数字电压表毕业论文.doc

桂林航天工业高等专科学校毕业设计 NO：桂林航天工业高等专科学校毕业论文 题目：八路数字电压表 专业：应用电子技术 姓名： 学号：200704320216 指导教师： 2010年6月 10日 毕 业 设 计（ 论 文 ）评 语指导教师评语 签字： 年 月 日评阅教师评语 签字： 年 月 日毕业设计（论文）答辩记录成绩及评语答辩提问记录 记录人： 年 月 日答辩委员会评语成 绩： 主任签字： 年 月 日桂林航天工业高等专科学校电子工程系毕 业 设 计 任 务 书装 订 线专业：应用电子技术年级：2007级姓名学号200704320216指导教师（签名）毕业设计题目八路数字电压表任务下达日期2009年12月 1日设计提交期限2010 年6 月10 日设计主要内容利用可编程器件作为主控芯片设计一个电压表，被测电压结果用数字方式显示，可以同时测量8路电压信号。主要技术参数指标可以测量8个通道的电压；最大误差0.02V；可以单路测量电压；可以8个通道循环测量；正确显示通道所属编号；成果提交形式设计论文和实物、使用说明书、测试数据、测试报告。设计进度安排材料整理：2010.01.03-2010.02.13方案设计与论证：2010.03.29-2010.04.08实物制作与调试：2010.04.09-2010.04.18撰写论文：2010.04.19-2010.04.29提交论文与实物：2010.06.10教研室意见 签名： 年 月 日 系主任意见签名： 年 月 日桂林航天工业高等专科学校电子工程系毕 业 设 计 开 题 报 告装 订 线姓名学号200704320216指导教师毕业设计题目8路数字电压表同组设计目的意义（1）了解电压表的工作原理。（2）掌握单片机的A/D转换，以及其原理。（3）综合和运用自己所学知识。方案论证方案一：基于CPLD的数字电压表设计，以其为主要硬件设计一个数字电压表,其功能由VHDL编程决定，能测量和显示05V电压,测量精度为0.02V.方案二：基于HT46R51单片机的数字电压表设计，HT46R51单片机内建5通道12位AD转换器、WDT看门狗定时器，具有1k15容量OTP程序存储器。，不仅降低了应用成本，而且使整个电路实现了小型化、模块化。方案三 ：基于89C52单片机的数字电压表设计，系统采用AT89C52单片机，AD转换器采用ADC0809为主要硬件，该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，还可以方便地进行8路AD转换量的测量。最终采用方案三，方案一我们不熟悉VHDL编程，我们更熟悉51单片机的编程；方案二我们没学过也没见过HT46R51单片机，AT89系列的单片机我们常用；方案三还有ADC0809模数转换芯片，属于我们学习的范畴之内，而且所需的元器件容易买到，实施便捷，选这个方案成功性更大些。时间安排材料整理：2010.01.03-2010.02.13方案设计与论证：2010.03.29-2010.04.08实物制作与调试及撰写论文：2010.04.09-2010.04.29提交论文与实物：2010.06.10 指导教师意见 签字： 年 月 日 审核小组意见 组长签字： 年 月 日V桂林航天工业高等专科学校毕业设计八路数字电压表李进权桂林航天工业高等专科学校电子系2006045103班 广西 桂林（541004）摘 要 ：本文介绍一种基于89C52单片机的一种电压测量电路,该电路采用ADC0809A/D转换电路，测量范围直流0-5伏,具有误差小精确度高的特点，可循环/单路测量8路电压。使用四位一体共阳数码管显示电压和通道值。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，ADC0809转换的原理，介绍了89C52的特点，该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。关键词 ：电压测量，ADC0809，误差小，精确度高，循环/单路Abstract ：This paper introduces an 89C52 microcontroller-based A voltage measurement circuit。The circuit uses ADC0809A / D converter circuit, measuring range of 0-5 volts DC, with a small error and high accuracy features, can be recycled / single 8-channel voltage measurement. The use of a total of four one-yang LED display voltage and channel values.The text shows us the software and hardware systems focused on various parts of the circuit, ADC0809 conversion principle and describes the characteristics of 89C52, the circuit design of novel, powerful and scalable.Keywords : Voltage measurement, ADC0809, small error, high accuracy features, recycled / single目 录第1章 前言 1第2章 方案论证22.1 功能要求22.2 电路构思22.2.1 方案设计分析22.2.2 方案论证选择22.3 各模块方案论证22.3.1 芯片选择模块22.3.2 数码管工作方式模块32.3.3 A/D转换模块2第3章 系统设计43.1系统设计硬件部分 43.1.1控制部分 43.1.2 时钟控制电路63.1.2A/D转换部分73.1.3显示部分 83.2 软件部分 11第4章 软硬件分析 134.1 分频电路134.2ADC0809与电路 14第5章实物制作，调试、测试及结果17第6章 小结 196.1 设计感想196.2 致谢20参考文献21附录A 电路原理图. 22附录B 电路PCB图23附录D 元件清单 27附录C 程序清单 28附录E 使用说明书33附录F 测试数据34附录G 测试报告35桂林航天工业高等专科学校毕业设计第1章 前言数字电压表简称DVM（Digital Voltmeter），它是采用数字化测量的电压仪表。新型单片数字电压表以其高准确度、高可靠性、高分辨力、高性价比等优良特性倍受人们的青睐。目前，数字电压表作为数字化仪表的基础与核心，已被广泛应用于电子和电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域，显示出强大的生命力。与此同时，由数字电压表扩展而成的各种通用及专用仪器仪表（含数字万用表），也将电量及非电量测量技术提高到崭新水平。近年来，国内许多厂家通过积极引进、吸收国外先进技术，努力赶超世界先进水平，现已能够大批量生产多种高、精、尖的数字电压表以及相应的标准源、校验仪。模拟式电压表具有电路简单、成本低、测量方便等特点，但测量精度较差，特别是受表头精度的限制，即使采用0.5级的高灵敏度表头，读测时的分辨力也只能达到半格。再者，模拟式电压表的输入阻抗不高，测高内阻源时精度明显下降。数字电压表作为数字技术的成功应用，发展相当快。特别是以AD转换器为代表的集成电路为支柱，使DVM向着多功能化、小型化、智能化方向发展。DVM应用单片机控制，组成智能仪表；与计算机接口，组成自动测试系统。目前，DVM多组成多功能式的，因此又称数字多用表（Digital Multi Meter，DMM）。DVM是将模拟电压变换为数字显示的测量仪器，这就要求将模拟量变成数字量。这实质上是个量化过程，即将连续的无穷多个模拟量用有限个数字表示的过程，完成这种变换的核心部件是AD转换器，最后用电子计数器计数显示，困此，DVM的基本组成是AD转换器和电子计数器。DVM最基本功能是测直流电压，考虑到仪器的多功能化，可将其他物理量，如电阻、电容、交流电压、电流等，都变成直流电压，因此，还应有一个测量功能选择变换器，它包含在输入电路中。DVM对直流电压直接测量时的测量精度最高，其他物理量在变换成直流电压时，受功能选择变换器精度的限制，测量精度有所下降。第2章 方案论证2.1功能要求 简易数字电压表可以测量05V范围内的8路输入电压值，并在4位LED数码管上轮流显示或单路固定显示，在单路固定显示的状态通道可加1显示，其测量量最大误差为0.02V。2.2电路构思2.2.1方案设计分析方案一：基于CPLD的数字电压表设计，以CPLD为主要硬件设计一个数字电压表,其功能由VHDL编程决定,实现了硬件设计软件化,使系统的灵活性显著提高.仿真及硬件测试表明：数字电压表能测量和显示05V电压,测量精度为0.02V.方案二：基于HT46R51单片机的数字电压表设计，该数字电压表的设计采用台湾Holtek公司的HT46R51单片机为主要硬件，HT46R51单片机内建5通道12位AD转换器、WDT看门狗定时器，具有1k15容量OTP程序存储器。供电系统采用RCC开关电源（Ringing Choke Converter），不仅降低了应用成本，而且使整个电路实现了小型化、模块化。方案三 ：基于89c52单片机的数字电压表设计，系统采用AT89C52单片机，AD转换器采用ADC0809为主要硬件，实现数字电压表的硬件电路与软件设计。该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，调节工作可实现自动化。还可以方便地进行8路AD转换量的测量，远程测量结果传送等功能。数字电压表可以测量05V的8路输入电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。最终采用方案三，方案一我们不熟悉VHDL编程，我们更熟悉51单片机的编程；方案二我们没学过也没见过HT46R51单片机，AT89系列的单片机我们常用；方案三还有ADC0809模数转换芯片，属于我们学习的范畴之内，而且所需的元器件容易买到，实施便捷，选这个方案成功性更大些。2.2.2方案论证选择按系统功能要求，决定采用方案三。通过一个A/D（ADC0809模拟数字转换）芯片采集后将外测电压信号转换为数字信号，再由单片机(AT89C52)处理信号，输出信号，由数码管显示各路电压。更改程序使能用按键进行复位、通道选择、单路循环选择；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，还可以方便地进行其它的扩展，所用的元件较少，成本低，调节工作可实现自动化。2.3各模块方案论证2.3.1 芯片选择模块方案一：89C52单片机是一种高性能8位单片微型计算机。它把构成计算机的中央处理器CPU、存储器、寄存器、I/O接口制作在一块集成电路芯片中，从而构成较为完整的计算机。方案二：C8051F005单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与80C52兼容的微控制器的内核，与MCS-51指令集完全兼容。除了具有标准80C52的数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件。方案选择：方案二中C8051F005芯片系统内部结构复杂，不易控制，芯片成本高，对于本系统而言利用率低，方案一89C52芯片简单易控制，成本低，性能稳定,，较C8051F00更熟悉其使用，故采用方案一。2.3.2 数码管工作方式模块 方案一：采用静态驱动法原理。利用移位寄存器将串行信号转换为并行信号驱动数码管时，输出一次显示数据后，所有数码管可以一直保持显示。只有需要改变显示内容时才重新发送一次显示数据。静态显示，就是每一个LED显示器都必须接一个带锁存的8位I/O接口，这种方法的优点是占用单片机CPU的时间少，显示稳定；缺点是硬件电路比较复杂，占用I/O接口多。 方案二：采用动态驱动法原理。采用这种方法时每只数码管轮流显示各自的字符。由于人眼具有视觉暂留特性，当每只数码管显示的时间间隔小于1/16S时人眼感觉不到闪动，看到的是每只数码管常亮。动态显示就是把所有的LED显示器的8个笔划段a-h同名端连在一起，共用一个接口，而每一个显示器的公共极各自独立地受其I/O线控制。常用于显示较多位数的电路。 方案选择：方案一虽热数码管显示数据稳定可靠，但需要的I/O口较多；方案二即使需要CUP提供较多的I/O口驱动位码、段码，但可节省I/O接口，降低硬件成本，适合流动显示功能。因此采用方案二驱动原理。2.3.3 A/D转换模块 方案一：双积分型A/D转换器。它属于间接电压/数字转换器，把输入电压转换为与其平均值成正比的时间间隔，同时把此时间间隔转变为数字。这种转换器的精度和稳定性都比较高，但转速比较慢，多用于要求抗干扰能力强，精度高，而对速度要求不高的场合。方案二：逐次逼近比较型A/D转换器：它是从最高位开始逐个置于高位与D/A转换来的反馈电压进行比较，最后得出转换结果数字输出。这种转换器的性能适应玉变化过程较快的测控对象级大部分应用场合，是应用最广泛的一种A/D转换器。它的性能比较稳定，转换精度高，具有很高的抗干扰能力，电路结构简单，其缺点是工作速度较低。在对转换精度要求较高，而对转换速度要求不高的场合如电压测量有广泛的应用。方案选择：方案一所提供的芯片不常用，且要求抗干扰能力强，成本相对高。方案二可以选择ADC0809这类逐次逼近型常用芯片，成本低。第3章 软硬件分析数字电压表系统设计方案框图如图3.1所示：上电复位串行通信电源电路AT89C52 P0 P2 P1 P3ADC08094位LED显示图3.1 数字电压表系统设计方案框图3.1系统设计硬件的设计3.1.1控制部分电路控制部分主要由单片机89C52如图3.2组成，89C52由美国ATMEL公司生产片内置8位CPU和flash存储单元，适用于很多的较多的复杂控制应用场合。1多功能I/O接口引脚P0、P1、P2、P3共有4个8位I/O口，这32条线可以全部用做I/O线，也可以将其中部分用做单片机的外总线。由于外设多种多样，使的单片机与外设之见的接口电路也各不相同，因此，I/O口常常是单片机设计最复杂也是最困难的部分之一。I/O口大致可归类为并行接口、串行接口、模拟采集通道（接口）、模拟输出通道（接口）等。P0口为一个8 位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P1口为准双向口（用做输入时，口锁存器必须为“1”，故称为准双向口），他的8位引出线P1.7P1.0能独立地用做输入线或是输出线。P1口的设一位均由锁存器，输出驱动器和三态缓冲器组成。引出线由内部有上拉电阻。当外部输入1时，该引出线为高电平，输入0时，该引出线为低电平。P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也为准双向口，与P1口不同的是P3口是双功能口。P3作为第一功能使用时，P3口同P1口，P3口作为第二功能使用时有以下一些特殊功能口，如下表所示：表 31 引出线的定义端口引线第二功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2INT0（外部中断0输入线）P3.3INT1（外部中断1输入线）P3.4T0（定时器0外部记数脉冲输入）P3.5T1（定时器1外部记数脉冲输入）P3.6WR（外部数据存储器写选通）P3.7RD（外部数据存储器读选通）2复位控制和选通引脚RST（9脚）：复位端，高电平有效。因有上电复位功能，可不用。EA（31脚）：接高电平时，CPU首先执行片外程序存储器的程序，然后自动向片外程序存储器中的程序。ALE（30脚）：正常状态下，该引脚端输出恒定频率的脉冲，其频率为晶振频率的1/6，可用做外部定时或其他触发信号。3振荡器电路外接晶振引脚XTAL1(19脚)，XTAL2（18脚）：当使用片内振荡时，C1，C2为微调电容，通常取20pf-30pf，以保证振荡电路的稳定性及快速性。图3.23.1.2 时钟控制电路时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊的一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。AT89C52时钟产生方式通常有两种：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。由于外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内，此种方式常用于多片89C52单片机同时工作，以便于单片机的同步。并且高低脉冲电平持续时间应不短于20ns，否则工作不稳定。因此，我们不选用这种时钟方式。 在本次设计当中我们选用的是：内部时钟方式，利用单片机的引脚18（XTAL2）和引脚19 (XTAL1)外接晶振及电容，与片内可以构成振荡器的反向放大器一起组成工作主频电路，如图3.3所示。AT89C52的工作频率取决于晶振Y1的频率。采用晶振的目的是可以提高工作频率的稳定性。图41中的C2、C3的作用是稳定频率和快速起振，电容值一般在530pF C3XTAL2(18)30pY1C2XTAL1(19)12M30p图33 时钟电路图典型值为30pF，我们取12MHz。在设计电路板的时候应使C2、C3和Y1尽量靠近单片机芯片，以减少分布电容所引起对振荡电路的影响。3.1.3 A/D转换部分完成A/D转换的主要是ADC0809，其工作原理如图3.4.它由一个8路模拟开关，一个地址锁存译码，一个A/D转换器合一个三态器输出锁存器组成。多路开关可选8路模拟通道，允许8路模拟通道分时输入，共用A/D转换器进行转换，三态输出锁存器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE为高电平时，才可以从三态锁存器取走转换完的数据。其引脚及各引脚的功能如图3.5。IN0-IN7：8条模拟量输入通道。要求：信号单极性，范围0-5V，太小的信号需要进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变。ALE：地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE为高电平时，地址锁存与译码器将A,B,C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A,B,C为地址输入线，用于选通IN0-IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表3.1所示：表3.1CBA选择的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7ST：为转换启动信号。当ST上跳沿时，所有内部寄存器选零；为下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。EOC：为转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE：为信号输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=1，输出数据线呈高阻态。D0-D7：为数字量输出线。CLK:：为时钟输入线，因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ。VREF(+),VREF(-)为参考电压输入。图3.4图3.53.1.4显示部分显示部分主要用到四位一体共阳数码管，各管脚引脚图如3.3图3.6图3.7原理如图3.4，从图可看出，每一位数码管的笔画（a,b,c,e,f,g,h）发光二极管共用一个阳极。阴极分别对应一个输出，所以在设计显示程序的时候要主要用流动显示来显示每一位上的数字。此外一个极由4个发光二极管共用，在接单片机的时候要接芯片译码才行，否则引电流不稳定导致数码管过暗或过亮。驱动方式：选择芯片驱动，选用芯片74LS244三态八输出驱动器，244为三态输出的八组缓冲器和总线驱动器,其主要电器特性的典型值如表3.2表3.2型号tPLHtphlPD54LS241/74LS24112ns12ns110mW引出端符号:1A11A4,2A12A4输入端/1G, /2G三态允许端(低电平有效)1Y11Y4,2Y12Y4输出端逻辑图:如图3.8图3.8极限值:电源电压 .7V输入电压.5.5V输出高阻态时高电平电压.5.5V工作环境温度54XXX.-5512574XXX.070存储温度.-65150相关的数码段位和其在16进制程序的代码如表3.3表3.3数据位D7D6D5D4D3D2D1D0字型码笔段位hgfedcba共阴共阳0001111113FHC0H10000011006HF9H2010110115BHA4H3010011114FHB0H40110011066H99H5011011016DH92H6011111017DH82H70000011107HF8H8011111117FH80H9011011116FH90H3.2软件部分 刚上电时，系统默认循环显示8刚通道的电压值状态。当进行一次测量后，将显示每一通道的A/D转换值，每个通道的数据显示时间在1S左右。主程序流程图在调用显示子程序与测量子程序之间循环。主程序流程图如图3.5所示开始端口初始化调用A/D转换子函数判断P3.5是否为低电平YESNO单通道子函数显示子函数（循环）图3.9 主程序流程图显示子程序采用动态扫描法实现4位数码管的数值显示。测量所得的A/D转换数据放在70H-77H内存单元中，测量数据在显示时必须经过转换成为十进制BCD码放在78H-7BH单元中，其中7BH存放通道标志数。寄存器R3用作8路循环控制，R0用作显示数据地址指针。主要解决的难题是如何将ADC0809输出的数据转换成BCD码然后输入数码管显示的问题。因为ADC0809是八位的二进制码，最大输出为11111111，既是255，而最大测量电压为5V。因此可得出这样的思路，首先个位显示可用255/51得到。然后将余数*10后再除以51得到小数点后第一位，另外还要判断余数*10后是否超过255，超过则会产生进位，这时就得除法结果+5了。然后再用除法得到的余数以同样的方式得到小数点后第二位。具体程序如下：TUNBCD: MOV A,R0 ;255/51=5.00V运算 MOV B,#51 ; DIV AB ; MOV 7AH,A ;个位数放入7AH MOV A,B ;余数大于19H,F0为1,乘法溢出,结果加5 CLR F0 SUBB A,#1AH MOV F0,C MOV A,#10 ; MUL AB ; MOV B,#51 ; DIV AB JB F0,LOOP2 ; ADD A,#5LOOP2: MOV 79H,A ;小数后第一位放入79H MOV A,B CLR F0 SUBB A,#1AH MOV F0,C MOV A,#10 ; MUL AB ; MOV B,#51 ; DIV AB JB F0,LOOP3 ; ADD A,#5LOOP3: MOV 78H,A ;小数后第二位放入78H RET 第四章 软硬件分析4.1分频电路电路中ADC0809需要一个500KHZ的脉冲，而晶振的选择需要的频率为12MHZ为电路工作的最好状态,经单片机输出为1000KHZ，这时我们需要加一个分频器将它二分为一。可以选择一个常用的D触发器。其原理：当CP为上升沿时，Q=D，其他状态保持不变。假设D=，则单片机一个周期有一个上升沿，第一个时钟周期为输出，第二个为，第三个为，依次类推，则输出Q的周期为1/2时钟周期。因此电路的分频器解法可为图4.1,波形图如4.2图4.1图4.2图4.3因为有分频作用的芯片很多，我们就选择了MC14024芯片，芯片引脚如图4.34.2ADC0809与电路ADC0809时序图如图4.4所示图4.4其中，tws最小启动脉宽，典型值喂100ns,最大值为200ns；tWE最小ALE脉宽，典型值为100，最大值为200；tD模拟开关延时，典型值为1us，最大值为2.5us；tC转换时间，当fclk=640KHz时，典型值为100us，最大值为116us；tEOC转换结束延时，最大为8时钟周期加2us。ADC0809转换器的主要技术指标：（1）分辨率：它表明A/D转换器对输入模拟量的分辨能力，由它确立能被A/D转换器辨别的最小值模拟量变化。通常也用二进制位数表示。（2）量化误差：它是在A/D转换中由于整量化所产生的固有误差。对于舍入（4舍5入）后量化发，量化误差在1/2LSB之间。这个量化误差的绝对值是转换器分辨率和满量程的函数。（3）转换时间：完成一次A/D转换所需时间。（4）相对精度：是指在满度值校准之后，任一数字输出所对应的实际模拟输入值与理论值之差。对于线性A/D，相对精度就是非线性度。（5）绝对精度：是指在输出端产生给定的数字代码，实际需要的模拟输入值与理论上要求的模拟输入值之差的最大值。ADC0809的主要特性：ADC0809是采用CMOS工艺制造的双列直插式单片逐次逼近型8位A/D转换器。分辨率8位，精度7位，带8个模拟通道输入，有通道地址译码锁存器，输出带三态数据锁存器。启动信号为脉冲启动方式，最大可调节误差为1LSB。ADC0809没有内部时钟电路，故CLK时钟需要从外部输入，fclk允许范围为101280KHz,典型值为640KHz。每通道的转换需要6673个时钟脉冲，大约100110us。工作温度范围为-40+85。功耗为15mW，输入电压范围为05V，单一+5V电源供电。ADC0809与单片机的接口A/D转换器与单片机主要要考虑如何启动A/D转换，如何获得A/D转换结束信息，如何读取A/D转换结果等问题。常用查询和中断方式。我们用的是中断方式。这与查询方式下接口电路的不同仅仅是ADC0809的转换结束信号进过反相器后加到单片机的外部中断请求输入引脚。ADC0809转换结束后EOC变为高电平，经反相器后向单片机发出中断请求，单片机相应后读取转换结果，同时可根据需要再次启动下一次A/D转换。ADC0809转换原理：D/A转换器控制逻辑输出寄存器移位寄存器时钟逐次逼近型寄存器(SAR)STAREOCVI -模拟输入 + VF 比较器VREF 数字输出图4.5图4.5为逐次逼近比较性A/D转换原理图。逐次逼近比较型A/D转换器的转换过程和用天平称重量物体的过程类似。在A/D转换中，输入模拟电压VI相当于重物，比较器相当于天平，D/A转换器输出的反馈电压相当于试探码的总重量，而逐次逼近寄存器SAR相当于称量中人的作用。转换过程如下：开始时逐次逼近寄存器SAR的内容被清0.转换开始，先把SAR的最高位置1，SAR中的数字经过D/A转换后给出试探反馈电压VF送入比较器中与输入模拟电压VI进行比较。如果VFVI，则所置的1被保存，否则被清0.再置次高位为1，构成新的数字再经D/A转换后得到新的VF，该VF再与VI进行比较，又根据比较结果决定次高位的留舍。如此试探比较下去，直至定出所有位的留与舍。最后得出结果数字输出。逐次逼近比较型A/D转换器的转换时间固定，取决于位数和时钟周期。转换精度主要取决于D/A转换器和比较器的精度，可达0.01%。转换结果可有并行输出和串行输出。这种转换的性能适应于变化过程较快的测控对象及大部分应用场合，是应用最广泛的一种A/D转换器。第五章 实物制作，调试、测试及结果5.1 电路的设计及仿真（1）电路的设计：根据所选的设计进行原理图的设计，单片机最小应用系统应该包括：复位电路（电路有上电自动复位）、时钟电路、电源电路、输入输出接口电路、片内外存储器选择电路这5部分。由于我们的程序占用内存少，AT89C52内部4K的存储空间足够我们使用，应此不需要片内外存储器选择电路，但是，设计要求使用LCD显示器进行显示故要增加LCD显示电路。到此设计的单元电路已经确定下来了，设计的原理见硬件设计及电路图所述。（2）电路的仿真：根据设计的原理图用软件Proteus进行仿真。用此软件可以用来验证自己设计的电路以及编写的程序是否可以实现我们的设计要求，可以随时进行修改，直至仿真通过。这样可以进一步确保我们设的电路在理论与实际都可行，使得在制作的过程中少费时间和经历，同时也可以节省制作成本。5.2 实物的制作5.2.1 购买元器件根据所设计的原理图分析各个元器件的参数，并结合市场供货情况选择市场上能购买到的而且价格尽可能便宜的元器件，这样可以减少我们制作的成本，在购买之前要考虑是否能买到全部元件，哪些是买不到的，可以用哪些元件代替等问题。买的时候最怕是忘记买底座的，因为如果直接把芯片焊入电路板中，既容易高温把芯片烧坏，又使芯片不方便反复使用。还有尽量一次把所有元件都买回来，这样省时又省钱。5.2.4 元器件的安装（1）、元器件的安装要遵循一下两个基本原则：a、先焊接跳线 b、元件由矮到高 c、由中心向四周（2）、放置原件时一定要准确，根据装配图所示原件位置将原件插上去，插完同样高度或者同一类型的原件后，对照装配图检查无误后便将其焊接上去。焊接完成以后剪去管脚，再进行下一类型的安装，直到完成。（3） 焊接时应注意的几个问题：a、注意原件参数，分清是否是耐高温，如果不是，则选择适当方法焊接或者用插针安装。b、焊接时尽量远离风扇，以免被风吹导致虚焊。当然风吹不是导致虚焊的唯一原因，所以在焊接时一定要注意。c、焊接时不宜将烙铁放在管脚过长时间，以免一些耐高温的元件也被烧坏。d、在焊接的时候要注意电容、LED、三极管、蜂鸣器等有正负之分的元器件。5.2 调试测试分析及结果当我们制作出电路板后，首先上电，发现显示8.8.8.8.的字样，再断电再上电，显示00.00的字样上电又显示8.8.8.8.的字样了。就是说有时候上电出现8.8.8.8.的错误，有时候上电出现00.00的初始值。然后取在正常情况下的00.00初始状态测试。首先测试循环显示通道功能，数码管的左边第一位从0显示到7，功能实现；然后按S1（循环/单路显示）键，功能可以实现；按S2（通道加1）；功能可以实现；最后单路测试测量电压值与真实值的差别，在测量后发现大于真是值0.00-0.02V范围内，功能实现；可是发现1号通道和2号通道之间出现了一些调换，既1通道测值数码管显示为2通道显示值，2通道测量值数码管显示为1通道显示值，不过把程序稍微改改是，错误就可以纠正过来了。此外空载时的值为1.76，测量记录如表2表2 制作数字电压表与“标准”数字电压表对比测试表标准值4.994.814.714.624.514.414.314.214.08测量值5.004.824.724.644.524.434.334.234.09标准值3.983.853.663.492.992.772.572.051.78测量值4.003.863.683.503.002.782.582.051.78标准值1.351.150.870.710.460.350.160测量值1.351.150.880.700.470.360.170单位（V）第六章 小 结6.1设计感想我和搭档们都很激动的盼着毕业设计的题目赶快发布，我们毕竟已经是毕业班的同学了，都想在没走上工作岗位之前，把学校的事情都解决了再安心的工作。同时我们也想在这最后的一次作业最后一次认真的表现好自己，把自己在学校所学的都发挥出来，让同学老师，以及自己看看自己的成绩。发布之后，我们小队商议。最后得出2个结果，一个是制作数字电压表,一个是制作电子时钟。队长个人比较保守，决定做电子时钟，我个人觉得做电子时钟太没品位，想想我们学单片机已经有一年，到头来却只会做电子时钟，实在有失水准，可是这毕竟是我个人之言，还是要服从大伙的媒妁之言的。 可是经打听，不允许做电子时钟电路，所以最后只好选择制作数字电压表。首先是到图书馆找资料，分配我去。翻了一个下午，终于找到2本参考书了。拿回去大伙看看，你一言我一语，就把思路道出来了。然后是分工合作。买元器件，画图，做电路板。 买元器件的时候是万万不能忘记买芯片底座。然后再看看还有哪些元件买不到，打电话回来问搭档，上网查可否有别的元件代替。不过我们要买的都是常用到的，估算是可以买到的，可行性在计算的范围内。 然后是画电路图，画电路图可是有很多要注意的：(1) 以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元件应均匀整齐紧凑地排