数字电压表设计与制作

毕业设计(论文）

题目：数字电压表的设计及制作年级专业：电气自动化14321班

学生姓名: 秦小钧

指导教师：杨海蓉

2016年10 月13 日

毕业设计任务书

毕业设计题目:数字电压表的设计及制作

题目类型工程设计题目来源学生自选题

毕业设计时间从 2016/09/25 至 2016/10/13

1.毕业设计内容要求：

采用AT89S52作MCU，ADC0809（或其他芯片）进行AD转换,测量电压的范围为直流0—5V电压，四位数码管显示。

2.主要参考资料

［1］万福君，潘松峰.单片微机原理系统设计及应用［M］，中国科学技术大学出版社，01年8月第2版

［2]周责魁。控制仪表及计算机控制装置[M] ，化学工业出版社,02年9月第1版

[3］李青。电路及电子技术基础［L] ,浙江科学技术出版社,05年2月第1版

［4］陈乐。过程控制及仪表[M]，中国计量学院出版社，07年3月

[5]孙育才。新型AT89S52系列单片机及其应用[M] ，清华大学出版社,05年5月第1版3.

摘要

本设计由A/D转换、数据处理及显示控制等组成,测量0～5V范围内的输入电压值,由4位共阳8段数码管扫描显示,最大分辨率0。1V，误差±0。05V.数字电压表的核心为AT89S52单片机和ADC0832 A/D转换集成芯片。

关键词：数字电压表；单片机；AT89S52； ADC0832

第一章设计方案的选择

1。1功能要求及设计目标

采用AT89S52作MCU，ADC0809（或其他芯片）进行AD转换，测量电压的范围为直流0-5V 电压，四位数码管显示。(设计并制作出实物为优）。

1.2 系统设计方案

AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出(I/O)口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（WDT)电路，片内时钟振荡器

AT89C52可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起,特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。

AT89S5及AT89c52相比，前者的性能比后者高，所以本设计采用AT89S52芯片。

数模转换芯片：

ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件.其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换，转换时间为100μs。

ADC0832 为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入及参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0～5V之间。芯片转换时间仅为32μS，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强.

由于ADC0832芯片的转换时间短,并且性能比较高，所以采用ADC0832作为数模转换芯片.

1 选择AT89S5

2 作为控制芯片

2 选择ADC0832芯片来进行模数转换

3 选择GEM5461GE 四位一体的共阳数码管来显示数字

4 用9012三极管来作为驱动电路，使GEM5461GE 四位一体的共阳数码工作.

5 用SW1按键作为复位按键，实现复位电路的功能.

第二章数字电压表系统设计

2。1 硬件系统的设计

2。1.1 硬件原理框图

图2-1硬件原理框图

2.1。2硬件系统设计原理

硬件设计原理:电阻R11上的电压经过ADC0832芯片进行模数转换后,由AT89S52芯片的P1口连接到驱动电路，当驱动电路工作使数码管显示前面转换过来的数字。

复位电路和晶振电路的设计

在接通电源后,当按下SW1后AT89S52不工作,使数码管全部变暗，当SW1一松开后AT89S52工作，数码管又变亮.晶振电路中的两个30pF的电容具有微调的作用.

2.2软件系统设计

2。2.1程序流程图

图2—3程序流程图

2。2.2编写程序

1 1，0选通道0

bADcl=1；

bADcl=0；// 3 down

bADda=1;

bADcl=1；

bADcl=0; // 4 down数码管显示程序

//数字电压表

＃include

＃define uchar unsigned char

＃define uint unsigned int

#include 〈intrins。h>

code uchar TAB［］=｛0xc0,0xf9，0xa4，0xb0，0x99,0x92,0x82，0xf8,0x80，0x90}； //定义数码管显示数值

uchar str_TME[4]=｛0,0,0，0,}； //定义数码管显示初始值

unsigned char data1; //data1用来存放转换以后的数据

void delay(uchar ms) //定义ms延迟程序

{

uchar j;

while（ms—-）

for（j=0;j〈125；j++）;

}

uchar tmel=0;

bit sim=1；

/＊*****＊＊＊*＊＊＊*＊*＊***＊**计数器中断函数，用于控制电压转*＊*＊＊＊＊＊**＊*＊＊***＊***

*＊＊＊*＊*＊＊＊*＊＊＊＊＊＊**时间间隔,此程序设定间隔为1S电压转换一次*＊*＊*＊＊*******＊/

void tme_tr0（void） interrupt 1

{

TL0=0x58;

TH0=0x9e; //设置25ms 延时的初值

if（++tmel==40）

{

tmel=0;

sim=1；

}

2 AD0832AD转换子程序

/＊＊＊**＊＊*＊*＊＊＊＊＊＊＊＊＊*＊*＊＊*＊＊＊＊****＊＊*＊*＊*＊＊＊*＊**＊＊＊＊＊**＊＊＊＊＊＊＊*＊*＊*＊＊*＊*＊***

AD0832AD转换子程序

**＊***＊*＊*＊*****＊＊＊*＊*＊＊＊*****＊**＊＊＊*＊＊＊＊＊*＊**＊**＊＊＊*＊＊＊＊*＊*＊*＊*＊＊*＊**＊**＊＊/

sbit bADcs=P2^2； //片选位

sbit bADcl=P2^1; //时钟位

sbit bADda=P2^0； //数据位

void ad(void)

{ uchar i;

bADcs = 0；//当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用,开始工作CS为低电平

bADcl=0; //第一个时钟下降沿前da为1,第二个及第三时钟下降沿前的数据为通道选择

bADda=1; //选置起始位

bADcl=1;

bADcl=0； // 1down

bADda=1； //通道选择第1位

bADcl=1；

bADcl=0；// 2 down