简易数字电压表.doc

题 目 基于51单片机的简易数字电压表的设计摘要本文给出以AT89C52芯片和ADC0809芯片完成一个简易的数字电压表，能够对输入的05 V的模拟直流电压进行测量，并通过7段LED数码管进行显示，测量误差约为0.02 V。该电压表的测量电路主要由三个模块组成：A/D转换模块、数据处理模块及显示控制模块。A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，数据处理则由芯片AT89C52来完成，显示模块主要由7段数码管及相应的驱动芯片组成，显示测量到的电压值。关键词：简易数字电压表、ADC0809、AT89C52目录1.系统描述：12、硬件框图及其描述：22.1硬件框图22.2硬件简介32.2.1A/D转换模块32.2.2单片机控制模块42.2.3显示控制模块43、软件框图及简介63.1初始化程序63.2主程序63.3显示子程序63.4A/D转换器测量子程序74、系统硬件图片8参考文献9II基于AT89C51单片机的简易数字电压表的设计1.系统描述：本实验采用AT89c51单片机芯片配合ADC0809模/数转换芯片构成一个简易的数字电压表，该电路通过ADC0809芯片采样输入口IN0输入的05 V的模拟量电压，经过模/数转换后，产生相应的数字量，经过其输出通道D0D7传送给AT89c51芯片的P0口。AT89c51负责把接收到的数字量，经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示段码，并通过其P1口再传送给数码管。同时它还通过其三位I/O口P3.0、P3.1、P3.2、P3.3产生位选信号，控制数码管的亮灭。另外，AT89c51还控制着ADC0809的工作。其ALE管脚为ADC0809提供了1MHz工作的时钟脉冲；P2.3控制ADC0809的地址锁存端(ALE)；P2.4控制ADC0809的启动端(START)；P2.5控制ADC0809的输出允许端(OE)；P3.7控制ADC0809的转换结束信号(EOC)。该电压表的测量电路主要由三个模块组成：A/D转换模块、数据处理模块及显示控制模块。A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，数据处理则由芯片AT89C52来完成，显示模块主要由7段数码管及相应的驱动芯片组成，显示测量到的电压值。2、硬件框图及其描述：本系统采用AT89C51单片机作控制器，整个电路主要由单片机控制及其接口电路、显示电路、转换电路等部分组成。将AD转换的测量值送给CP，然后通过串口(采用RS232通信标准)送给单片机存储并进行显示处理。2.1硬件框图系统硬件框图2.2硬件简介数字电压表主要由模/数转换电路、单片机控制电路、显示电路等三部分组成。其中ADC0804等器件组成的转换电路，将输入的模拟量信号进行取样、转换、然后将转换的数字信号送进单片机。单片机控制电路主要实现对数据进行程序处理；显示电路主要用于将单片机的信号数据转换后显示测量结果。2.2.1A/D转换模块所谓AD转换器就是模拟和数字转换器（ADC），是将输入的模拟信号转换成数字信号的器件。信号输入端可以是传感器或转换器的输入端，而ADC的数字信号也可能提供给微处理器，以便广泛应用。A/D转换模块的硬件设计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。ADC0809芯片有28条引脚，下面说明各引脚功能。IN0IN7：8路模拟量输入端。2-12-8：8位数字量输出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。START： AD转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。EOC： AD转换结束信号，输出，当AD转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当AD转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。2.2.2单片机控制模块主要是AT89C51，用于信号的控制和处理显示。采用ROM芯片存储LED显示屏要显示的信息，采用ROM芯片可以长时间的存储信息，而且掉电数据不丢失，此种方式适合于存储不变的数据2.2.3显示控制模块显示模块由7段数码管构成，采用动态扫描显示方式。AT89C51的P1口低4位直接与译码电路的BCD码输入端连接，输出的BCD码信号，通过译码器译码输出七段显示码，直接与数码管的ag笔端相连。AT89C51的P1口高4位输出的地址码经三极管接数码管的公共端，作为四位数码管显示的地址控制线进行分时选通，数码显示电路的作用是显示测量输入电压。使用普通LED数码管时，工作电流一般选择在10mA/段左右，这样既保证亮度适中，又不会损坏器件，故使用时必须在数码管的每段中串接一个适当阻值的限流电阻。93、软件框图及简介3.1初始化程序系统上电时，初始化程序主要用来执行70H77H内存单元清0和P2口置0等准备工作。3.2主程序在刚上电时，系统默认为循环显示8个通道的电压值状态。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。主程序流程图如下所示：3.3显示子程序显示子程序采用动态扫描实现4位数码管的数值显示。测量所得的A/D转换数据放在70H77H内存单元中，测量数据在显示是须经过转换为十进制BCD码放在78H7BH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。3.4A/D转换器测量子程序A/D转换器测量子程序用来控制对ADC0809的8路模拟输入电压的A/D转换，并将对应的数值移入70H77H内存单元。A/D转换测量子程序程序流程图如下所示：4、系统硬件图片参考文献1 楼然苗.单片机课程设计指导 .北京航空航天大学出版社2 谭浩强. C程序设计教程.清华大学出版社3 徐伟.单片机快速入门.北京航天航空大学出版社4 谢云，易波，刘冰茹，王春茹.现代电子技术实践课程指导M.北京：机械工业出版社，2003.5 赵学泉，延明，李绍胜.电子电路实验技术M.北京：北京邮电大学出版社，1998.6 实验科学与技术 Experiment Sc