采用AT89S51单片机芯片配合ADC0809模/数转换芯片构成一个简易的数字电压表，原理框图如图1所示。该电路通过ADC0809芯片采样输入口IN0输入的0～5 V 的模拟量电压，经过模/数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道D0～D7传送给AT89S51芯片的P0口。AT89S51负责把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示段码，并通过其P1口经三极管驱动，再传送给数码管。同时它还通过其三位I/O口P3.0、P3.1、P3.2产生位选信号，控制数码管的亮灭。另外，AT89S51还控制着ADC0809的工作。其ALE 管脚为ADC0809提供了1MHz 工作的时钟脉冲；P2.3控制ADC0809的地址锁存端(ALE)；P2.4控制ADC0809的启动端(START)；P2.5控制ADC0809的输出允许端(OE)；P3.7控制ADC0809的转换结束信号(EOC)。
数字电压表的单片机设计(C语言编程)
目录 一设计总体方案 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 设计思路 (1) 1.3 设计方案 (1) 二硬件电路元件分析与设计 (2) 2.1 单片机系统 (2) 2.1.1 AT89C51性能 (2) 2.1.2 AT89C51各引脚功能 (2) 2.2 A/D转换模块 (3) 2.2.1 ADC0808主要特性 (3) 2.2.2 ADC0808工作流程 (4) 2.3 LED显示系统设计 (5) 2.3.1 LED显示器的选择 (5) 2.3.2 LED译码方式 (5) 2.4 双D正沿触发器 (6) 2.5 总体电路设计 (6) 三程序设计 (9) 3.1 程序设计总方案 (9) 3.2 系统子程序设计 (9) 3.2.1 初始化程序 (9) 3.2.2 A/D转换子程序 (9) 3.2.3 显示子程序 (10) 四仿真调试 (12) 4.1 软件调试 (12) 4.2 显示结果及误差分析 (12) 4.2.1 显示结果 (12) 4.2.2 误差分析 (13) 结束 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)
一设计总体方案 1.1 设计要求 ⑴以AT89C51单片机为核心器件，组成一个简单的直流数字电压表。 ⑵能够测量0-5V之间的直流电压值。 ⑶电压显示用4位一体的LED数码管显示，尽量使用较少的元器件。 1.2 设计思路 ⑴根据设计要求，选择AT89C51单片机为核心控制器件。 ⑵A/D转换采用ADC0808实现,与单片机接口为P0口和P3口的高四位引脚。 ⑶电压显示采用4位一体的LED数码管。 ⑷LED数码的段码输入,由并行端口P1产生：位码输入，用并行端口P2高四位产生。 1.3 设计方案 硬件电路设计由5个部分组成; A/D转换电路，AT89C51单片机系统，LED 显示系统、时钟电路、测量电压输入电路。硬件电路设计框图如图1-1 图1-1 数字电压表系统硬件设计框图
基于51单片机的简易数字电压表的设计
基于stc89c52单片机的数字电压表 班级：智能电网 111 学生：喻卫 湖南铁道职业技术学院电气工程系 目录 1控制要求 2设计目的意义 3 系统原理框图 4 89C52单片机 5 ADC0809 的工作原理 6 系统原理图和PCB图 7程序流程图 8 C语言程序
9数字电压表工作原理 10设计体会 1控制要求 利用STC89C52单片机和ADC0809设计一个数字电压表，能够测量0－5V之间的直流电压值，四位数码管显示，使用的元器件数目较少。外界电压模拟量输入到A/D转换部分的输入端，通过ADC0809转换变为数字信号，输送给单片机。然后由单片机给数码管数字信号，控制其发光，从而显示数字。2设计目的意义 1.通过亲身的设计使用电路，将所用的理论知识使用到实践中，增强实践动手能力，进而促进理论知识的强化。 2.通过数字电压表的设计系统掌握51单片机的使用。掌握A/D转换的原理及软件编程及硬件设计的方法，掌握根据课题的要求，提出选择设计方案，查找所需元器，设计并搭建硬件电路，编程写入STC89C52单片机并进行调试等。 3 系统原理框图
4 89C52引脚资料 89C51引脚图 总线型DIP40引脚封装 电源引脚（2个） VCC ：接+5V 电源。 GND ：接地端。 外接晶体引脚（2个） XTAL1：外接晶振输入端（采用外部振荡器时，此引脚接地）。 XTAL2：外接晶振输入端（采用外部振荡器时，此引脚作为外部振荡信号输入端）。 并行输入/输出引脚（32个） P0.0~P0.7：通用I/O 引脚。 P1.0~P1.7：通用I/O 引脚。 P2.0~P2.7：通用I/O 引脚或数据低8位地址总线复用引脚。 P3.0~P3.7：通用I/O 引脚或第二功能引脚（RXD 、TXD 、INT0、INT1、T0、T1、WR 、 RD ）。 STC89C52 P1 P0 P3 P2 AD0809 D0~D7 IN0~IN7 VREF+ VREF- CLK OE ST 、ALE 四位数码管 位选 段选 控制线 数据 待测电压 系统原理框图
基于单片机的简易数字电压表的设计(1)(DOC)
目录 1.引言 (1) 2.设计的总体方案 (2) 2.1 设计要求 (2) 2.2 设计思路 (2) 2.3 设计方案 (2) 3.硬件设计方案 (3) 3.1 A/D转换模块 (3) 3.1.1 逐次逼近型A/D转化器原理 (3) 3.1.2 PCF8591主要特性 (3) 3.1.3 PCF8591的外部引脚特性 (4) 3.1.4 PCF8591的内部结构及工作流程 (5) 3.2 单片机系统 (7) 3.2.1 STC90C51性能 (7) 3.2.2 STC90C51各引脚功能 (7) 3.3 复位电路和时钟电路 (9) 3.3.1 复位电路的设计 (9) 3.3.2 时钟电路的设计 (9) 3.4 LED显示电路的设计 (10) 3.4.1 LED基本结构 (10)
3.4.2 LED显示器的选择 (11) 3.4.3 LED译码方式 (11) 3.4.4 LED显示器与单片机接口技术 (12) 3.5 总体电路的设计 (13) 4.程序设计 (15) 4.1 程序设计总方案 (15) 4.2 系统子程序设计 (15) 4.2.1 初始化程序 (15) 4.2.2 A/D转换子程序 (15) 4.2.3 显示子程序 (16) 5.仿真 (17) 5.1 软件调试 (17) 5.2 显示结果及误差分析 (17) 5.2.1 显示结果 (17) 5.2.2 误差分析 (19) 结论 (20) 参考文献 (21) 设计程序 (22)
1 引言 数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本课程设计介绍单片A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理. 2 设计总体方案 2.1设计要求 (1)以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个简单的直流数字电压表。 ⑵能够测量0-20V之间的直流电压值。 ⑶电压显示用4位一体的LED数码管显示，至少能够显示两位小数。 ⑷尽量使用较少的元器件。 2.2 设计思路
单片机系统设计与制作2---简易数字电压表原理图
简易数字电压表安装与调——原理图
简易数字电压表安装与调——原理图
简易数字电压表主要有三部分组成：可调电压、AD 转换、电压显示。 简易数字电压表工作原理：
外调电压通过 JP2 输入提供 0~5V 的电压，送入 ADC0831 的正向输入端（反向输入端接地），在片选信号 CS 拉低的情况下，产生 2 个 CLK，AD 进行启动和准备（结合图 1 ADC0831 工作时序图来理解），在第 3~10 时钟周期将采集的 8 位数据依次按位移出完成了将 模拟电压 0~5V 转换成数据信号 0~255 的过程，ADC0831 完成了 AD 转换工作。理解 ADC0831 完成了 AD 转换过程要结合图 1 ADC0831 工作时序图，这对编写数据采集程序很有帮助，也是对排故障起到指导作用的，是本次实训的重点和难点。
其中 CS 接单片机 P1.0，CLK 接单片机 P1.1，数据端 D0 接单片机 P1.2。
图 1 ADC0831 工作时序图 将采集到的 0~255 数据来进行模拟电压 0~5V 的显示，则要将数字信号进行线性变换，所幸的是，采集到的数字信号和模拟信号
简易数字电压表安装与调——原理图
是线性关系，这点可以从图 2 采集的数据与模拟电压关系曲线看出，这就使得我们很容易进行转换，将数据除以 51 便可以得到模拟电 压的值了。
5
4
3
2
1 0
0 51 102 153 204 255
图 2 采集的数据与模拟电压关系曲线 将得到的模拟电压值显示出来，保留 2 位小数。这时我们发现小数处理起来比较麻烦，简单化的办法就是让前面转换的数字信号 预先放大 100 倍，显示模拟电压时我们只需先考虑数码管的每一位数据，在第 1 位数码管让其小数位点亮即可。 简易数字电压表中显示部分采用共阳数码管动态显示，其中片选信号从高位到低位依次为 CS0、CS1、CS2、CS3，它们分别连接于 P3.0、P3.1、P3.2、P3.3，段码控制由 P2 口提供，值得注意的是共阳数码管显示时片选依次为高电平，其他 3 位为低电平，每个数码 管显示的时间几个 ms，利用人眼的视觉特性。
(整理)实验三 简易数字电压表设计.
电子系统实验报告 实验三简易数字电压表设计 姓名张巧玲 指导教师贾立新 课程电子系统设计与实践 专业班级自动化1004班 学院信息工程学院
一、设计题目 采用C8051F360单片机最小系统设计一简易数字电压表，实现对0~2.4V直流电压的测量，原理框图如图1所示。模拟输入电压通过一只1 kΩ电位器产生，采用C8051F360 单片机内部的A/D 转换器将模拟电压转换成数字量后换算成电压值，用十进制的形式在LCD 上显示。 A/D 转换的输入模拟信号由实验板PR3 电位器产生的0~3.3V 的直流电压 信号，用一根杜邦实验线将J8 的0~3.3V 输出插针与J7 口的P2.0 插针相连。注意A/D 转换器模拟输入电压的范围取决于其所选择的参考电压，如果A/D 转换器选择内部参考电压源，其模拟电压的范围为0~2.4V，如果选择外部电源作为参考电压，则其模拟输入电压范围为0~3.3V。测试时，A/D转换器的模拟输入信号可通过一个电位器产生。 图1 简易数字电压表实验示意框图 二．设计方案 （1）简易数字电压表设计程序流程图如图2所示。 图2 简易数字电压表设计程序中A/D转换和计时流程图 （2）简易数字电压表实验板连接图如图3所示。此外，还需用一根杜邦实验线将J8 的0~3.3V 输出插针与J7 口的P2.0 插针相连。
图3简易数字电压表设计实验板接线图 三、详细设计 1.简易数字电压表设计相应C8051F360和LCD初始化程序 ⑴内部振荡器初始化：OscInit() ⑵ I/O端口初始化：PortIoInit() ⑶外部数据存储器接口初始化：XramInit() ⑷定时器初始化：TimerInit() ⑸中断系统初始化：Int0Init() ⑹ ADC0初始化：void ADC_Init() ⑺ PCA初始化：Int0Init() 2.电压转换方式 将电压转换成十进制： AT=ADC0H*256+ADC0L; volt=AT*3.31/1024; voltage=volt*1000; for(i=0;i<4;i++) { v[i]=voltage%10; voltage=voltage/10; } 3. LCD显示接口的设计 当时间到达设定值，即0.5s后，执行以下程序将所测的电压值在LCD屏幕上第三排显示出来。 WriteCom(0x8C);
单片机设计数字电压表
单片机设计数字电压表 单片机设计数字电压表 数字电压表是一种常见的电子测量仪器，它可以用来测量电路中的电压大小。在本文中，我们将介绍如何使用单片机设计数字电压表。 单片机是一种集成电路，它可以用来控制电子设备的运行。在数字电压表中，单片机可以用来读取电路中的电压值，并将其显示在数字显示屏上。 设计数字电压表的第一步是选择适当的单片机。在本文中，我们将使用ATmega328P单片机。这是一种常见的单片机，它具有多个输入/输出引脚和内置的模拟数字转换器（ADC）。 接下来，我们需要将电路连接到单片机上。我们将使用一个电压分压器电路来将电路中的电压降低到单片机可以读取的范围内。电压分压器电路由两个电阻组成，它们将电路中的电压分成两个部分，其中一个部分与单片机连接。我们将使用10KΩ和1KΩ电阻来构建电压分压器电路。 接下来，我们需要编写单片机程序来读取电路中的电压值并将其显示
在数字显示屏上。我们将使用C语言编写程序，并使用Arduino开发环境来编译和上传程序。程序将使用单片机的ADC模块来读取电路中的电压值，并将其转换为数字值。然后，程序将使用数字显示屏库将数字值显示在数字显示屏上。 最后，我们需要将电路和单片机编程板连接起来，并上传程序到单片机。我们可以使用USB编程器将程序上传到单片机。 在完成上述步骤后，我们就可以使用数字电压表来测量电路中的电压了。我们只需要将电路连接到电压分压器电路中，然后将数字电压表连接到电压分压器电路中。数字电压表将显示电路中的电压值。 总结 单片机设计数字电压表是一项有趣的项目，它可以帮助我们了解单片机和电路设计的基础知识。通过使用单片机和电路设计，我们可以构建各种各样的电子设备，从而实现我们的创意和想法。
单片机课设__简易数字电压表
1.整体设计方案选择与说明 要实现电压的测量有多种方案，其中两种比较简单的且精度比较高的方式，别离采纳并行ADC0808芯片和和TLC1543/TLC2543芯片。 方案一：用ADC0808芯片做模数转换采样芯片，占用的单片机I/O口线多，占用的板子面积较大，可是能够循环采样8路模拟通道，编程相对简单。 方案二：用TLC1543/TLC2543芯片做模数转换采样芯片，占用的单片机I/O口线少，且占用电路面积小，可是编程比较复杂。 我采纳方案一，因为方案一所用到的芯片咱们都比较熟悉，采纳经常使用的51单片机作为操纵芯片，ADC0808芯片的CLOCK脚（时钟脉冲输入端）接单片机的脚，DATA OUT接单片机的脚；ADD A-ADD C脚（3位地址输入线）接单片机的；ALE脚（地址锁存许诺信号）接单片机的；OE脚（数据输出许诺信号）接单片机的；IN0-INT7接输入电压（及测试电压），ADC0808通过采样进来的数据信号送给单片机，通过计算再送入显示电路将其电压值显示出来。电压的范围是0-5V。 2.系统结构框图与工作原理
系 图 系统结构框图 系统工作原理 数字电压表工作原理：那个地址主若是利用 ADC0808并行接口芯片，ADC0808芯片的基准电压脚外 接电压为+5V ，那么最大能够测得的电压为5V ，ADC0808 芯片的模拟输入脚通过电位器接+5V 电压，进行模拟采 样，通过调整电位器的值改变模拟量。输入的模拟量经 ADC0808芯片的内部8位开关电路逐次逼近A/D 转换器，转换成8位二进制数，其最小的分辨率为（V R E F =，D 为转 化的数字量，再通过 255/V V REF IN D ⨯=能够求得模拟电 压，最后输入四位LED 显示器就可将所测得电压显示出 来。 3.硬件电路设计及说明
单片机--简易数字电压表
单片机课程设计 设计课题简易数字电压表 学院电气工程与电子信息工程学院 学号 专业班级 指导教师 设计时间2013年6月13日
目录 一、设计目的 (2) 二、课程设计的基本要求 (2) 三、课程设计内容 (2) 四、硬件电路说明 (3) 五、软件流程设计说明 (3) 1、程序设计总方案 (3) 2、系统子程序设计 (4) 3、显示子程序 (5) 六、调试过程出现的问题和解决的办法 (5) 七、实验现象 (6) 八、本次课程设计的体会 (11) 九、参考文献 (12) 附录 (12)
一、设计目的： 随着单片机应用的日益广泛，在校学生加强对单片机动手实践能力的培养，已经是非常重要的一项锻炼。课程设计就是为加强实践机会、培养学生动手能力的一个重要环节，将理论知识与实际联系起来的一个关键机会。 二、课程设计的基本要求： （1）熟练掌握8051单片机的原理，并结合具体项目应用，初步掌握实际工程中单片机硬件和软件的开发过程，以及代码量较大的单片机程序的编制和调试技巧。 （2）学习并熟练掌握Keil C51软件、PROTEUS软件的使用。三、课程设计内容： （1)实现0-5V 的电压测量，IO 接要测量的电压，经AD 转换后，计算出当前电压值，在数码管（液晶）上显示当前电压。 （2)可适当根据实际需求增加扩展功能。 （3）利用PROTEUS软件画出电路图，根据以上功能编写软件，并在硬件电路上成功运行或仿真。
四、硬件电路说明 图1简易数字电压表电路图 该电路主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。A/D 转换主要由芯片ADC0808来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。数据处理则由芯片AT89C51来完成，其负责把ADC0808传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0808芯片工作。 五、软件流程设计说明 1、程序设计总方案 根据模块的划分原则，将该程序划分初始化模块，A/D转换子程序和显示子程序，这三个程序模块构成了整个系统软件的主程序，如图2所示。
单片机-数字电压表
第1章概述 本次设计是利用单片机的原理和A/D转换来设计一个简易数字电压表。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AT89C51单片机为核心，以逐次比较型A/D转换器ADC0808、液晶显示器LCD为主体，构造了一款简易的数字电压表，能够测量1路0～51V直流电压，最小分辨率。 第2章系统总体方案设计
实现数字电压表的方案较多，目前广泛采用的是基于74系列逻辑器件方案，本设计将介绍基于单片机实现的方案。 74系列逻辑器件方案采用双积分电路+液晶显示器+逻辑电路+定时采样电路+数据处理实现，被测电压信号由信号输入端加到测量系统，进行预处理后送到后级电路。 单片机系统方案采用输入处理电路+ADC0808+AT89C51+液晶显示实现，被测信号由ADC0808模拟输入端输入，电压范围为0-51V进行采集，并在4位LED上进行显示，测试精度为。数字电压表主要由模数转换电路，单片机控制电路，时钟、复位电路和LED显示电路组成。其中数模转换电路由ADC0809芯片构成，将输入的模拟信号进行取样、转换，然后再将转换的数字信号送进单片机；单片机控制电路主要实现对数据进行程序处理；显示电路主要用于将单片机的信号数据转换后显示测量结果。 第3章系统方框图与工作原理
基于单片机的简易数字电压表的设计
单片机课程设计说明书 基于单片机的简易数字电压表的设计 摘要 本设计是基于52系列的单片机进行的数字电压表设计，所谓数字电压表就是能将测得的模拟量经过A/D转换转变为数字量，并在数码管上显示电压的读数，相比针式电压表有着测量数据准确明了，读数精度高的特点，类似数字式万用表，有着相当的实用性。 本次电压表设计主要由电压信号采样电路、A/D转换电路、数码管显示电路等电路组成。 关键词：数字电压表数码显示 A/D数模转换单片机 1 目录 第一章设计内容和要求 (3) 1.1 设计意义 (3) 1.2 设计目的 (3) 1.3设计的任务要求和实现功能…....…………………………………………… .3 第二章系统总体结构 (4) 2.1 系统的总体结构框图 (4)
2.2 各框图要实现的功能及相互关系 (4) 第三章硬件设计 (5) . 3.1电源电路 (5) 3.2电压信号采样电路 (5) 3.3 AT89C52单片机 (5) 3.4时钟模块 (6) 3.5 ADC模数转换芯片 (7) 3.6驱动模块....……………………………………………………………………. ..9 3.7显示模块 (9) 3.8上拉电阻部分....…………………………………………………………….. …10. 第四章软件设计 (12) 4.1 系统软件流程图 (13) 4.2 主程序 (13) 4.3 转换和显示程序 (13) 第五章系统调试 (15) 5.1硬盘调试 (15)
5.2 调试过程中的故障现象及误差分析 (15) 5.3 软件调试问题及解决 (15) 第六章设计小结 (16) 参考文献 (17) 附录一：元器件清单 (18) 附录二：原理图 (19) 附录三：程序清单 (20) 附录四：实物图 (23) 任务书 (24) 第一章设计内容和要求 1.1设计意义 通过本课题的设计，掌握电子设计的一般步骤和方法，锻炼分析问题解决问题的能力，学会如何查找所需资料，同时复习以前所学知识并加深记忆，为毕业设计打好基础，也为以后工作作准备，通过对选题的分析设计，学习数字电压表的工作原理，组成和特性，掌握数字电压表的校准方法和使用方法。 1.2设计目的 1．运用所学单片机及数字电子技术等知识编写程序，强化知识理解程度。
单片机课程设计数字电压表
单片机课程设计-数字电压表
目录 1 引言 (1) 2设计原理及要求 (2) 2.1数字电压表的实现原理 (2) 2.2数字电压表的设计要求 (2) 3软件仿真电路设计 (4) 3.1设计思路 (4) 3.2仿真电路图 (4) 3.3设计过程 (5) 3.4 AT89C51的功能介绍 (5) 简单概述 (5) 主要功能特性 (6) 的引脚介绍 (6) 3.5 ADC0808的引脚及功能介绍 (8) 芯片概述 (8) 引脚简介 (8) 的转换原理 (9) 3.6 74LS373芯片的引脚及功能 (9) 芯片概述 (9) 引脚介绍 (9) 3.7 LED数码管的控制显示 (10) 数码管的模型 (10) 数码管的接口简介 (10) 4系统软件程序的设计 (11) 4.1 主程序 (11) 4.2 A/D转换子程序 (12) 4.3 中断显示程序 (13) 5电压表的调试及性能分析 (14) 5.1 调试与测试 (14) 5.2 性能分析 (15) 6电路仿真图 (15) 7总结 (16) 1
参考文献 (17) 附录1 源程序 (19) 附录2 仿真原理电路 (25)
1 引言 随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器／计数电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。 数字电压表（DigitalVoltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本章重点介绍单片机A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力理。 本设计AT89C51单片机的一种电压测量电路,该电路采用ADC0808一种基于A/D转换电路，测量范围直流0～5V 的4路输入电压值，并在四位LED数码管上显示或单路选择显示。测量最小分辨率为0.019V，测量误差约为正负0.02V。
基于STC89C52单片机的简易数字电压表设计【毕业设计
存档编号 华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power 毕业设计 题目基于单片机的数字电压表设计 学院信息工程学院 专业通信工程 姓名 学号 200912303 指导教师 完成时间 2013年5月20日 教务处制
目录 摘要.................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................. II 绪论...................................................................................................................... I II 一设计背景................................................................................................ I II 二设计意义................................................................................................. V 第一章数字电压表. (1) 1.1 数字电压表的优点 (1) 1.2 数字电压表发展趋势 (1) 1.3 设计平台 (2) 1.3.1 KEIL C51开发平台 (2) 1.3.2 Proteus 7 Professional设计软件 (2) 第二章总体设计方案 (4) 2.1数字电压设计的两种方案 (4) 2.1.1 由数字电路及芯片构建 (4) 2.1.2 由单片机系统及A/D 转换芯片构建 (4) 2.2 设计要求 (5) 2.3 技术要求 (5) 2.4 设计方案 (5) 第三章硬件简介 (7) 3.1 本设计单片机的选择 (7) 3.1.1常用单片机的特点比较 (7) 3.1.2 单片机的选择 (7) 3.1.3 STC89C52单片机介绍 (8) 3.2 本设计显示器件选择 (13) 3.2.1 常用显示器件简介 (13) 3.2.2 显示器件的选择 (14) 3.2.3 1602字符型LCD简介 (14)
用单片机设计数字电压表
摘要 (3) 引言 (4) 一、.................................................. 系统方案选择和论证 ..4 1. 设计要求 (4) 2. 系统基本方案....................................................... .4 二、................................................... 系统硬件设计与实现5 1. 系统硬件概述..................................................... (5) 2. 主要单元电路的设计................................................ .5 三、系统的软件设计 11 3.1系统软件概述................................................................. (11) 3.2数字电压表总程序流程图 (11) 3.3子程序的设计.................................................................. (11) 四、............................................................ 系统测试 19 4.1测试仪器与设备................................................................ (19) 4.2指标测试与误差分析............................................................ (19) 4.3测试结果分析与结论............................................................ (19) 五、总结 (20) 5.1作品总结 (20) 5.2 自我总结 ......................................................... (20) 六、............................................................... 致谢词、 20 七、参考文献 (20) 附录一：系统电路图 (21) 附录二：系统程序清单 (22)