数字电压表设计1

数字电压表设计报告姓名:朱世兵班级:通信三班学号:0704040320指导老师:陈君目录1：设计目的..............................................................................2: 设计方案................................................................................3: 硬件原理图............................................................................4: 设计原理说明.........................................................................5: 程序流程框图.........................................................................6: 源程序清单..............................................................................7: 设计总结及心得体会..................................................................1 一．设计目的用8031单片机和ADC0809构成数字电压表，测量0-5v的电压，将所测电压用数码管动态显示出来。

二．设计方案描述数字电压表它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流或交流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、灵敏度高和分辨率高、测量速度快等特点而倍受青睐。

本设计从各个角度分析了由单片机组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及其原理，并且分析了程序如何驱动单片机进而使系统运行起来的原理及方法。

框图如下：三．硬件原理图（见附图）(1):时钟电路单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的，在单片机的XTAL1和XTAL2两个管脚接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路，电路中电容器C1和C2对振荡频率有微调作用，通常取（30+/-10）pf石英晶体选择6MHZ或12MHZ都可以。

时钟电路图如下所示;2(2):系统复位电路单片机的RST管脚提供了一个外部复位信号输入口。

复位信号是高电平有效，高电平有效的持续时间为2个机器周期以上。

单片机的复位方式可由手动复位方式完成。

（3）：逐渐逼近式A/D转换模块设计ADC0809引脚功能IN0～IN7：为模拟量的输入口,我们选取IN3口为入口，外接可变电阻，通过改变阻值来控制模拟量的输入。

A、B、C：3位地址输入，2个地址输入端的不同组合选择八路模拟量输入。

这里我们将A，B接高电平，C为低电平。

ALE：地址锁存启动信号,在ALE的上升沿,将A、B、C上的通道地址锁存到内部的地址锁存器。

D0～D7：八位数据输出线，A/D转换结果由这8根线传送给单片机。

3OE：允许输出信号。

当OE=1时，即为高电平，允许输出锁存器输出数据。

START：启动信号输入端，START为正脉冲，其上升沿清除ADC0808的内部的各寄存器，其下降沿启动A/D开始转换。

EOC：转换完成信号，当EOC上升为高电平时，表明内部A/D转换已完成。

CLK：时钟输入信号，选用频率500KHZ。

显示子程序显示子程序采用动态扫描法实现四位数码管的数值显示。

测量所得的A/D转换数据放在70H—7BH内存单元中，测量数据在显示时需转化成十进制BCD码放在78H—7BH内存单元中，其中7BH存放通道标志数。

寄存器R3用作8路循环控制，R0用作显示数据地址指针。

模/数转换测量子程序模数转换测量子程序用来控制对0809八路模拟输入电压的A/D转换，病将对应的数值移入70H—77内存单元。

四.设计原理说明逐次逼近比较型逐次逼近比较型电压表是利用被测电压与不断递减的基准电压进行比较，通过比较最终获得被测电压值，然后送显示器显示的,在此过程中用ADC0809作为模数转换器，用8255作为扩展接口接显示器，用8031来实现程序，其中还用到地址锁存器74ls373.。

ADC0809是八位逐次逼近法A/D转换器，每采集一次一般需100us。

中断方式下，A/D 转换结束后会自动产生EOC信号，经一级74LS14反相后与8031的INT0相接。

设计中采用的是4段LED数码管来显示电压值。

LED具有耗电低、亮度高、视角大、线路简单、耐震及寿命长等优点，它由4个发光二极管组成，其中3个按…8‟字型排列，另一个发光二极管为圆点形状，位于右下角，常用于显示小数点。

把4个发光二极管连在一起，公共端接高电平，叫共阳极接法，相反，公共端接低电平的叫共阴极接法，我们采用共阴极接法。

当发光二极管导通时，相应的一段笔画或点就发亮，从而形成不同的发光字符。

其8段分别命名为dp g f e d c b a。

例如，要显示“0”，则dp g f e d c b a分别为：00111111B；若要显示多个数字，只要让若干个数码管的位码循环为高电平就可以了。

根据设计要求，显示电路需要至少3位LED数码管来显示电压值，我们再多加一位用来显示电压单位“V”，则有7位LED循环显示。

利用单片机的I/O口驱动LED数码管的亮灭，设计中用8255扩展输出来驱动LED的段码显示，即显示字符，以及LED位码，即选择点亮哪位LED显示。

8255 有4 个内部缓存器，分别是A端口缓存器、B 端口缓存器、C 端口缓存器及控制缓存器。

当微电脑要读写8255 的内部缓存器时，必须利用A1 及A0 指定要对那一个暂器进行读写动作。

当8255 被重置后，会自行设定为工作在模式0，并且3 个I/O 全部作为输入使用。

一个控制系统不一定要让8255 的3 个I/O 都作输入使用，所以当要使用8255 之前，必须先设定8255 的内部控制缓存器，以决定8255 要工作于那一种工作模式，每一个I/O是要作输入或作输出使用。

五.程序流程图六.源程序/-----头文件引用------#include <Reg51.h>#include <absacc.h>#include<intrins.h>//-----宏声明-----#define A_DPORT XBYTE[0xF230]//0809通道0地址#define D8255 XBYTE[0xF22B] //8255状态/数据口地址#define D8255A XBYTE[0xF228] //8255 PA口地址#define D8255B XBYTE[0xF229] //8255 PB口地址#define D8255C XBYTE[0xF22A] //8255 PC口地址#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//-----变量定义-----bit bdata bz=0;//定义标志uchar val,x4,x5,x6;uchar code ledseg1[] = { 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,}; uchar code ledseg2[]={0xbf, 0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,}; unsigned int y1,x0,x1,x2;//-----延时子程序-----void delay(int n){unsigned int k,j;for(k=0;k<n;k++){for(j=0;j<200;j++);}}//-----初始化-----void first(){IT0=1;EX0=1;EA=1; //INT0 允许delay(100); //延时D8255=0x80; //置8255状态;PC口输出,PA输出,PB口输出}//-----中断-----void int_0() interrupt 0{val=A_DPORT; //读A_D 数据bz=1; //置读数标志}//-----计算-----void count(){float y2;unsigned int a,b;y1=P1;y2=y1/255.00*5*100;b=y2;x2=b/100;x4=ledseg2[x2];a=b%100;x1=a/10;x5=ledseg1[x1];x0=a%10;x6=ledseg1[x0];}//-----显示-----void disp0(){D8255=0x80;//置8255状态;PC口输出,PA\PB口输出D8255B=x6;D8255A=0x7f;}void disp1(){D8255=0x80;//置8255状态;PC口输出,PA\PB口输出D8255B=x5;D8255A=0xbf;}void disp2(){D8255=0x80;//置8255状态;PC口输出,PA\PB口输出D8255B=x4;D8255A=0xdf;}//-----主程序-----void main(){first(); //初始化while(1){A_DPORT=0; //启动A_Dwhile(bz==0); // A_D 转换结束val=A_DPORT;P1=val;count();disp0(); //显示delay(1); //延时消抖disp1();delay(1);disp2();delay(1);bz=0; //清读数标志}}七.设计总结及心得体会在本次课程设计中,我认真独立的完成了要求的每一步,虽然在做的过程中有很多不是很熟,但我虚心的向同学请教,直至弄懂做到让自己满意为止,通过本次设计,也让我明白了一个道理,有些事表面上看起来比较难,但只要自己下决心去做好,还是能成功的,有付出总会有收获.。