用单片机实现电压采集课程分析

中国矿业大学

单片机课程设计

姓名：学号：

专业：电子科学与技术

题目：用单片机实现电压采集

专题：单片机系统设计

指导教师：

设计地点：时间： 2011-04

2011 年4月

单片机课程设计任务书

专业年级学号学生姓名

任务下达日期：2011年 4月 18日

设计日期：2010年4月18日至 2010年 4月29日

设计题目：用单片机实现电压采集

设计专题题目：单片机系统设计

设计主要内容：

1、制作可产生0至+5V电压模块

2、制作单片机电压采集装置

设计要求：

一、基本要求

（1）制作可产生0至+5V电压模块

（2）制作单片机电压采集装置

电压采集功能在ADC0809的0通道输入0～5V电压，实时显示被测电压值（显示精度0.001V，即显示1位整数，3位小数）。

二、扩展要求

（1）指定通道采集默认采集通道为0，按2：通道＋1，按3：通道－1，按1：进入下一模式。

（2）循环采集显示，默认每通道显示2秒钟。按1：进入下一模式。

（3）报警设置报警上限默认为4.0V ，警下限默认为0.0V

按2进行上限设置，按3进行下限设置，按1：进入制定通道选择。

指导教师签字：

摘要

随着电子科技的不断进步，电压测量成为广大电子领域中必须掌握的过程，并且对测量的精度和采集功能的要求越来越高，而电压的测量与显示系统甚为重要。本文介绍的重点是电压数据采集与显示系统，数据采集与通信控制采用了模块化设计，数据采集与通信控制采用了单片机52来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括模-数转换模块，显示模块，和串行接口部分，还有一些简单的外围电路。8路被测电压通过通用ADC0809模-数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，由单片机对数据进行处理，用数码管显示模块来显示所采集的结果，由相关控制器完成数据接收和显示。本系统主要包括四大模块：数据采集、控制模块、显示模块、A/D转换模块。绘制电路原理图与工作流程图，并进行调试，最终设计完成了该系统的硬件电路。在软件编程上，采用了C语言进行编程，开发环境使用相关集成开发环境。开发了显示模块程序、通道切换程序、A/D转换程序。

关键词：单片机 ADC0809 A/D转换模块显示电压测量

目录

一绪论 (1)

1.1系统概述 (1)

1.1.1设计性质、目的、任务................................. .. 1

1.2系统设计方案 .............................................. (1)

1.2.1系统设计原理框图 .................................... (2)

二硬件电路设计............................. . (2)

2.1 主要芯片介绍 (2)

2.1.1 AT89S51 (2)

2.1.2 A/D0809 (3)

2.2 单片机电路 (4)

2.1.1 单片机电路板 (4)

2.2.2 单片机最小系统 (4)

2.2.3 单片机的复位电路 (5)

2.2.4 开关电路 (5)

2.2.5 显示译码电路 (6)

2.2.6 蜂鸣器和继电器电路 (7)

2.3 A/D转换 (7)

2.3.1 ADC0809内部结构 (7)

2.3.2 ADC0809转换原理 (8)

2.3.3电路设计 (8)

2.3.4采集数据和对应电压的转换 (9)

三软件设计 (9)

3.1 设计任务 (9)

3.1.1 基本任务 (9)

3.1.2 扩展任务 (9)

3.2 程序代码 (9)

3.2.1 C语言实现基本功能 (9)

3.2.2主程序框图 (17)

四系统调试 (17)

4.1 硬件部分 (18)

4.2 软件部分 (18)

五总结 (18)

参考文献： (19)

附录一 A/D转换板原理图 (20)

附录二 A/D转换板PCB图 (21)

附录三单片机板电路原理图 (22)

附录四单片机印刷电路板布线图 ...........................................错误！未定义书签。

一绪论

1.1系统概述

1.1.1设计性质、目的、任务

《单片机系统设计》是在学习《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机原理及应用》等相关理论课程之后，所设置的重要的综合性实践教学环节，课程的任务是通过选题的设计、安装和调试，巩固已学的理论知识，综合应用所学知识，进行电子系统的设计，从而培养工程实践能力、创新能力，培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过查阅资料、选定方案、设计电路、安装调试、写报告等过程，得到一次科学研究工作的启蒙训练，也为以后利用单片机开发电子产品奠定坚实的基础。

1.2系统设计方案

本次实验要求设计电压采集装置，课程设计分设计、制作和调试三个部分。设计选题以单片机为核心，基本内容应包括单片机最小系统、键盘和LED 显示电路，以及设计系统涉及的其他电路。

系统硬件电路由标准电路和自制电路两部分组成。标准电路包括单片机学习板，这部分电路已制成电路板，可根据设计需要进行配置选用。自制电路需自行设计焊接，包含标准电路不具备的其他电路。

设计中采用了模数转换器，利用AD0809型8位MOS型A/D转换器。可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，实现模拟信号到数字信号的转换。控制部分采用单片机AT89C52来完成。显示部分利用LED数码管显示模块，来显示采集到的电压分量。