简易数字电压表设计内容
单片机课程设计-简易数字电压表
课程设计报告题目：简易数字电压表课程名称：单片机与接口技术课程设计院系：电子工程学院专业、班级：学生姓名：学生学号：指导老师：目录一、设计目的及设计要求二、总体设计思路三、系统硬件设计四、软件流程图及必要说明五、总结一、设计目的及设计要求1.设计目的：（1）.熟悉单片机系统综合设计方法。
（2）.掌握数码管的动态显示原理。
（3）.掌握ADC0809的工作原理。
2.设计要求：数字电压表的基本原理，是对直流电压进行模数转换，其结果用数字直接显示出来，按其基本工作原理可分为积分式和比较式。
基本要求：简易数字电压表可以测量0-5V的单通道输入电压值，测量值能通过数码管以十进制显示电压值，测量误差约为±0.1V。
二、总体设计思路在598k3综合实验/仿真系统中，用双头线将可调电压区的VOUT接至ADC0809 模数转换区的IN0，此IN0端口作为待测输入电压端口，由ADDA、ADDB、ADDC都为低电平时决定，因此ADC0809 模数转换区的ADDA、ADDB、ADDC接至GND,可调电压区的VIN 接至电源+5V，ADC0809 模数转换区的CS4 接至系统接口区的8000H 端口，ADC0809模数转换区的WR接至系统接口区的/IOWR端口，ADC0809 模数转换去的 RD 接至系统接口区的/IORD， CLK接至单脉冲与时钟区的500K，用8 芯线将数据总线JX0 接至A DC0809模数转换区的JX6，即将ADC0809的输出端接入实验箱系统中8255的输入端。
然后在AT89S51主控芯片的控制下，将8255的PA输出端口作为数码管的位选控制端，PB 输出端口作为数码管的字形控制端。
三、 系统硬件设计1．系统原理框图系统原理框图2.AT89S52引脚说明AD0809 D0~D7 IN0~IN7VREF+ VREF- CLK OEST 、ALEAT89S528255 D0~D7PA0~PA 7PB0~PB7数码管控制线控制线位选段选XTAL2:系统时钟的反相放大器输出端,一般在设计上只要在XTAL1和XTA L2上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了,此外可以在两引脚与地之间加入一20PF的小电容,可以使系统更稳定,避免噪声干扰而死机。
数字电压表实验报告
简易数字电压表设计报告姓名：***班级：自动化1202学号：****************:***2014年11月26日一．设计题目采用C8051F360单片机最小系统设计一个简易数字电压表，实现对0~3.3V 直流电压的测量。
二．设计原理模拟输入电压通过实验板PR3电位器产生，A/D转换器将模拟电压转换成数字量，并用十进制的形式在LCD上显示。
用一根杜邦实验线将J8口的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。
原理框图如图1所示。
图1 简易数字电压表实验原理框图三．设计方案1.设计流程图如图2所示。
图2 简易数字电压表设计A/D转换和计时流程图2.实验板连接图如图3所示。
图3 简易数字电压表设计实验板接线图3.设计步骤（1）编写C8051F360和LCD初始化程序。
（2）AD转换方式选用逐次逼近型，A/D转换完成后得到10位数据的高低字节分别存放在寄存器ADCOH和ADC0L中，此处选择右对齐，转换时针为2MH Z。
（3）选择内部参考电压2.4V为基准电压（在实际单片机调试中改为3.311V），正端接P2.0，负端接地。
四、测试结果在0V~3.3V中取10组测试数据，每组间隔约为0.3V左右，实验数据如表1所示：显示电压（V）0.206 0.504 0.805 1.054 1.406实际电压（v）0.210 0.510 0.812 1.061 1.414相对误差（%） 1.905 1.176 0.862 0.659 0.565显示电压（V） 2.050 2.383 2.652 2.935 3.246实际电压（v） 2.061 2.391 2.660 2.943 3.253相对误差（%）0.421 0.334 0.301 0.272 0.215表1 简易数字电压表设计实验数据（注：其中显示电压指LCD显示值，实际电压指高精度电压表测量值）五．设计结论1.LCD显示模块的CPLD部分由FPGA充当，芯片本身自带程序，所以这个部分不用再通过quartus软件进行编程。
简易数字电压表设计报告
摘要--------------------------------------------------------2 1.数字电压表的简介------------------------------------------31.1数字电压表的发展--------------------------------------31.2数字电压表的分类--------------------------------------42.设计的目的------------------------------------------------53.设计的内容及要求------------------------------------------54.数字电压表的基本原理--------------------------------------54.1数字电压表各模块的工作原理----------------------------54.2数字电压表各模块的功能--------------------------------54.3数字电压表的工作过程----------------------------------65.实验器材--------------------------------------------------76.电路设计实施方案------------------------------------------76.1.实验步骤---------------------------------------------76.2各个模块设计------------------------------------------86.2.1 基准电压模块-----------------------------------86.2.2 3 1/2位A/D电路模块---------------------------106.2.3 字形译码驱动电路模块--------------------------126.2.4 显示电路模块----------------------------------136.2.5 字位驱动电路模块------------------------------167.总结-----------------------------------------------------17 参考文件---------------------------------------------------18 附录-------------------------------------------------------19本文介绍了一种简易数字电压表的设计。
简易数字电压表课程设计
简易数字电压表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电压表的基本工作原理和电路连接方式；2. 学生能够掌握简易数字电压表的使用方法和读数技巧；3. 学生能够了解电压的单位换算，并能进行简单的计算。
技能目标：1. 学生能够正确连接电压表的电路，并进行电压测量；2. 学生能够通过操作简易数字电压表，准确读取电压值，并记录数据；3. 学生能够运用所学知识解决实际电路中的电压问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子测量工具的兴趣，激发学习电子技术的热情；2. 培养学生严谨、细致的实验态度，注重实验操作的规范性和安全性；3. 培养学生团队合作精神，学会分享和交流实验过程中的心得体会。
课程性质分析：本课程为电子技术基础课程，以实验为主，结合理论教学。
简易数字电压表是电子测量工具的基础，通过本课程的学习，使学生掌握基本的电压测量方法。
学生特点分析：学生为初中生，具备一定的物理知识和实验操作能力。
学生对电子技术感兴趣，但可能对电压表的使用方法和电路连接不够熟悉。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重实验操作技能的培养；2. 注重启发式教学，引导学生主动探究和解决问题；3. 关注学生的个体差异，提供个性化指导，确保每个学生都能达到课程目标。
二、教学内容1. 电压表基本原理：讲解电压表的工作原理，包括磁电式电压表和数字电压表的区别与联系，重点介绍数字电压表的原理和特点。
教材章节：第二章第二节《电压表的原理与使用》2. 电压表的使用方法：详细讲解电压表的电路连接方法，操作步骤，读数技巧以及注意事项。
教材章节：第二章第三节《电压表的使用与维护》3. 电压单位换算：介绍电压的单位制，换算关系，并进行实际计算。
教材章节：第一章第四节《电学单位制》4. 实际电路电压测量：设计实际电路，指导学生运用电压表进行电压测量，分析测量结果。
教材章节：第二章第四节《电压测量》5. 数字电压表操作练习：安排学生进行数字电压表的实操练习，巩固所学知识，提高操作技能。
简易数字电压表设计
简易数字电压表设计(共19页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--摘要根据8051单片机的内部结构特点本文提出以MCS-51单片机为核心的电压测量系统。
该系统以8051和ADC0809核心内件，能够在单片机的控制下监测八路的输入电压值，用8位串行A/D转换器进行0-5V量程自动转换，并且测量的电压值可通过三位数码管显示同时用一位数码管显示选择通道。
整个系统的设计过程中主要采用了模块化的设计方法，完成了硬件电路的设计及软件程序的编写，还详细的给出了相关的硬件框图和软件流程图，通过最终硬件电路的调试，使该系统能够在要求的条件下达到正常的测量及显示功能。
单片机8051是整个系统的核心，实现输入端的分路选择，模数转换后数据的处理及在数码管上数据的显示等功能。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了该系统的工作原理，MCS-51单片机特点，8051的功能和应用，ADC0809的功能和应用等。
关键词：MCS-51单片机；8051 ；ADC0809；数码管目录1总体设计....................................................... 错误!未定义书签。
2硬件设计及其工作原理................................ 错误!未定义书签。
数字电压表主要器件 .................................. 错误!未定义书签。
单片机AT89C51 ........................................ 错误!未定义书签。
芯片ADC0808 ........................................... 错误!未定义书签。
数字电压表电路设计................................... 错误!未定义书签。
简易数字电压表
《单片微机原理及应用》课程设计任务书课程设计成绩评定表目录1 引言.............................................................................................. 错误！未定义书签。
2 仿真软件介绍.............................................................................. 错误！未定义书签。
2.1仿真软件简介..................................................................... 错误！未定义书签。
2.1.1 Proteus 6 onalProfessi ............................................... 错误！未定义书签。
2.1.2Keil uVision2 ........................................................... 错误！未定义书签。
3硬件设计....................................................................................... 错误！未定义书签。
3.1单片机控制模块设计..................................................................... 错误！未定义书签。
3.1.1时钟电路 (3)3.1.2 复位电路……………………………………………………………………………错误！未定义书签。
3.2 逐次逼近式A/D转换模块设计 (3)3.2.1 ADC0809简介 (3)3.2.2 A/D转换电路设计 (5)3.3 显示模块设计 (6)3.3.1 LCD 显示模块 (6)3.3.2 LCD1602的引脚功能 (6)3.3.3 LCD1602的显示操作 (7)4 系统软件设计 (11)4.1主程序设计 (11)4.2 A/D转换程序 (12)5 系统仿真 (13)6结论 (14)参考文献 (15)附录 (16)1 引言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。
【精品】简易数字电压表电路课设
沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称电子线路课程设计院（系）电子信息工程学院专业电子信息工程班级学号21姓名张超伟课程设计题目简易数字电压表电路的设计课程设计时间：2010年12月20日至2011年01月02日课程设计的内容及要求：一、设计说明设计一个简易数字电压表，它可以测量直流、交流电压。
其参考原理框图如图1所示。
1数字电压表的原理框图二、技术指标测量电压的技术指标如下表1所示。
表1三、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本，要求采用LED显示。
各量程的转换采用开关转换。
2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数.3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）.四、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。
2．进行实验数据处理和分析。
五、推荐参考资料1．沙占友、李学芝著.中外数字万用表电路原理与维修技术。
［M］北京：人民邮电出版社，1993年2.阎石。
数字电子技术基础。
［M]北京：高等教育出版社，2006年3.童诗白、华成英。
模拟电子技术基础。
[M]北京：高等教育出版社，2006年4.戴伏生.基础电子电路设计与实践.[M］北京：国防工业出版社，2002年5.谭博学主编.集成电路原理与应用.[M］北京：电子工业出版社,2003年六、按照要求撰写课程设计报告指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日成绩评定表一、概述本设计是简易数字电压表,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。
而本次任务是可以测量直流、交流电压,分为2V 和20V 两档，输入电阻为10M Ω，精确度要求达到1mV 、10mV ，通过参考多种材料及分析仿真，做成了简易数字电压表。
通过此次课设使我对我们所学的知识有了更深的认识和体会,对自我动手的能力也提高了很多。
二、方案论证方案一：数字电压表可以测量直流、交流电压,最终经转换通过LED 显示.其原理框图如图2所示2数字电压表的原理框图输入电压经分压电路分成2V 和20V 两档,再通过电压跟随器构成的保护缓冲电路后输出，如果为直流,则直接通过压频转换送到计数译码显示电路，若为交流先经过交直流转换电路，再通过压频转换，到计数译码驱动电路,最终通过LED 数码管显示出来。
简易数字电压表的设计(ADC0809)
简易数字电压表的设计（4人）一、设计目的进一步加深理解模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理与应用等课程的基础知识，掌握一些小型电子系统的设计方法和制作过程的能力；培养学生们的科学性、系统性、及全面性的设计素质；开拓学生的设计思路，增强他们把理论知识与实践相结合的能力；为毕业后从事电子设备控制电路设计、调试、维修奠定基础。
二、设计要求1.功能要求设计并制作一个简易数字电压表,可以测量0～5V范围内的8路输入电压值，并在4位LED数码管上轮流显示或单路选择显示，其中1位为显示通道号。
其测量最小分辨率为0.02V。
2.设计内容（1）根据设计功能要求，确定CPU的选型与硬件接口配置。
（2）进行硬件设计，主要是整个系统电路原理图的绘制和对应的PCB板的布线设计。
（3）进行软件设计，根据控制要求编写控制系统的控制程序。
（4）控制系统调试。
（5）源程序。
三、主要元器件ADC0809、数码管、三极管、发光二极管、总线驱动器、电位器、按键、电阻、电容、导线、万能板等四、设计报告要求1、方案论证及方框图。
2、单元电路设计细则。
3、调试及性能分析。
4、系统的电原理图。
5、电子元器件清单。
6、源程序清单。
7、参考资料。
8、收获。
五、教材及参考书[1] 潘永雄. 新编单片机原理与应用(第二版). 西安：西安电子科技大学出版社，2007年[2] 余永权.单片机应用系统的功率接口技术. 北京:北京航空航天大学出版社，1992[3] 孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理与应用. 北京:北京航空航天大学出版社，1996[4] 丘关源编.电路分析基础.高等教育出版社. 1999年[5] 童诗白编.模拟电子技术基础.高等教育出版社.1999年[6]阎石编.数字电子技术基础.高等教育出版社.1997年[7] [8]刘文涛编.MCS-51单片机培训教程 C51版.电子工业出版社.2006年六、课程设计进度安排注：设计说明书使用课程设计报告本书写，每人一份，独立完成。
简易数字电压表的设计
目录毕业设计任务书.......................................................................... 错误！未定义书签。
开题报告...................................................................................... 错误！未定义书签。
摘要........................................................................................ 错误！未定义书签。
关键词.......................................................................................... 错误！未定义书签。
引言. (2)第一章A/D转换器 (3)1．1A/D转换原理 (3)1．2 ADC性能参数 (5)1．2．1 转换精度 (5)1．2．2. 转换时间....................................................... 错误！未定义书签。
1．3 常用ADC芯片概述 (7)第二章8OC51单片机引脚 (8)第三章ADC0809 (10)3.1 ADC0809引脚功能 (10)3.2 ADC0809内部结构 (12)3.3ADC0809与80C51的接口 (13)3.4 ADC0809的应用指导 (14)3.4.1 ADC0809应用说明 (14)3.4.2 ADC0809转换结束的判断方法 (14)3.4.3 ADC0809编程方法 (15)第四章硬件设计分析 (16)4.1电源设计 (16)4.2 关于74LS02，74LS04 (16)4.3 74LS373概述 (17)4.3.1 引脚图 (17)4.3.2工作原理 (17)4.4简易数字电压表的硬件设计 (18)结论 (19)参考文献 (19)附录........................................................................................ 错误！未定义书签。
设计制作一个简易数字电压表.doc
设计制作一个简易数字电压表目录一、设计要求................................................................................................... 错误!未定义书签。
二、设计方案、电路图和工作原理............................................................... 错误!未定义书签。
三、软件仿真................................................................................................... 错误!未定义书签。
四、PCB设计.................................................................................................. 错误!未定义书签。
五、元器件清单表........................................................................................... 错误!未定义书签。
五、焊接和调试............................................................................................... 错误!未定义书签。
六、过程照片................................................................................................... 错误!未定义书签。
七、总结、心得及其他................................................................................... 错误!未定义书签。
简易数字电压表的设计
简易的数字电压表的设计目录第一章课程设计任务书·····················································································································错误！未定义书签。
1.1 设计题目·············································································································································错误！未定义书签。
毕业设计---简易数字电压表设计
毕业设计（论文）题目摘要数字电压表（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。
本章重点介绍单片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。
关键词: A/D转换模块数据处理模块简易数字电压表目录摘要 (8)第一章实现方案 (10)1.硬件选择方案 (12)2.主要元器件的介绍 (12)3.程序设计 (21)第二章系统的测试与结果 (25)第三章系统调试过程及问题解决 (28)第四章结论 (29)第五章致谢 (30)参考文献 (30)引言本文主要描述采用AT89S51芯片和ADC0809芯片来完成一个简易的数字电压表，能够对输入的0～5 V的模拟直流电压进行测量，并通过一个4位一体的7段LED数码管进行显示，测量误差约为0.02 V。
该电压表的测量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控制模块。
A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到数据处理模块。
数据处理则由芯片AT89S51来完成，其负责把ADC0809传送来的数字量经一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；另外它还控制着ADC0809芯片的工作。
显示模块主要由7段数码管及相应的驱动芯片(74HC245组成，显示测量到的电压值湖南科技经贸职业学院毕业论文选题表2010 年 3 月15 日湖南科技经贸职业学院毕业论文开题报告湖南科技经贸职业学院毕业论文开题报告湖南科技经贸职业学院毕业论文成绩考核表摘要数字电压表（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。
简易数字电压表课程设计
简易数字电压表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电压表的基本工作原理，掌握其电路组成和功能。
2. 学生能描述简易数字电压表的结构，了解其显示原理。
3. 学生掌握电压的测量方法，能够正确使用简易数字电压表进行电压测量。
技能目标：1. 学生能够独立完成简易数字电压表的组装和调试。
2. 学生能够运用所学的电压测量知识，解决实际电路中的电压测量问题。
3. 学生通过实际操作，提高动手能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发学习热情，形成积极探索的学习态度。
2. 学生通过合作学习，培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生了解电压表在实际应用中的作用，认识到电子技术在日常生活和工业生产中的重要性。
课程性质：本课程为电子技术基础课程，通过理论与实践相结合的方式，使学生掌握电压测量方法，提高学生的实际操作能力。
学生特点：本课程针对初中或高中年级学生，他们对电子技术有一定的基础知识，好奇心强，动手能力逐渐提高。
教学要求：教师需采用启发式教学，引导学生主动探索，注重培养学生的动手能力和问题解决能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予每个学生充分的实践机会。
通过课后评估，检验学生的学习成果，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 电压表基本原理：介绍电压表的工作原理，包括磁电式和数字式电压表的原理区别。
- 教材章节：第二章第三节《电压与电压测量》2. 简易数字电压表结构：分析简易数字电压表的电路组成，显示部分原理。
- 教材章节：第二章第五节《数字电压表的组成与原理》3. 电压测量方法：讲解电压测量的步骤、注意事项以及不同量程的选择。
- 教材章节：第二章第四节《电压测量方法及注意事项》4. 实践操作：进行简易数字电压表的组装、调试及实际电压测量。
- 教材章节：实验章节《电压测量实验》5. 故障分析与处理：介绍常见的电压表故障现象，分析原因并学会处理方法。
- 教材章节：附录《电压表常见故障及处理方法》教学内容安排与进度：第一课时：电压表基本原理，介绍磁电式和数字式电压表的原理区别。
简易数字电压表课程设计资料
电子测量结课作业简易数字压表电指导教师：学院：专业班级：名：姓学号：电子测量结课作业——简易数字电压表摘要本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。
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ADC0832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AT89C52来完成，其负责把ADC0832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ADC0832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，并通过一个显示出来。
液晶屏LCD1602关键词: 单片机；数字电压表；A/D转换；AT89C52；ADC0832I电子测量结课作业——简易数字电压表目录1 数字电压表的简介 (1)1.1数字电压表简介 (1)1.2数字电压表的的背景与意义 (1)2 设计总体方案 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 设计思路 (3)2.3 设计方案 (3)3 硬件电路设计 (5)3.1 A/D转换模块 (5)3.2 单片机系统 (7)3.3 复位电路和时钟电路 (10)3.4 LCD显示系统设计 (11)3.5 总体电路设计 (13)4 程序设计 (14)4.1 程序设计总方案 (14)4.2 系统子程序设计 (14)5 仿真 (16)5.1软件调试 (16)5.2显示结果及误差分析 (16)5.2.1 显示结果 (16)5.2.2 误差分析 (18)结论..............................................................................................................................20参考文献........................................................................................................................21附录............................................................................................... 错误！未定义书签。
简易数字电压表的制作
浙江科技学院课题实验设计报告班级：学生：学号：指导老师：一、设计题目二、设计内容与要求三、设计目的意义四、系统硬件电路图五、程序流程图与源程序六、系统功能分析与说明七、实物照片八、设计体会一、设计题目简易数字电压表的制作二、设计内容与要求用STC89C52单片机和ADC0809组成一个数字电压表，要求能够测量0～100V的直流电压值，并用2位数码管显示。
简易数字电压表的制作三、设计目的意义1.通过亲身的设计应用电路，将所用的理论知识应用到实践中，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单片机的应用。
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EPROM并进行调试等。
四、系统硬件4.1 系统原理框图选择STC89C52作为单片机芯片，选用二位8段共阳极LED数码管实现电压显示，利用ADC0809作为数模转换芯片。
将数据采集接口电路输入电压传入ADC0809数模转换元件，经转换后通过D0至D7与单片机P0口连接，把转换完的模拟信号以数字信号的信号的形式传给单片机，信号经过单片机处理从LED数码显示管显示。
P2口接数码管位选，P1接数码管，实现数据的动态显示，如图4.1所示。
图4.1 系统原理框图4..2芯片(1)STC89C52STC89C52引脚图(2)ADC0809ADC0809引脚图模数（A/D）芯片A/D转换器是模拟量输入通道中的一个环节，单片机通过A/D转换器把输入模拟量变成数字量再处理。
A/D转换的常用方法有：①计数式A/D转换，②逐次逼近型A/D转换，③双积分式A/D转换，④ V/F变换型A/D转换。
在这些转换方式中，记数式A/D转换线路比较简单，但转换速度较慢，所以现在很少应用。
双积分式A/D转换精度高，多用于数据采集及精度要求比较高的场合，如5G14433（31/2位），AD7555（41/2位或51/2位）等，但速度更慢。
简易数字电压表的设计
一、简易数字电压表的设计l．功能要求简易数字电压表可以测量0～5V的8路输入电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。
测量最小分辨率为0.019 V，测量误差约为土0.02V。
2．方案论证按系统功能实现要求，决定控制系统采用AT89C52单片机，A／D转换采用ADC0809。
系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便地进行8路其它A／D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。
数字电压表系统设计方案框图如图1-1。
图1-1 数字电压表系统设计方案3．系统硬件电路的设计简易数字电压测量电路由A／D转换、数据处理及显示控制等组成，电路原理图如图1-2所示。
A／D转换由集成电路0809完成。
0809具有8路模拟输人端口，地址线(23～25脚)可决定对哪一路模拟输入作A／D转换，22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存，6脚为测试控制，当输入一个2us宽高电平脉冲时，就开始A／D 转换，7脚为A／D转换结束标志，当A／D转换结束时，7脚输出高电平，9脚为A／D 转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A／D转换数据从该端口输出，10脚为0809的时钟输入端，利用单片机30脚的六分频晶振频率再通过14024二分频得到1 MHz时钟。
单片机的P1、P3.0～P3.3端口作为四位LED数码管显示控制。
P3.5端口用作单路显示／循环显示转换按钮，P3.6端口用作单路显示时选择通道。
P0端口作A／D转换数据读入用，P2端口用作0809的A／D转换控制。
4．系统程序的设计（1）初始化程序系统上电时，初始化程序将70H～77H内存单元清0，P2口置0。
（2）主程序在刚上电时，系统默认为循环显示8个通道的电压值状态。
当进行一次测量后，将显示每一通道的A ／D 转换值，每个通道的数据显示时间为1s 左右。
主程序在调用显示子程序和测试子程序之间循环，主程序流程图见图1-3。
（3）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。
简易数字电压表
目录摘要 (1)第1章设计方案 (2)第2章硬件设计 (3)2.1单片机最小系统 (3)2.2A/D转换电路 (4)2.3LED显示电路 (6)2.4电压输入电路 (6)第3章软件设计 (7)3.1主程序设计 (8)3.2A/D转换程序设计 (9)第4章系统仿真调试 (9)4.1仿真测试的内容及方法 (9)4.2仿真测试的结果及功能实现情况 (10)结论 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附录1总体电路原理图 (15)附录2程序代码 (16)摘要本设计主要研究的是以AT89C51单片机为核心的电压测量系统，该系统能够在单片机的控制下完成对电压信号采集，能够根据采样值进行量程自动转换，并且测量结果可通过四个数码管显示出来。
整个系统的设计完成了硬件电路的设计及软件程序的编写，通过最终硬件电路的调试及软件程序的仿真，使该系统能够在要求的条件下达到正常的测量及显示功能。
在整个系统的设计过程中，主要采用了模块化的设计方法。
关键词单片机；A/D转换器；LED数码管第1章设计方案基于单片机的简易数字电压表的硬件设计框图如图1-1所示，由单片机最小系统（AT89C51单片机、时钟电路、复位电路）、A/D转换、电压输入、LED显示电路组成。
图1-1数字电压表系统设计方案框图各模块的主要功能如下：单片机最小系统：包括单片机、时钟电路（给单片机提供工作的时间脉冲信号）、复位电路。
A/D转换：A/D转换主要是将采集到的模拟信号转化成数字信号。
电压输入：通过调节滑动变阻器使其将模拟电压信号传输到A/D转换电路中。
LED显示：用于显示测得的电压值。
工作原理：系统采用12M晶振产生脉冲做AT89C51的内部时钟信号，通过软件设置单片机的内部定时器T0产生中断信号，利用中断设置单片机的P3.0口取反产生脉冲做ADC0808的时钟信号。
首先通过调节滑动变阻器输入模拟电压信号，将该路电压送入ADC0808相应通道，单片机软件设置ADC0808开始A/D转换，转换结束ADC0808的EOC端口产生高电平，同时将ADC0808的OE端口置为高电平，单片机将转换后结果存如片内RAM。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
简易数字电压表设计一、设计要求1、利用ADC0809设计一简易数字电压表，要求可以测量0—5V之间8路输入电压值、电压值由四位LED数码管显示，并在数码管上轮流显示或单路选择显示；2、测量最小分辨率为0.019V,测量误差为±0.02V。
二、设计作用与目的利用AT89S51与ADC0809设计制作一个数字表，能够测量直流电压值。
三、所用设备及软件单片机AT89S51、ADC0809芯片、PC设计台四、系统设计方案本设计采用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)。
图1 系统原理框图本设计与其它方法实现主要区别在于元器件上例如：AT89C51与AT89C51、AT89S51在AT89C51的基础上，又增加了许多功能，性能有了较大提升。
1.ISP在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。
是一个强大易用的功能。
2.工作频率为33MHz，大家都知道89C51的极限工作频率只有24M，就是说S51具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度。
3.具有双工UART串行通道。
4.内部集成看门狗计时器，不再需要像89C51那样外接看门狗计时器单元电路。
5.双数据指示器。
6.电源关闭标识。
7.全新的加密算法，这使得对于89S51的解密变为不可能，程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。
8.兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列产品。
比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容产品。
在89C51上一样可以照常运行，这就是所谓的向下兼容。
五、系统硬件设计5.1 模数转换芯片ADC0809ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器。
它可以和微型计算机直接接口。
ADC0809转换器的系列芯片是ADC0808，可以相互替换。
5.1.1 ADC0809内部逻辑结构图2 ADC0809的内部逻辑结构及引脚图ADC0809的内部逻辑结构如图2所示。
图中多路模拟开关可选通8路模拟通道，允许8路模拟量分时输入，并共用一个A/D转换器进行转换。
地址锁存与译码电路完成对A、B、C三个地址位进行锁存与译码，如表1所示。
表1 ADC0809通道选择表C(ADDC) B(ADDB) A(ADDA) 选择的通道0 0 0 IN00 0 1 IN10 1 0 IN20 1 1 IN31 0 0 IN41 0 1 IN51 1 0 IN61 1 1 IN75.1.2 ADC0809的引脚ADC0809芯片为28引脚双列直插式封装，其引脚排列如图2所示。
1.IN0～IN7：8路模拟量输入通道。
2.A、B、C：模拟通道地址线。
这3根地址线用于对8路模拟通道的选择，其译码关系如表1所示。
其中，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB 和ADDC。
3.START：转换启动信号。
START上升沿时，复位ADC0809；START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。
本信号有时简写为ST。
4.D7～D0：数据输出线。
为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。
D0为最低位，D7为最高。
5.OE：输出允许信号。
用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。
OE=0，输出数据线呈高阻；OE=1，输出转换得到的数据。
6.CLK：时钟信号。
ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。
通常使用频率为500KHz的时钟信号。
7.EOC：转换结束信号。
EOC=0,正在进行转换；EOC=1,转换结束。
使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。
8.Vcc： +5V电源，GND：地。
9.Vref：参考电压。
参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。
其典型值为+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=0V)。
3.1.3 ADC0809的工作原理首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。
此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。
START上升沿将逐次逼近寄存器复位。
下降沿启动 A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。
直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。
当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。
（注意：ALE信号常与START信号连在一起，这样连接可以在信号的前沿写入地址信号，在其后沿启动A/D转换，图3为ADC0809信号的时序配合图）。
图3 ADC0809信号的时序配合5.2 数据处理及控制芯片AT89S51AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗、高性能CMOS 8位单片机。
AT89S51片内含有4k字节Flash闪速存储器，128字节内部 RAM，32个I/O 口线，看门狗(WDT)，两个数据指针，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，片内振荡器及时钟电路。
同时,S51可降至0Hz的静态逻辑操作，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，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
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AT89S51是一种高效微控制器，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。
5.2.1 主要性能参数1.与MCS-51产品指令系列完全兼容；2.4K字节在系统编程(ISP)Flash闪速存储器；3.1000次擦写周期；4.4.0～5.5 V工作电压范围；5.全静态工作模式：0Hz～33MHz；6.三级程序加密锁；7.128字节内部RAM；8.32个可编程I/O口线；9.2个16位的定时/计数器；10.6个中断源；11.全双工串行UART通道；12.低工耗空闲和掉电模式；13.中断可从空闲模式唤醒系统；14.看门狗(WDT)及双数据指针；15.掉电标识和快速编程特性；16.灵活的在系统编程(ISP-字节或页写模式)。
5.2.2 AT89S51的引脚图4 AT89S51的引脚图AT89S51芯片为40引脚双列直插式封装，其引脚排列如图4所示。
1.P2口：P2口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P2口的输出缓冲器可驱动4个TTL逻辑门电路。
对P2口管脚写入“1”后，被内部上拉电阻拉高，可用作输入。
P2口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部接有上拉电阻的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在访问8位地址外部数据存储器时，P2口线上的内容，在整个访问期间不改变。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
2.P3口：P3口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P3口的输出缓冲器可驱动4个TTL逻辑门电路。
对P3口管脚写入“1”后，被内部上拉电阻拉高，可用作输入。
P3口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部接有上拉电阻的缘故。
P3口除了一般I/O线的功能外，还具有更为重要的第二功能，如表2所示。
P3口同时为FLASH编程和编程校验接收一些控制信号。
表2 P1口的第二功能端口引脚第二功能P1.5 MOSI(用于ISP编程)P1.6 MISO(用于ISP编程)P1.7 SCK(用于ISP编程)P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INTO（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（定时器0外部输入）P3.5 T1（定时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）（1）VCC：电源电压；（2）GND：接地；（3）P0口：P0口是一组8位漏极开路双向I/O口，每位引脚可驱动8个TTL逻辑门路。
对P0口的管脚写“1”时，被定义为高阻抗输入。
在访问外部数据存储器或程序存储器时，它可以被定义为数据总线和地址总线的低八位。
在FLASH编程时，P0 口作为原码输入口；当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。
（4）P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口的输出缓冲器可驱动4个TTL逻辑门电路。
对P1口管脚写入“1”后，被内部上拉电阻拉高，可用作输入。
P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部接有上拉电阻的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。
P1口还具有第二功能，如表3-2所示。
（5）RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
（6） ALE//RPOG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
（7）/PSEN：外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的信号将不出现。
（8）/EA/VPP：当保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。