简易数字电压表(单片机课程设计)

课程设计说明书

简易数字电压表的设计

院（系）

专业机械电子工程

班级二班

学生姓名

指导老师

2015 年 3月 13 日

课程设计任务书

兹发给机械电子工程（2）班学生课程设计任务书，内容如下：

1．设计题目：简易数字电压表的设计

2．应完成的项目：

（1）可测0~5V的8路电压输入值；

（2）在LED数码管上轮流显示；

（3）单路选择显示；

（4）利用功能键可以实现滚动显示，显示启动/停止等；

3．参考资料以及说明：

[1]刘瑞新.单片机原理及应用教程[M].北京：机械工业出版社, 2003.7

[2]张俊,钟知原,王日根.简易数字电压表的设计[J].科协论坛：下半月,2012（8）34-35

[3]赵静,刘少聪,丁浩.王莉莎.基于单片机的数字电压表的设计[J].数字技术与应用,2011(6):121-125

[4]魏立峰.单片机原理及应用技术[M].北京大学出版社，2005年

[5]谭浩强.C语言程序设计（第二版）[M].北京：清华大学出版社,2005.12

4．本设计任务书于2015年3月2日发出，应于2015年3月13日前完成，然后进行答辩。

专业教研室、研究所负责人审核年月日

指导教师签发年月日

课程设计评语：

课程设计总评成绩：

课程设计答辩负责人签字：

年月日

摘要

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（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。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。

本实验设计主要讲述了数字电压表的设计过程，主要包括硬件设计和程序设计，硬件主要包括以STC89C51单片机为主要控制电路、数据采样电路、显示电路等，是基于51单片机开发平台实现的一种数字电压表系统。该设计采用STC89C51单片机作为控制核心，驱动控制四块数码管显示被测电压，以ADC0809为模数转换数据采样，实现被测电压的数据采样，使得该数字电压表能够测量0－5V之间的直流电压值。

关键词：STC89C51、ADC0809、显示电路、数据采样

目录

摘要 0

第一章设计总体方案 (1)

1.1设计任务 (1)

1.2设计要求 (1)

第二章芯片功能简介 (1)

2.1STC89C51单片机简介 (1)

2.1.1主要性能特点 (2)

2.1.2 管脚说明 (3)

2.2ADC0809模数转换简介 (5)

2.2.1 主要性能特点 (5)

2.2.2内部结构 (6)

2.3 74HC164移位寄存器 (6)

2.4 74HC573锁存器 (9)

2.5 LED显示系统 (10)

2.5.1 LED显示器的选择 (10)

2.5.2 LED译码方式 (11)

第三章设计方案 (11)

3.1硬件设计 (11)

3.1.1单片机最小系统设计 (12)

3.1.2采样电路的设计 (14)

3.1.3 键盘电路的设计 (15)

3.1.4 LED显示电路的设计 (15)

3.1.5 整体电路的设计 (16)

3.2系统程序的设计 (17)

第四章电路板制作与仿真调试 (24)

4.1电路板的设计与制作 (24)

4.2伟福仿真器的仿真调试 (25)

第五章总结 (26)

5.1课程设计总结 (26)

参考文献 (27)

第一章设计总体方案

1.1设计任务

利用单片机AT89C51与ADC0809设计制作一个数字电压表，能够测量直流电压值。

(1)可测0~5V的8路输入电压值；

(2)在LED数码管上轮流显示；

(3)单路选择显示

1.2设计要求

A.系统硬件设计

(1)单片机采用MCS51系列

(2) A/D转换器0809

(3)键盘为4×4行列式键盘，按键设有10个数字键0……9，和5个功能键依次是：各通道轮流显示键、单通道显示键、向左滚动显示键、显示启动/停止键、回车键。

(4)有4位LED管，左边1位用于指示显示通道，右边3位显示电压值。

B.系统软件设计

(1) 键盘管理程序(包括键扫描、键处理程序)。

(2) LED动态显示程序，包括：

(3) 各通道轮流显示，共显示8个通道，每通道显示1s；

(4) 单通道显示，仅显示指定通道电压，并保持到其他功能键按下。

第二章芯片功能简介

2.1STC89C51单片机简介

STC89C51单片机学习板是一款基于8位单片机处理芯片STC89C52RC的系统。

其功能强大，可以实现单片机开发的多种要求，学习、开发者可以根据需要选配多种常用模块，达到实验及教学的目的。89C51单片机学习板功能强大，具有

报警，跑马灯、串行通信（max232）、段码液晶（msm0801LCD）和字符液晶显示(LCD1602)、电机控制(L298)、A/D转换(TLC2543)、D/A转换(TLC5615)、温度采集(DS18B20)、数字信号合成(AD9851)、实时时钟电路(DS1302)、4—20mA输出、PWM输出（UC3842）、红外检测（KSM-603LM）控制等十七种功能，供学习者学习开发使用。如图2-1所示外观图。

图2-1 STC89C51芯片

2.1.1主要性能特点

1、4k Bytes Flash片内程序存储器；

2、128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）；

3、32个外部双向输入/输出（I/O）口；

4、2个中断优先级、2层中断嵌套中断；

5、6个中断源；

6、2个16位可编程定时器/计数器；

7、2个全双工串行通信口；

8、看门狗（WDT）电路；

9、片内振荡器和时钟电路；

10、与MCS-51兼容；

11、全静态工作：0Hz-33MHz；

12、三级程序存储器保密锁定；

13、可编程串行通道；

14、低功耗的闲置和掉电模式。