8路循环数字电压表设计

目录

1 引言 (1)

2设计原理及要求 (1)

2.1数字电压表的实现原理 (1)

2.2数字电压表的设计要求 (1)

3软件仿真电路设计 (1)

3.1设计思路 (1)

3.2仿真电路图 (2)

3.3设计过程 (2)

3.4 AT89C51的功能介绍 (2)

3.4.1简单概述 (3)

3.4.2主要功能特性 (3)

3.4.3 AT89C51的引脚介绍 (3)

3.5 ADC0808的引脚及功能介绍 (4)

3.5.1芯片概述 (4)

3.5.2 引脚简介 (4)

3.5.3 ADC0808的转换原理 (5)

3.6 74HC245芯片的引脚及功能 (5)

3.6.1芯片概述 (5)

3.6.2引脚介绍 (5)

3.7 LED数码管的控制显示 (5)

3.7.1 LED数码管的模型 (5)

3.7.2 LED数码管的接口简介 (6)

4系统软件程序的设计 (6)

4.1 主程序 (6)

4.2 A/D转换子程序 (6)

4.3 中断显示程序 (7)

5电压表的调试及性能分析 (8)

5.1 调试与测试 (8)

5.2 性能分析 (9)

6电路 (9)

6.1 电路仿真图 (9)

6.2 PCB图 (9)

7总结 (10)

参考文献 (10)

附录1 源程序 (11)

附录2 仿真原理电路 (15)

摘要：随着电子科学技术，传感器技术，自动控制技术和计算机技术的发展，电子测量成为电子工作者的必须掌握的手段对测量的精度，手段要求越来越高，本文介绍了一种以AT89C 51为核心的数字电压测量电路。通过ADC0809进行转换，74HC245进行驱动。

关键词：A/D转换数字电压表 AT89C51 数码管电压测量

1 引言

随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器／计数电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。

本设计AT89C51单片机的一种电压测量电路,该电路采用ADC0809本文介绍一种基于A/D转换电路，测量范围直流 0～5V 的8路输入电压值，并在四位LED数码管上循环显示，并显示路数。测量最小分辨率为0.019V，测量误差不超过正负0.02V。

2设计原理及要求

本设计是利用单片机AT89C51与ADC0809设计一个数字电压表，测量0－5V之间的直流电压值，四位数码显示，但要求使用的元器件数目最少。

2.1数字电压表的实现原理

ADC0809是8位的A/D转换器。当输入电压为5.00V时，输出的数据值为255（0FFH），因此最大分辨率为0.0196（5/255）。ADC0808具有8路模拟量输入端口，通过3位地址输入端能从8路中选择一路进行转换。

2.2数字电压表的设计要求

可以测量0～5V范围内的3路直流电压值。在4位LED数码管上轮流显示各路电压值或单路选择显示，其中3位LED数码管显示电压值，显示范围为0.00V～5.00V，1位LED数码管显示路数,3路分别为0-2。要求测量的最小分辨率为0.02V。

3软件仿真电路设计

3.1设计思路

多路数字电压表应用系统硬件电路由单片机、A/D转换器、数码管显示电路和按键处理电路组成，由于ADC0808在进行A/D转换时需要有CLK信号，本试验中ADC0809的CLK直接由外部电源提供为500kHz的方波。实际显示的电压值( ADC0809采用逐次逼近法转换，把模拟电压转换成16进制的D，由于是对直流电压0～5V进行采集，所以D对应的电压为V0 ，我们的目的就是要把V0显示在LED显示器上。

3.2仿真电路图

用Protues软件仿真设计的电路如图3-1所示(因软件中ADC0809不能用，并且ADC0808与ADC0809相同，所以用ADC0808代替)。

图3-1 仿真电路

入端，由外部信号源提供。单片机的P1、P3.0-P3.3端口作为四位LED数码管现实3.3设计过程

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。电路原理图见附录2。A/D转换由集成电路0808完成。0808具有8路模拟输入端口，地址(23-25)脚可决定对哪路模拟输入作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0808的时钟输控制。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0808的A/D转换控制。

3.4 AT89C51的功能介绍

3.4.1简单概述

AT89C51是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机一种高效微控制器，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。外形及引脚排列如图3-2所示。

图3-2 AT89C51芯片模型

3.4.2主要功能特性

(1) 4K 字节可编程闪烁存储器。

(2) 32个双向I/O 口；128×8位内部RAM 。

(3) 2个16位可编程定时/计数器中断，时钟频率0-24MHz 。 3.4.3 AT89C51的引脚介绍 (1)电源引脚

电源引脚接入单片机的工作电源。 Vcc (40引脚）：+5V 电源。 GND(20引脚)：接地。 (2)时钟引脚

XTAL1(19引脚)：片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路的输入端。 XTAL2(20引脚)：片内振荡器反相放大器的输出端。

图3-3 电源接入方式

XTAL2

18

XTAL1

19ALE 30EA

31

PSEN 29RST

9

P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78

P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD

17

P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1

AT89C51