数字电压表的设计

1. 课程设计教学一般可分为设计项目的选题、项目设计方案论证、项目设计结果分析、答辩等4个环节，每个环节都应有一定的考核要求和考核成绩。
2. 课程设计项目的选题要符合本课程设计教学大纲的要求，该项目应能突出学生实践能力、设计能力和创新能力的培养；该项目有一定的实用性，且学生通过努力在规定的时间内是可以完成的。课程设计项目名称、目的及技术要求记录于课程设计报告书一、二项中，课程设计项目的选题考核成绩占10%左右。
(3)ADC0804的简介
ADADC0804引脚图如下：
芯片参数：
工作电压：+5V，即VCC=+5V。
模拟输入电压范围：0～+5V，即0≤Vin≤+5V。
分辨率：8位，即分辨率为1/2=1/256，转换值介于0～255之间。
转换时间：100us（fCK=640KHz时）。
转换误差：±1LSB。
参考电压：2.5V，即Vref=2.5V。
方案一
对A/D（模数转换）芯片采集后将外侧电压信号转换为数字信号，MSP430F2274进行数据处理，他有多路调制的BCD码输出端，采用动态扫描显示，便于实现制动控制。
方案二
对A/D(模数转换)芯片采集后将采集后的模拟信号转换为数字信号，然后将数字信号送入单片机进行处理最后将信号由显示器显示出来。
由于方案二设计简单便于操作故采用方案二
主要特性：
与MCS-52兼容
4K字节可编程闪烁存储器
寿命：1000写/擦循环
数据保留时间：10年
全静态工作：0Hz-24MHz
三级程序存储器锁定
128×8位内部RAM
32可编程I/O线
两个16位定时器计数器
5个中断源
可编程串行通道
低功的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
引脚描述
VCC：电源电压
GND：地
P1口：P1口一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动4个TTL电路。对端口写“1”，通过内部的电阻把端口拉到高电平，此时可作为输入口。因为内部有电阻，某个引脚被外部信号拉低时输出一个电流。闪烁编程时和程序校验时，P1口接收低8位地址。
P2口：P2口是一个内部带有上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动4个TTL电路。对端口写“1”，通过内部的电阻把端口拉到高电平，此时，可作为输入口。因为内部有电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口线上的内容在整个运行期间不变。闪烁编程或校验时，P2口接收高位地址和其它控制信号。
sbit wr=P2^5;/*写信号*/
sbit rd=P2^6;/*读信号*/
sbit cs=P2^7;/*片选信号*/
uchar temp,k0,k1,k2,k3；
long num;
/*延迟函数*/
void delay(uint z)
引脚说明
D0-D7：八位数字量输出端；
CLK：为芯片工作提供工作脉冲。
CS：片选信号；
WR：写信号输入端；
RD：读信号输入端；
INTR：转换完毕中断提供端；
ADC0804转换器的工作时序如图所示
AD转换器的设计接口电路图:
图中，ADC0804 数据输出线与AT89C51 的数据总线直接相连，AT89C51 的RD 、WR 和INT1直接连到ADC0804，由于用P1.0 线来产生片选信号，故无需地址译码器。当AT89C51 向ADC0804 发WR (启动转换)、RD (读取结果)信号时，只要虚拟一个系统不占用的数据存储器。
P3口：P3口是一组带有内部电阻的8位双向I/O口，P3口输出缓冲故可驱动4个TTL电路。对P3口写如“1”时，它们被内部电阻拉到高电平并可作为输入端时，被外部拉低的P3口将用电阻输出电流。
2.数字电压表的程序设计
（1）程序框图
（2）程序如下：
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
II.逐次逼近式A/D转换器。它的转换速度更快，而且精度更高，比如ADC0804、，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，将数字量送单片机进行分析和显示。这样电路设计简单，电路板布线不复杂，便于焊接、调试。这里采用这种方案。
显示部分可以采用各类数码管或用LCD显示器显示。在此简化采用4位八段共阴极数码管对A/D转换变换后的结果加以显示
数字电压表的设计
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课程设计基本要求
课程设计是工科学生十分重要的实践教学环节，通过课程设计，培养学生综合运用先修课程的理论知识和专业技能，解决工程领域某一方面实际问题的能力。课程设计报告是科学论文写作的基础，不仅可以培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力，也是规范课程设计教学要求、反映课程设计教学水平的重要依据。为了加强课程设计教学管理，提高课程设计教学质量，特拟定如下基本要求。
8. 课程设计报告书是实践教学水平评估的重要资料，应按课程、班级集成存档交实验室统一管理。
一、课程设计项目名称
数字电压表的设计
二、项目设计目的及技术要求
利用实验室可以提供的设备平台、仪器仪表、常见芯片，设计一个数字电压表，能够测量0-5V之间的直流电压值，四位数码显示或液晶显示。
要求完成的主要任务：
7.学生应在课程设计周内认真参加项目设计的各个环节，按时完成课程设计报告书交给课程设计指导教师评阅。课程设计指导教师应认真指导学生课程设计全过程，认真评阅学生的每一份课程设计报告，给出课程设计综合评阅意见和每一个环节的评分成绩（百分制），最后将百分制评分成绩转换为五级分制（优秀、良好、中等、及格、不及格）总评成绩。
#define uint unsigned int
#define K 5.00 /*输入信号的幅值*/
uchar code table1[]=
{0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
uchar code table[]=
{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
3. 项目设计方案论证主要包括可行性设计方案论证、从可行性方案中确定最佳方案，实施最佳方案的软件程序、硬件电路原理图和PCB图。项目设计方案论证内容记录于课程设计报告书第三项中，项目设计方案论证主要考核设计方案的正确性、可行性和创新性，考核成绩占30%左右。
4. 项目设计结果分析主要包括项目设计与制作结果的工艺水平，项目测试性能指标的正确性和完整性，项目测试中出现故障或错误原因的分析和处理方法。项目设计结果分析记录于课程设计报告书第四项中，考核成绩占25%左右。
P0口：P0口是一组8位漏极开路双向I/O口，即地址/数据总线复用口。作为输出口时，每一个管脚都能够驱动8个TTL电路。当“1”被写入P0口时，每个管脚都能够作为高阻抗输入端。P0口还能够在访问外部数据存储器或程序存储器时，转换地址和数据总线复用，并在这时激活内部的上拉电阻。P0口在闪烁编程时，P0口接收指令，在程序校验时，输出指令，需要接电阻。
1.硬件设计及其组成部分
输入信号经过AD转换器件输出为数字信号，然后送给单片机进行处理送给数码管显示４位电压。
(1)系统框图
(2)AD转换器的对比选择
I.采用双积分A/D转换器MC14433，它有多路调制的BCD码输出端和超量程输出端，采用动态扫描显示，便于实现自动控制。但芯片只能完成A/D转换功能，要实现显示功能还需配合其它驱动芯片等，使得整部分硬件电路板布线复杂，加重了电路设计和实际焊接的工作。
5. 学生在课程设计过程中应认真阅读与本课程设计项目相关的文献，培养自己的阅读兴趣和习惯，借以启发自己的思维，提高综合分和理解能力。文献阅读摘要记录于课程设计报告书第五项中，考核成绩占10%左右。
6. 答辩是课程设计中十分重要的环节，由课程设计指导教师向答辩学生提出2～3个问题，通过答辩可进一步了解学生对课程设计中理论知识和实际技能掌握的程度，以及对问题的理解、分析和判断能力。答辩考核成绩占25%左右。
(4)89C52单片机的简介
描述：AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机带有4K字节的可反复擦写的程序存储器（PENROM）。和128字节的存取数据存储器（RAM），这种器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丢失存储技术生产，并且能够与MCS-52系列的单片机兼容。片内含有8位中央处理器和闪烁存储单元，有较强的功能的AT89C52单片机能够被应用到控制领域中。
1．A/D 器件及其与微控制器接口电路设计。
2. 显示电路的软、硬件设计：通过 LED、LCD 显示器及接口电路实现。
3. 利用已有设备进行安装调试。
三、项目设计方案论证(可行性方案、最佳方案、软件程序、硬件电路原理图和PCB图)
数字电压表的设计即将连续的模拟电压信号经过A/D转换器转换成二进制数值，再经由单片机软件编程转换成十进制数值并通过显示屏显示。