单片机数字电压表设计

基于51单片机的数字电压表设计

二级学院铜陵学院

专业自动化

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目录

一课程设计任务书·············································································错误!未定义书签。

1.1 设计题目、目的 ·······································································错误!未定义书签。

1.2 题目的基本要求和拓展功能························································错误!未定义书签。

1.3 设计时间及进度安排 ·································································错误!未定义书签。

二设计内容······················································································错误!未定义书签。

2.1 元器件选型··············································································错误!未定义书签。

2.2 系统方案确定 ··········································································错误!未定义书签。

2.3 51单片机相关知识 ···································································错误!未定义书签。

2.4 AD转换器相关知识 ···································································错误!未定义书签。

三数字电压表系统设计 (7)

3.1系统设计框图 (8)

3.2 单片机电路 (9)

3.3 ADC采样电路 (10)

3.4显示电路 (11)

3.5供电电路和参考电压 ····························································································

3.6 数字电压表系统电路原理图 ··················································································

四软件部分

4.1 主程序

4.2 显示子程序

五数字电压表电路仿真

5.1 仿真总图

5.2 仿真结果显示

六系统性能分析

七心得体会

一课程设计任务书

智能仪表课程设计是自动化专业的专业实践课程。本课程的任务是通过设计完成功能的单片机系统，使学生掌握目前典型的自动化易表的一般设计要求和设计方法，掌握开发及设计工具的使用方法，通过这一实践过程，锻炼学生的动手能力和分析、解决问题的能力，培养对所学知识的综合应用能力。

1、设计的题目

简易数字电压表的设计

对简易数字电压表的设计，掌握目前自动仪表的一般设计要求，工程设计方法，开发及设计工具的使用方法。数字电压表简称DVM，数字电压表基本原理是将输入的模拟电压信号转化为数字信号，再进行输出显示。而A/D转换器的作用是将连续变化的模拟信号量转化为离散的数字信号，器基本结构是由采样保持，量化，编码等几部分组成。因此AD转换是此次设计的核心元件。输入的模拟量经过AD转换器转换，再由驱动器驱动显示器输出，便得到测量的数字电压。

2、基本功能要求：

1.可以选择测量测量8路0-5V的8路输入电压值；

2.可轮流显示或单路选择显示（可选）；

3.测量显示最小分辨率为0.01V;测量误差约为0.02V；

4. 具有电压过低、过高声光报警功能，报警限可独立设置；

拓展功能：

（1）：测量电压范围扩大，可测量小电压和大电压；可测量显示0-2mA电流；

（2）：带通讯功能，电压测量值可在PC机上显示；

（3）：带实时存储记忆和复现功能；

3、设计时间及进度安排：

1、学分：3分

2、时间安排：3周

计划安排：

第17周任务布置，确定分组。任务分析，方案，绘制原理图：

第18周进行设计方案的确认，提交原理图，元器件清单何预定价格，进行购买；第18周硬件焊接，调试；软件编程，联合硬件的调试；

第19周撰写课程实际报告，分组验收答辩；

二设计内容：

2.1 元器件选型：

A/D转换器芯片ADC0809，AT89C52单片机，1602液晶显示器；

2.2 系统方案确定：

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路其他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。

P0：地址数据低8位口 P1：普通I/O口 P2：地址高8位口 P3：特殊功能口

晶振电路保证信号传输同步，串口通信是与外界进行信息交换的一种方式，按键电路中一个按键是单路和轮流显示的选择，一个按键是单路时的通道选择。

实现过程：

当外部0～5V的模拟信号输入时，首先通过ADC8090转换模块进行转换，转换成数字信号并进入通道进行选择后，将信号传入AT89C52单片机时，单片机通过按键电路中的一个按键来选择单路还是8路，另一个按键作单路显示时选择通道，当选择完毕后将数据送入到显示器，通过P3特殊功能口经三极管驱动输出控制位。

2.3 51单片机相关知识

51单片机是对目前所有兼容intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是intel的8031单片机，后来随着技术的发展，成为目前广泛应用的８为单片机之一。