51AD采集电压表
基于51单片机的电压采集与显示系统设计
课程设计题目:51单片机的电压采集与显示系统设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2010 年 9 月5 日摘要随着电子科技的不断发展与进步，电压测量成为广大电子领域中必须掌握的过程，并且对测量的精度和采集功能的要求也越来越高，而电压的测量与显示系统甚为重要。
本文介绍的重点是电压数据的采集与显示系统，数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机8051来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括模-数转换模块，显示模块，和串行接口部分，还有一些简单的外围电路。
8路被测电压通过通用ADC0809模-数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，由单片机对数据进行处理，用数码管显示模块来显示所采集的结果，由相关控制器完成数据接收和显示，VB程序编写了更加明了化数据显示界面。
本系统主要包括四大模块：数据采集模块、控制模块、显示模块、A/D转换模块。
绘制电路原理图与工作流程图，并进行调试，最终设计完成了该系统的硬件电路。
在软件编程上，采用了C语言进行编程，开发环境使用相关集成开发环境。
开发了显示模块程序、通道切换程序、A/D转换程序。
关键词：单片机， ADC0809，A/D转换，模块显示电压测量AbstractAlong with the development of electronic technology progress, voltage measurement of electronic fields become broad must grasp of the process, and the accuracy of measurement and collection function requirements, and more and more is also high voltage measurement and display system is very important. This paper focuses on voltage data acquisition and display system, data collection and communication control using modular design, data collection and communication control adopted MCU 8051, hardware part is, still include singlechip mode - several conversion module, display module, and the serial interface, and some simple outer circuit.8 and the voltage to be measured by general ADC0809 mode - and to count the collected data for analog to digital, by SCM processing of data, using a digital display module to show the tube, the related results of collecting data receiving and display controller, VB programming and the data showed that the interface. This system mainly including four modules: the data acquisition module, control module, display module, A/D conversion module. Draw circuit principle diagram and the work flow, and debugging, finally completed the system design of hardware circuit. In software programming, the C language program development environment, use the integrated development environment. Develop A display module procedures, channel switching procedures, A/D conversion program..Keywords: SCM, ADC0809, A/D conversion, module display voltage measurements.目录1引言 (6)2课程设计题目、任务及要求及方案 (7)3电路原理说明 (9)3.1ADC0809模数转换芯片 (9)3.2 AT89C51单片机 (10)3.3八段数码管和74LS47 (10)3.4 系统整体工作原理 (11)3.4．1硬件原理 (11)3.4．2软件原理分析 (12)4设计总体框图 (16)4．1硬件总体框图 (16)4.2程序总体框图 (16)4.3待测信号源单元电路 (17)4.4 AT89C51单片机 (18)4.5单片机控制单元 (19)4.5．1外部时钟电路 (19)4.5．2复位电路 (20)4.5．3数码管显示模块 (21)5调试报告 (22)6 总结及设计心得 (23)参考文献 (24)附录.............................................. 2错误!未定义书签。
51单片机电压电流采样电路设计
51单片机是一种常用的微控制器，广泛应用于各种电子设备中。
在很多电子设备中，需要对电压和电流进行采样和测量，以确保设备正常运行和安全使用。
设计一个稳定、精准的电压电流采样电路对于电子设备的正常运行至关重要。
本文将介绍51单片机电压电流采样电路的设计原理、实现方法和相关注意事项，希望能够为初学者提供一些帮助。
一、设计原理1.1 电压采样原理电压采样是通过模数转换器（ADC）将模拟电压信号转换为数字信号的过程。
在51单片机中，有多个模拟输入引脚可以用于电压采样。
通过选择合适的参考电压和采样精度，可以实现对不同电压范围的准确采样。
1.2 电流采样原理电流采样通常需要借助电流传感器或电流互感器来实现。
通过将电流信号转换为与之成正比的电压信号，然后使用ADC进行采样，可以实现对电流的准确测量。
二、电压采样电路设计2.1 电压采样电路原理图在设计电压采样电路时，需要考虑信噪比、采样精度和参考电压的稳定性。
一般来说，可以通过电阻分压网络将被测电压信号转换为微控制器可以接受的范围内的电压信号。
2.2 电压采样电路实现在实际设计中，可以选择合适的电阻数值和参考电压，使得被测电压在不损失精度的前提下可以被精准采样。
还需要注意电源滤波和去耦电容的设置，以提高电路的稳定性和抗干扰能力。
三、电流采样电路设计3.1 电流采样电路原理图电流采样电路通常需要借助电流传感器或电流互感器来实现。
在设计电流采样电路时，需要考虑到电流传感器的灵敏度、线性度和频率特性，以确保采样的准确性和稳定性。
3.2 电流采样电路实现在实际设计中，需要根据被测电流的范围和精度要求选择合适的电流传感器，并通过运算放大器等电路将电流信号转换为微控制器可以接受的范围内的电压信号。
还需要注意电流传感器的电源和接地，以确保电路的正常工作。
四、电压电流采样电路的综合设计4.1 电压电流采样电路整体连接在设计完成电压和电流采样电路后，需要将两者连接到51单片机的模拟输入引脚，并编写相应的程序进行数据采集和处理。
51单片机测量5V电压
数字电压表1.实验任务利用单片机STC89C52与ADC0809设计一个数字电压表，能够测量0-5V之间的直流电压值，四位数码显示。
2.现有元件模数转换器ADC0804，STC89C52单片机，两个共阳极数码管。
3.硬件设计3.1模数转换器ADC0809与单片机STC89C52的连接(1) ADC0809规格及引脚分配图如下图3-1所示：图3-1 ADC0809引脚图(2) STC89C52各个引脚分布如下图3-2所示：图3-2 STC89C52引脚图(3) 硬件连线(a) 把“单片机系统”区域中的P3.0与”模数转换模块ADC0809“区域中的ST端子用导线相连接。
(b) 把“单片机系统”区域中的P3.1与”模数转换模块ADC0809“区域中的ALE端子用导线相连接。
(c) 把“单片机系统”区域中的P3.2与”模数转换模块ADC0809“区域中的OE端子用导线相连接。
(d) 把“单片机系统”区域中的P3.6与”模数转换模块ADC0809“区域中的EOC端子用导线相连接。
(e) 把“单片机系统”区域中的P3.7与”模数转换模块ADC0809“区域中的CLK端子用导线相连接。
(f) 把“模数转换模块ADC0809”区域中的ADDA、ADDB、ADDC端子用导线连接到单片机的VCC端子上。
把“模数转换模块ADC0809”区域中IN7与外接输入电压相连。
(g) 把“单片机系统”区域中的P2.0-P2.7连接到“模数转换模块ADC0809”区域中D0D1D2D3D4D5D6D7端子上。
(h) 把“单片机系统”区域中的P1.0-P1.7连接到“数码管”区域中ABCDEFG端子上。
把“单片机系统”区域中的P0.0-P0.1连接到“数码管”区域中12端口。
4. 电路原理图图4 电路原理图5. 程序设计内容由于ADC0809在进行A/D转换时需要CLK信号，而此时ADC0809的CLK是接在单片机的P3.7口，也就是要求从P3.7输出CLK信号供ADC0809使用。
基于c51的数字电压表
设计要求和条件要求：利用开发板和ADC0809构成一数字电压表，实现对外部多路电压信号的巡回测量和显示，电压范围为0~5V。
条件：开发板、AT89C52、ADC0809设计方案论证（包括设计思路、设计方法、有关计算、图表、程序等。
）主要设计方框图如下：数码管显示单片机处理模数转换电压采集1、主控芯片四、电路设计思路模拟电压经过档位切换后形成七段码，经隔离干扰送到A/D转换器进行A/D 转换，转换成BCD码。
然后送到单片机中进行数据处理。
处理后的数据送到74ls47形成数码管的段选和74ls138形成数码管的位选。
而硬件电路又大体可分为A/D转换电路、LED显示电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍；程序的设计使用汇编语言编程，利用Keil和PROTEUS 软件对其编译和仿真。
一般I/O接口芯片的驱动能力是很有限的，在LED显示器接口电路中，输出口所能提供的驱动电流一般是不够的尤其是设计中需要用到多位LED，此时就需要增加LED驱动电路。
我利用数码管与三极管串联作为驱动电路。
本实验采用AT89C52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。
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AT89C52芯片的P1口。
AT89C52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P0口传送给数码管。
同时它还通过其三位I/O口P0.4、P0.5、P0.6产生位选信号，控制数码管的亮灭。
另外，AT89C52还控制着ADC0809的工作。
其P3.3管脚为ADC0809提供了1MHz工作的时钟脉冲；P3.5控制ADC0809的地址锁存端(ALE)；P3.6控制ADC0809的启动端(START)；P3.4控制ADC0809的输出允许端(OE)；P3.7控制ADC0809的转换结束信号(EOC)。
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)毕业设计任务书学生姓名专业班级信息工程技术08。
2指导教师论文题目基于51单片机的简易数字电压表的设计研究的目标、内容及方法目标：基于MCS—51单片机，对设计硬件电路和软件程序应用的设计，使用发光二极管来显示所要测试模拟电压的数字电压值。
基于51单片机的数字电压表仿真设计(有参考文献)
基于51单片机的数字电压表仿真设计一、引言随着电子科学技术的发展,电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段,对测量的精度和功能的要求也越来越高,而电压的测量甚为突出,因为电压的测量最为普遍。
数字电压表是采用数字化测量技术设计的电压表。
数字电压表与模拟电压表相比,具有读数直观、准确、显示范围宽、分辨力高、输入阻抗大、集成度高、功耗小、抗干扰能力强,可扩展能力强等特点,因此在电压测量、电压校准中有着广泛的应用。
而单片机也越来越广泛的应用与家用电器领域、办公自动化领域、商业营销领域、工业自动化领域、智能仪表与集成智能传感器传统的控制电路、汽车电子与航空航天电子系统。
单片机是现代计算机技术、电子技术的新兴领域。
本文采用ADC0808对输入模拟信号进行转换,控制核心C51单片机对转换的结果进行运算和处理,最后驱动输出装置显示数字电压信号,通过Proteus仿真软件实现接口电路设计,并进行实时仿真。
Proteus软件是一种电路分析和实物模拟仿真软件。
它运行于Windows 操作系统上,可以进行仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,是集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件,功能强大,具有系统资源丰富、硬件投入少、形象直观等优点,近年来受到广大用户的青睐。
二、数字电压表概述1、数字电压表的发展与应用电压表指固定安装在电力、电信、电子设备面板上使用的仪表，用来测量交、直流电路中的电压。
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，并且传统的电压表在测量电压时需要手动切换量程，不仅不方便，而且要求不能超过该量程。
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领域，并且由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。
2、本次设计数字电压表的组成部分本设计是由单片机AT89C51作为整个系统控制的核心，整个系统由衰减输入电路、量程自动转换电路、交直流转换电路、模数转换及控制电路以及接口电路五大部分构成。
基于51单片机的PCF8591芯片电压表
PCF8591芯片电压表一、功能1、用PCF8591芯片采集电压。
2、使用IIC通信协议进行通信。
3、四位数码管显示采集电压。
4、电压表有五个档位200MV、2V、20V、200V、500V。
5、四个按键进行档位切换。
6、五个LED指示灯1~5指示相应档位。
7、电压过大，继电器自动断开，保护电路。
8、滑动变阻器可以对电压表精确度进行调节，使测量更精确。
9、采用STC89RC52单片机。
10、电源供电采用USB电源头（发货中会赠送一根）供电，插到手机直充头上就可以正常使用。
二、硬件按键功能及说明档位1/2：200MV档位和2V档位切换，LED1/2亮。
档位3：切换到20V档位，LED3亮。
档位4：切换到200V档位，LED4亮。
档位5：切换到500V档位，LED5亮。
复位：对整个电路进行复位，回到初始化状态2V档位。
三、注意事项1、程序下载程序利用串口下载，首先将下载器正确连接（说明一下，板子上下载口从左到右依次接下载器的+5V、地、TX、RX,下载器上标的有），打开STC下载器如图。
选择STC89C52RC,点击“打开程序文件”选择程序文件夹中（Output-> 电压表.HEX）的温度控制.hex文件。
点击下载，当提示上电时拔下电源再插上就可以了。
2、按键使用如上图所示，档位1/2、档位3、档位4、档位5，以及复位五个按键。
具体按键功能在上边已经介绍。
3、使用说明刚开始使用是，不要测量高电压，应该先用低电压试试电压表好坏。
测量较高的电压时，要用最高档测量一下大致电压是多少，再换用合适档位进行精确测量。
因为不同型号的电源，导致单片机的工作电压和PCF8591芯片的基准电压，都不是标准的5V，所以在测量时会有误差，这时候就需要通过对电位器进行微调来调节误差，使测量更精确。
4、注意事项需要特别注意的是测量电压千万不要高于测量档位的电压，不然会因为瞬间电流过大，直接烧坏芯片，使电压表产生损坏。
因为操作不当造成的后果，我们一概不负责，一定要特别注意。
基于单片机的电压表实验报告
附页：
一、学生实验报告
14)8通道，10位高速ADC，速度可达25万次/秒，2路PWM还可当2路D/A使用。
15)2通道捕获/比较单元(PWM/PCA/CCP)，也可用来再实现2个定时器或2个外部中断(支持上升沿/下降沿中断)。
16)4个16位定时器，兼容普通8051的定时器T0/T1，2路PCA实现2个定时器。
17)可编程时钟输出功能，T0在P3.4输出时钟，T1在P3.5输出时钟，BRT 在P1.0输出时钟。
18)硬件看门狗(WDT)。
19)高速SPI串行通信端口。
20)全双工异步串行口(UART)，兼容普通8051的串口。
21)通用I/O口(36/40/44个)，复位后为：准双向口/弱上拉(普通8051传统I/O口)。
可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏。
每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不得超过120mA。
二、学生参加实验室开放项目的体会与建议。
多路数字电压表的设计
8.3 多路数字电压表的设计数字电压表是电子测量中经常用到的电子器件，传统的指针式电压表功能单一、精度低、不能满足数字时代的要求。
而采用单片机的数字电压表精度高、抗干扰能力强、可扩展性强、使用方便，在日常生活中广泛应用。
8.3.1 多路数字电压表的功能要求多路数字电压表的功能要求如下：(1) 输入电压为8路。
(2) 电压值的范畴为0～5V。
(3) 测量的最小分辨率为0.019V，测量误差为 0.02V。
(4) 能通过显示器显示通道和通道电压，有效位数为小数点后两位8.3.2 多路数字电压表的总体设计多路数字电压表的总体结构如图8.9所示，处理过程如下：先用A/D转换器对各路电压值进行采样，得到相应的数字量，再按数字量与模拟量成正比关系运算得到对应的模拟电压值，然后把模拟值通过显示器显示出来，另外可以通过按键选择通道。
图8.9 多路数字电压表的总体结构图根据系统的功能要求，控制系统采用AT89C52单片机，A/D转换器采用ADC0808(0809)。
ADC0808(0809)是8位的A/D转换器。
当输入电压为5.00V时，输出的数据值为255(0FFH)，因此最大分辨率为0.0196V(5/255)。
ADC0808(0809)具有8路模拟量输入端口，通过3位地址输入端能从8路中选择一路进行转换。
如每隔一段时间依次轮流改变3位地址输入端的地址，就能依次对8路输入电压进行测量。
显示器采用LCD显示器，显示效果好。
按键可只设定一个，用于选择显示的当前通道。
8.3.3 多路数字电压表硬件电路多路数字电压表具体硬件电路如图8.10所示。
D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0E R W R S V S S V D D V E E图8.10 多路数字电压表的电路原理图其中，ADC0808(0809) 的数据线D0～D7与AT89C52的P2口相连，地址输入端ADDA 、ADDB 、ADDC 与AT89C52的P3口的低3位P3.0、P3.1、P3.2相连，地址锁存控制端ALE 和启动信号START 连接在一起与P3.7相连，数据输出允许控制端OE 与P3.6相连，转换结束信号EOC 与P1.3相连。
基于AD7705与51单片机的数字电压表
大连海事大学信息科学技术学院2012年专业技能大赛基于51单片机的数字万用表论文队名：风中旗舰队长：石镇嘉11级电信2班队员：吴俊峰11级通信1班队员：耿钰11级通信3班2012年6月2日目录一、摘要及关键词 (1)二、总设计流程图 (2)三、方案比较 (3)四、各单元设计原理4.1 供电电压的选取 (3)4.2 AD7705采集与转换（测量直流电压） (4)4.3 单片机内部数据处理 (5)4.4 1602液晶显示器 (5)五、扩展部分5.1AD7705采集与转换（测量电流） (7)5.2AD7705采集与转换（测量电阻） (8)5.3 短路检测 (9)六、系统调试流程 (10)七、总结7.1元件清单及其特性 (10)7.2设计总结 (11)7.3比赛心得 (11)八、PCB板及原理图 (12)附录：详细程序 (12)参考文献 (20)一、摘要及关键词摘要：在比赛中我们通过A/D芯片（AD7705）对外部电压值进行采集，经转换后传输给单片机（89C52），使用液晶（1602）输出测量得到的电压值。
该实验板可以测量不同增益下对应范围的电压值，并使部分量程下精确度理论上达到8增益。
对于-20~20V，增益值为1。
在拓展中，我们根据闭合电路欧姆定律，改进程序及实验板，使之能够测量电流、电阻，同时能对短路状态做出检测。
关键词：A/D7705双极性多量程电压测量多量程电流电阻测量短路检测二、总设计流程图三、方案比较本次比赛基础要求设计量程为0-5V，精确度至少为0.02V 的电压表。
根据精确度计算公式：精确度=量程/2^n（n为ADC 的位数），结合扩展的25V，做出以下方案比较：方案一：使用STC12C51进行模数转换，但由于其内置ADC精度不够（8位），勉强能够满足基础要求，但无法达到扩展要求。
故舍弃此方案。
方案二：ADC选用AD7705，单片机采用89C52，使用AD780提供基准电压。
16位AD处理25V时精度为0.0004。