用adc0832设计的两路电压表

1、 陕西理工学院毕业论文毕业设计题 目 用adc0832设计的两路电压表 学生姓名 王进 学号 1110064001 所在院(系) 物理与电信工程学院 专业班级 电信1101 指导教师 杨创华 完成地点 陕西理工学院 用adc0832设计的两路电压表王进（陕理工学院电子信息科学与技术专业1101班级，陕西 汉中 723000）指导教师：杨创华摘要：本设计由a/d转换、数据处理及显示控制等组成，测量05v范围内的输入电压值，由显示器1602显示，最大分辨率0.1v，误差±0.05v。数字电压表的核心为at8051单片机和adc0832 a/d转换集成芯片。数字电压表（digital vo

2、ltmeter）简称dvm，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高，抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与pc进行实时通信。目前，由各种单片a/d转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。于此同时，由dvm扩展而成的各种通用及专用数字仪器，也把电量及非电量测技术提高到崭新水平 关键字：at8051单片机；adc0832；1602液晶显示屏two volt

3、age meter designed by adc0832wang jin（class1101,major electronic information science and technology，shaanxi university of technology，hanzhong 723000，shaanxi）tutor: yang chuanghuaabstract: the design is composed of a/d conversion, data processing and display control, etc., and the input voltage from

4、0 to 5v is measured, and the maximum resolution 0.1v is 1602, and the error is + 0.05v. the core of the digital voltmeter is at8051 microcontroller and a/d adc0832 conversion chip. digital voltage meter (digital voltmeter) referred to as dvm, it is using digital measuring technology, the continuous

5、analog (dc input voltage conversion into a non continuous, discrete digital form and the instrument display. the traditional analog voltage table single function, low precision, unable to meet the needs of the digital age, using the singlechip digital voltage meter, by the high precision, strong ant

6、i-interference ability, expansion and strong, easy to be integrated, but also communicate with the pc in real time. at present, composed of various monolithic a / d converter digital voltage meter, has been widely used in electronic and electrical measurement, industrial automation instrument, autom

7、atic test system, intelligent measurement field, showing a strong vitality. at the same time, the variety of general and special digital instruments made by dvm, also can improve the power consumption and the non - electric measurement technology to a new level.key words: at8051 scm; adc0832; 1602 l

8、cd screen目录引言31数字电压表设计两种方案41.1 由数字电路及芯片构建41.2 由单片机系统及a/d转换芯片构建42原器件介绍42.1单片机805142.1.1 8051单片机引脚图与引脚功能简介42.1.2 8051内部结构52.2 adc0832简介82.3 lcd1602液晶显示屏103设计方案144系统硬件电路的设计144.1 单片机系统144. 2 时钟电路154. 3 复位电路154. 4 led显示电路165软件设计165.1 主程序165.2 a/d转换子程序175.3 显示子程序175.4 总流程图17总结18致谢19参考文献20附录a21仿真图22附录b22程序

9、23引言数字电压表（digital voltmeter）是在50年代初，60年代末发展起来的电压测量仪表，简称为dvm，它运用的是数字化的测量技术，能够把连续的模拟量，也就是连续的电压值转变为不连续的数字量，加以数字处理然后再通过显示器件显示出来。这种电子测量的仪表之所以应用而生，主要是由于，电子计算机的应用逐渐推广到系统的自动控制信实验研究的领域，提出了将各种被观察量或被控制量转换成数码的要求，即为了实时控制及数据处理的需要；另一方面，也是电子计算机的飞速发展，带动了脉冲数字电路技术的进步，为数字化仪表的出现提供了条件。所以，数字化测量仪表的产生与电子计算机的飞速发展是密切相关的；同时，为革

10、新电子测量中的烦锁和陈旧方式也催促了它的飞速发展，如今，它又成为向智能化仪表发展的必要桥梁。如今，数字电压表已取代了绝大部分传统的模拟指针式电压表。因为传统的模拟指针式电压表功能比较单一，精确度低，读数的时候操作也非常不方便，很容易出错。而采用单片机的数字电压表由于测量速度快，精度高，读数时操作也非常的方便，抗干扰能力强，可扩展性强等优点已被广泛的应用于电子及电工的测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域。显示出它具有强大的价值。数字电压表的发展也经历好多的阶段，从伺服步进电子管比较式、谐波式电压表到比较式仪表改进逐次渐近式结构，再到双引伸出阶梯波式，目前实现电压数字化测量的方法仍然

11、模-数（a/d）转换的方法。数字电压表的发展可以说是非常的成熟。数字电压表是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求。采用单片机的数字电压表，具有精度高、抗干扰能力强、可扩展性强、集成方便，可与pc进行实时通信等优点。由数字电压表扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。在现代电子科技的高速发展过程中，微型化、集成化、高密度化以及设备的高精度化已经成为一种长期的趋势，这就要求我们力求使用更精确的设备，其中当然包括测量工具。作为电子测量工具，对电压表的要求也越来

12、越高。新型数字仪表的发展方向主要有五个方面：（1）广泛的采用新技术，不断开发新产品，向模块化发展；（2）显示直观清晰，读数准确；（3）扩展能力强，测量速度快，抗干扰能力强；（4）分辨率高，测量范围宽；（5）输入阻抗高，集成度高，微功耗。1 数字电压表设计两种方案设计数字电压表有多种的设计方法，方案是多种多样的，由于大规模集成电路数字芯片的高速发展，各种数字芯片品种多样，导致对模拟数据的采集部分的不一致性，进而又使对数据的处理及显示的方式的多样性。又由于在现实的工作生活中，电压表的测量测程范围是比较大的，所以必须要对输入电压作分压处理，而各个数据处理芯片的处理电压范围不同，则各种方案的分段也不同

13、。下面介绍两种数字电压表的设计方案。1.1 由数字电路及芯片构建这种设计方案是由模拟电路与数字电路两大部分组成，模拟部分包括输入放大器、a/d转换器和基准电压源；数字部分包括计数器、译码器、逻辑控制器、振荡器和显示器。其中，a/d转换器是它的核心器件，它将输入的模拟量转换成数字量。模拟电路和数字电路是相互联系的，由逻辑控制电路产生控制信号，按规定的时序将a/d转换器中个组模拟开关接通或断开，保证a/d转换正常进行。a/d转换结果通过计数译码电路变换成段码，最后驱动显示器显示出相应的数值。此方案设计其优点是，设计成本低，能够满足一般的电压测量。但设计不灵活，都是采用纯硬件电路。很难将其在原有的基

14、础上进行扩展。1.2 由单片机系统及a/d转换芯片构建这种方案是利用单片机系统与模数转换芯片、显示模块等的结合构建数字电压表。由于单片机的发展已经成熟，利用单片机系统的软硬件结合，可以组装出许多的应用电路来。此方案的原理是模数（a/d）转换芯片的基准电压端，被测量电压输入端分别输入基准电压和被测电压。模数（a/d）转换芯片将被测量电压输入端所采集到的模拟电压信号转换成相应的数字信号，然后通过对单片机系统进行软件编程，使单片机系统能按规定的时序来采集这些数字信号，通过一定的算法计算出被测量电压的值。最后单片机系统将计算好了的被测电压值按一定的时序送入显示电路模块加以显示。此方案不仅能够继承上一种

15、方案的各种优点，还能改进上一种设计方案设计不灵活，难与在原基础上进行功能扩展等不足。2 原器件介绍2.1 单片机80512.1.1 8051单片机引脚图与引脚功能简介图2.1.1 8051引脚图单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和i/o引脚。电源:1 vcc - 芯片电源，接+5v；2 vss - 接地端；时钟:xtal1、xtal2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。控制线:控制线共有4根， 1 ale/prog:地址锁存允许/片内eprom编程脉冲。 ale功能：用来锁存p0口送出的低8位地址。 prog功能：片内有eprom的芯片，在eprom编程期间，此引脚输入 编程

16、脉冲。2 psen:外rom读选通信号。3 rst/vpd:复位/备用电源。 rst（reset）功能：复位信号输入端。 vpd功能：在vcc掉电情况下，接备用电源。4 ea/vpp:内外rom选择/片内eprom编程电源。 ea功能：内外rom选择端。 vpp功能：片内有eprom的芯片，在eprom编程期间，施加编程电源vpp。i/o线 :80c51共有4个8位并行i/o端口：p0、p1、p2、p3口，共32个引脚。p3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。2.1.2 8051内部结构内部结构可划分为cpu，存储器，并行口，串行口，定时器/计数器和中断逻辑几部分。

17、（1） 中央处理器8051的中央处理器cpu由运算器和控制逻辑构成。其中包括若干特殊功能寄存器（sfr）。a 以alu为中心的运算器运算逻辑单元alu能对数据进行加减乘除等算术运算和“与”“或”“异或”等逻辑运算以及位操作运算。alu只能进行运算，运算的操作数可以事先存放在累加器acc或暂存器tmp中，运算结果可以送回acc或通用寄存器或储存单元中。累加器acc也可以写为a。b寄存器在乘法指令中用来存放乘数，在除法指令中用来存放除数，运算后b中为部分运算结果。 程序状态字psw是8位寄存器，用来寄存本次运算的特征信息，用到其中的七位，下面是其各位的定义：cy：进位标志，有进位或借位时，cy=1

18、；否则cy=0.ac：半进位标志，当d3位向d4位产生借位或进位时，ac=1；否则ac=0；常用于十进制调整运算中。f0：用户可设定的标志位，可置位或复位，也可供测试。rs1，rs0：4个通用寄存器组的选择位，该两位的4种组合状态用来选择03寄存器组。rs1、rs0与工作寄存器组的关系如图表所示表2.1.2 rs1、rs0与工作寄存器的关系rs1rs0工作寄存器组rs1rs0工作寄存器组000组（00h07h）102组（10h17h）011组（08h0fh）113组（18h1fh）ov: 溢出标志，当带符号数运算结果超出-128+127范围时，ov=1，；否则ov=0;当无符号数乘法结果超过2

19、55时，或者当无符号数除法的除数为0时，ov=1；否则ov=0.p：奇偶校验标志，每条指令执行完，若a中1的个数为奇数时，p=1，即奇校验方式；否则p=0，即偶校验方式。psw的格式如图所示表2.1.3 psw的格式d0d7d6d5d4d3d2d1pcyacf0rs1rs0ov-b 控制器、时钟电路和基本时序周期控制逻辑主要包括定时和控制逻辑、指令寄存器、译码器以及地址指针dptr和程序计数器pc等。 单片机是程序控制式计算机，它的运行过程是在程序控制下逐条执行程序指令的过程，即从程序存储器中取出指令送到指令存储器ir中,然后指令译码器id进行译码，译码产生一系列符合定时要求的微操作信号，用以

20、控制单片机各部分动作。8051的控制器在单片机内部协调各功能部件之间的数据传送、数据运算等操作，并对单片机发出若干控制信息。这些控制信息有的使用专门的控制线如psen、ale、ea以及rst；也有一些是与p3口的某些端子合用，如wr和rd就是p3.6和p3.7。b1、 8051的时钟时钟是时序的基础，8051片内由一个反向放大器构成振荡器，可以由它产生时钟。时钟可以由两种方式产生，即内部方式和外部方式。b2 、8051的基本时序周期1条 指令译码产生的一系列微操作信号在时间上有严格的先后次序，这种次序就是计算机的时序。振荡周期：指振荡源的周期，若为内部产生方式，则为石英体的振荡周期。时钟周期：

21、（称s周期）为振荡周期的两倍，时钟周期=振荡周期p1+振荡周期p2机器周期：一个机器周期含6个时钟周期（s周期）。指令周期：完成一条指令占用的全部时间。8051的指令周期含14个机器周期。 其中多数为单周期指令，还有2周期和4周期指令。b3,、指令部分程序计数器pc：8051的pc：8051的pc是16位的计数器。其内容为才下一条待执行指令的地址，可寻址范围64kb。 指令寄存器ir：ir用来存放当前正在执行的指令。指令译码器id：id对ir中指令操作码进行分析解释，产生相应的控制信号。数据指针dptr：dptr是16位地址寄存器，即可以用于寻地址外部存储器，也可以寻地址外部程序存储器中的表格

22、数据。dptr可以寻址64kb地址空间。（2） 存储器组织8051单片机的存储器结构特点之一是将程序存储器和数据存储器分开，并有各自的寻址机构和寻址方式。这种结构的单片机成为哈佛结构单片机。该结构与通用微机的存储器结构不同。一般微机只有一个存储器逻辑空间，可随意安排rom和ram，访存时用同一种指令。这种结构称为普林斯顿型。8051单片机在物理上有4个存储空间：片内程序存储器和片外程序存储器；片内数据存储器和片外数据存储器。8051内有256字节数据存储器ram和4kb的程序存储器rom。还可以在片外扩展rom和ram，并且各有64kb的寻址范围，也就是最多可以在外部扩展2*64kb存储器。数

23、据存储器ram也有64kb寻址区，在地址上与rom是重叠的。8051通过不同的信号来选通rom或ram：当外部rom取指令时，用选通信号psen；当从外部ram读写数据时，采用读写信号rd或wr来选通。因此，不会因地址重复而出现混乱。8051的ram虽然字节数不是很多，但却起着十分重要的作用。256字节被分为两个区域：00h7fh是真正的ram区，可以读写各种数据；而80hffh是专门用于特殊功能寄存器（sfr,special function register）的区域。对于8051安排了21个特殊功能寄存器；对于8052安排了26个特殊功能寄存器。每个寄存器为8位，所以实际上128字节并没有

24、完全利用。对于片内ram的低128字节（00h7fh），还可以分为三个区域。第一个区域从00h1fh安排了4组工作寄存器，每组占用8个ram字节，记为r0r7。在某一时刻，cpu只能使用其中一组工作寄存器，工作寄存器组的选择则由程序状态寄存器psw中的两位来确定。第二个区域是可位寻址区，占用20h2fh，共16字节（128位）。这个区域除了可以作为一般的ram单元进行读写外，还可以对每个字节的每一位进行操作，并且对这些位都规定了固定的位地址：从20h单元的第0位到2fh单元的第七位止共128位，用位地址00h7fh分别与之对应。对于需要进行按位操作的数据，可以存放到这个区域。第三个区域就是一般

25、的ram，地址为30h7fh2.2 adc0832简介1功能特点adc0832是ns(national semiconductor)公司生产的串行接口8位a/d转换器，通过三线接口与单片机连接，功耗低，性能价格比较高，适宜在袖珍式的智能仪器仪表中使用。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。芯片具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。独立的芯片使能输入，使多器件连接和处理器控制变得更加方便。通过di 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。其主要特点如下：8位分辨率，逐次逼近型，基准电压为5v；5v单电源

26、供电；输入模拟信号电压范围为05v；输入和输出电平与ttl和cmos兼容；在250khz时钟频率时，转换时间为32us；具有两个可供选择的模拟输入通道；功耗低，15mw。图2.2 adc0832引脚图2.外部引脚及其说明adc0832有dip和soic两种封装，dip封装的adc0832引脚排列如图2.2所示。各引脚说明如下：cs片选端，低电平有效。ch0，ch1两路模拟信号输入端。di两路模拟输入选择输入端。do模数转换结果串行输出端。clk串行时钟输入端。vcc/ref正电源端和基准电压输入端。gnd电源地。3.单片机对adc0832 的控制原理一般情况下adc0832与单片机的接口应为4

27、条数据线，分别是cs、clk、do、di。但由于do端与di端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将do和di 并联在一根数据线上使用。当adc0832未工作时其cs输入端应为高电平，此时芯片禁用，clk 和do/di 的电平可任意。当要进行a/d转换时，须先将cs端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端clk提供时钟脉冲，do/di端则使用di端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲到来之前di端必须是高电平，表示启动位。在第2、3个时钟脉冲到来之前di端应输入2位数据用于选择通道功能，其功能项见表2.2

28、。表2.2 adc0832配置位输入形式 配置位选择通道ch0ch1choch1差分输入00+-01-+单端输入10+11+如表2.2所示，当配置位2位数据为1、0时，只对ch0 进行单通道转换。当配置2位数据为1、1时，只对ch1进行单通道转换。当配置2位数据为0、0时，将ch0作为正输入端in+，ch1作为负输入端in-进行输入。当配置2位数据为0、1时，将ch0作为负输入端in-，ch1 作为正输入端in+进行输入。到第3个时钟脉冲到来之后di端的输入电平就失去输入作用，此后do/di端则开始利用数据输出do进行转换数据的读取。从第4个时钟脉冲开始由do端输出转换数据最高位d7，随后每一

29、个脉冲do端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据d0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个时钟脉冲输出d0。随后输出8位数据，到第19 个脉冲时数据输出完成，也标志着一次a/d转换的结束。最后将cs置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了。图2.3为adc0832时序图。图2.3 adc0832时序图正常情况下adc0832 与单片机的接口应为4条数据线，分别是cs、clk、do、di。但由于do端与di端在通信时并未同时使用并与单片机的接口是双向的，所以在i/o口资源紧张时可以将do和di并联在一根数据线上使用。当adc083

30、2未工作时其cs输入端应为高电平，此时芯片禁用，clk 和do/di 的电平可任意。当要进行a/d转换时，须先将cs使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟（clk）输入端输入时钟脉冲，do/di端则使用di端输入通道功能选择的数据信号。在第一个时钟脉冲的下沉之前di端必须是高电平，表示启始信号。在第二、三个脉冲下沉之前di端应输入两位数据用于选择通道功能。通道地址通道工作方式说明sgl/difodd/sign0100+-差分方式01-+10+单端输入方式11+图2.3通道地址设置表如图2.3所示，当此两位数据为“1”、“0”时，只对ch0

31、进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时，只对ch1进行单通道转换。当两位数据为“0”、“0”时，将ch0作为正输入端in+，ch1作为负输入端in-进行输入。当两位数据为“0”、“1”时，将ch0作为负输入端in-，ch1 作为正输入端in+进行输入。到第三个脉冲的下降之后di端的输入电平就失去输入作用，此后do/di端则开始利用数据输出do进行转换数据的读取。从第4个脉冲下降沿开始由do端输出转换数据最高位data7，随后每一个脉冲的下降沿do端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据data0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节

32、的下降沿输出data0。随后输出8位数据，到第19 个脉冲时数据输出完成，也标志着一次a/d转换的结束。最后将cs置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了。作为单通道模拟信号输入时adc0832的输入电压是05v且8位分辨率时的电压精度为19.53mv，即（5/256）v。如果作为由in+与in-输入的输入时，可是将电压值设定在某一个较大范围之内，从而提高转换的宽度。但值得注意的是，在进行in+与in-的输入时，如果in-的电压大于in+的电压则转换后的数据结果始终为00h。图2.4 lcd1602引脚图2.3 lcd1602液晶显示屏1602采用标准的16脚接口，其中： 第1脚：

33、vss为电源地第2脚：vcc接5v电源正极第3脚：v0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高(对比度过高时会 产生“鬼影”，使用时可以通过一个10k的电位器调整对比度)。第4脚：rs为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。第5脚：rw为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。第6脚：e(或en)端为使能(enable)端,高电平(1)时读取信息，负跳变时执行指令。第714脚：d0d7为8位双向数据端。第1516脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。lcd显示模块lcd显示器分为字段显示和字符显示两种。

34、其中字段显示与led显示相似，只要送对应的信号到相应的管脚就能显示。字符显示是根据需要显示基本字符。本设计采用的是字符型显示。系统中采用lcd1602作为显示器件输出信息。与传统的led数码管显示器件相比，液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等优点，而且不需要外加驱动电路，现在液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的显示器件了。lcd1602可以显示2行16个汉字。lcd1602的引脚功能lcd1602模块的引脚如图3.4.1所示，其引脚功能如下：rs：数据和指令选择控制端，rs=0命令状态；rs=1数据r/w：读写控制线，r/w=0写操作；r/w=1读操作a：背光控制正电源 k：背

35、光控制地e：数据读写操作控制位，e线向lcd模块发送一个脉冲，lcd模块与单片机间将进行一次数据交换db0db7：数据线，可以用8位连接，也可以只用高4位连接，节约单片机资源。vdd：电源端 vee：亮度控制端（1-5v） vss：接地端图2.5 1602模块lcd1602的显示操作1四种基本操作lcd有四种基本操作，具体如表2.4所示。表2.4lcd与单片机之间有四种基本操作rsr/w操作00写命令操作(初始化，光标定位等)01读状态操作(读忙标志位)10写数据操作(要显示内容)11读数据操作(可以把显示存储区中的数据反读出来)(1)读状态字图2.6读入状态字流程执行读状态字操作，如表3-1

36、满足rs=0，r/w=1。根据管脚功能，当为有效电平时，状态命令字可从lcd模块传输到数据总线。同时可以保持一段时间，从而实现读状态字的功能。读状态字流程如图2.6所示。 (2)命令字表3-2所示为命令字，其主要介绍了指令名称、控制信号及控制代码。其指令名称是指要实现的功能；控制代号是采用的十六进制的数值表示的。1）清零操作是指输入某命令字后即能将整个屏幕显示的内容全部清除；2）归home位：将光标送到初始位；其中的号为任意，高低电平均可；3）输入方式：设光标移动方向并指定整体显示，是否移动。i/d=0：减量方式，s=1：移位方式，s=0：不移位；4）显示状态：d指设置整体显示开关；c指设置光

37、标显示开关；b指设置光标的字符闪耀；5）光标画面滚动：r/l指右移或左移；s/c指移动总体或光标；6）功能设置：dl接口数位，l指显示行数，f显示字型；如dl=1：8位=0，4位n=1：2行=0：1行，g=1：5×10=0：5×7(点阵)7）cgram地址设制：相当于一个数据库，可以在其中选择所需要的符号；8）ddram地址设制：显示定位；9）读bf和ac：b为最高位忙的标志，f为标志位；10）写数据：将数据按要求写入到对应的单元；11）读数据：读相应单元内的数据；表2.5 命令字指令名称控制信号控制代码rsrwd7d6d5d4d3d2d1d0清屏0000000001归ho

38、me位000000001*输入方式设制00000001i/ds显示状态设制0000001dcb无标画面滚动000001s/crl*功能设置00001dlnf*cgram地址设制0001a5a4a3a2a1a0ddram地址设制001a6a5a4a3a2a1a0读bf和ac01bfac6ac5ac4ac3ac2ac1ac0写数据10数 据读数据11数 据(3)写命令字图2.7写命令字流程图由表5可知当rs=0，r/w=0时，才可以通过单片机或用户指令把数据写到lcd模块，此时就对lcd进行调制。可采用查询方式：先读入状态字，再判断忙标志位，最后写命令字。图2.7所示为写命令字的流程图。（1）定义

39、光标位置显示数据的某位，就是把显示数据写在相应的ddram地址中，ddram地址占7位。setddramaddress命令如表5所示。光标定位，写入一个显示字符后，ddram地址会自动加1或减1，加或减由输入方式设置。表6set ddram address命令第1行ddram地址与第2行ddram地址并不连续，如表2.6所示。表2.6rsr/wdb7db6db5db4db3db2db1db0001ac6ac5ac4ac3ac2ac1ac0表2.7row12345141516line180h81h82h83h84h8dh8eh8fhline20c0h0c1h0c2h0c3h0c4h0cdh0ce

40、h0cfhlcd初始化从通电开始延时，先经过判忙后再进行功能设置，过一段时间后可以设制显示状态（如设制行、位或阵列）再经过延时清屏后才可以设置输入方式，具体实现过程如图2.8所示。图2.9 lcd显示程序流程图图2.8 lcd初始化流程图lcd显示程序设计lcd显示程序的设计一般先要确定lcd的初始化、光标定位、确定显示字符后，显示流程如图2.9。3设计方案基本功能：电压测量范围05v；能用数码管显示电压值；采集电压的大小(保留小数点后3位)；整个电压采集显示过程通过两个按键控制启动和停止;系统具有复位功能。根据上述，我们选择单片机与a/d转换芯片结合的方法实现本设计。使用的基本元器件是：at

41、8051单片机，ad0832模数转换芯片，数字电压表的内部核心部件是a/d转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度。硬件电路设计由6个部分组成; a/d转换电路，at8051单片机系统，1602显示系统、时钟电路、复位电路及测量电压输入电路。设计的基本框图如下图3.1总设计框图4系统硬件电路的设计硬件电路系统模块的设计根据上述选择的各元器件，各电路模块的电路图如下描述4.1单片机系统单片机最小系统包括晶振电路，复位电路，电源。其原理图如图4.1：图4.1 单片机系统4.2 时钟电路xtal1是片内振荡器的反相放大器输入端，xtal2则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加

42、到xtal1，而xtal2悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12mhz，时钟频率就为6mhz。晶振的频率可以在1mhz-24mhz内选择。电容取30pf左右。系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路如下（图4.2）所示：图4.2 时钟电路4.3 复位电路由电容串联电阻构成,由图并结合"电容电压不能突变"的性质,可以知道,当系统一上电,rst脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的rc值来决定.典型的51单片机当rst脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合rc的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书推荐c 取1

43、0u,r取8.2k.当然也有其他取法的,原则就是要让rc组合可以在rst脚上产生不少于2个机周期的高电平.至于如何具体定量计算,可以参考电路分析相关书籍.复位电路如下（图4.3）所示。图4.3 复位电路4.4 led显示电路本项目所用显示屏为4位led显示屏。本led显示器为8段（dp为小数点段），每一段为一个发光二极管。发光二极管有共阳极和共阴极两种。本显示器的发光二极管为共阳极数码管。发光二极管的阳极连接在一起，通常在此共阳极接正电压，当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。通过给led显示器提供不同的代码，是这些不同的led显示器相应的段发光显示不同的字型，这

44、些代码称为段码。本项目所用段码值如下所示：表4.4 段码显示字符0123456789共阳极段码0x030x9f0x250x0d0x990x490x410x1f0x01095软件设计多路数字电压表的系统软件程序由主程序、a/d转换子程序和显示子程序组成。5.1主程序主程序包含初始化部分、调用a/d转换子程序和调用显示程序，如图5.1所示。初始化部分包含存放通道数据缓冲区初始化和显示缓冲区初始化。图 5.15.2 a/d转换子程序a/d转换子程序用于对adc0832的8路输入模拟电压进行a/d转换，并将转换的数值存入8个相应的存储单元中。a/d转换子程序每隔一定时间调用一次，即隔一段时间对输入电压

45、采样一次5.3 显示子程序1602显示器采用软件译码动态扫描方式。在显示子程序中包含多路循环显示和单路显示程序。多路循环显示把8个存储单元的数值依次取出送到4位数码管上显示，每一路显示1秒。单路显示程序只对当前选中的一路数据进行显示。每路数据显示需经过转换变成十进制bcd码，放于4个数码管的显示缓冲区中。单路显示或多路循环显示通过标志位00h控制。在显示控制程序中加入了对单路或多路循环按键和通道选择按键的判断。5.4 总流程图图5.4软件流程在本设计实验里面单片机是对adc0832的控制，在正常情况下adc0832与单片机的接口应为4条数据线，分别为cs,clk,do.di。但由于do端与di

46、端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时将do和di端并联在一根数据线上使用。当adc0832未工作时，cs端输入端为高电平，此时芯片禁用，clk和di/do的电平可任意。当进行a/d转换时，必须将cs使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端clk输入时钟冲，do/di端则使用di端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前di端必须是高压平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前di端输入2用于选择通道功能。当此2位数据位“1”“0”时，只对cho进行单通道转换。当2位数据为“1”、“”时，只对ch1

47、进行单通道转换。当2位数据位“0”、“0”时，将cho作为正输入端in+，ch1作为负输入端in进行输入。当2位数据位“0”、“1”时，将cho作为负输入端in-，ch1作为正输入端in+进行输入。到第3个脉冲的下沉之后di端的输入电平就失去输入作用，此后do/di端则开始利用数据输出do进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由do端输出转换数据最高位data7，随后每一个脉冲下沉do端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据datao。一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出一个相反字节的数据，即从第11个字节的下沉输出datao。随后输出8位数据，到第19个脉冲时输出完成。也

48、标志着一次a/d转换的结束。最后将cs置高平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了总结由于本设计使用的是高效的51系列单片机作为核心的测量系统，以及高精度，高速度，高抗干扰的a/d转换器。使得本直流电压表具体精度高，灵敏度强，性能可靠，电路简单，成本低的特点。因为平时所需要测量的被测电压的电压值不是一个定值，多多少少都有一些微小的变化。因此本设计为之增加了可测5秒内平均电压的电压值。大大的提高了测量的准确性。使直流电压表有着较高的智能水平。此设计是单片机应用系统的开发性实验。通过此设计可知在单片机系统开发过程应注意以下事项。1）硬件的选择。选择适合设计目地的元器件是一个重要的方设计环节。

49、不能以元器件是否是最高性能作为选择元器件的标准。往往高性能器件的价格也是较高的。应根据项目设计的需要选择元器件，能够满足设计需要作为标准选择元器件。2）因为单片机系统设计是硬件和软件相结合的设计，所以系统和硬件和软件必须紧密配合，协调一致。应不断调整硬软件设计，以提高系统工作效率。单片机的应用如今已经是在工业，电子等方面展示出了它的优越性，利用单片机在设计电路逐渐成了趋势，它与外围电路再加上软件程序就可以构建任意的产品，使得本设计成为现实。随着单片机的日益发展，它必将在未来显示出更大的活力，为电子设计更多精彩。对于数字电压表而言，功能将会越来越强大。致谢通过这一阶段的努力，我的毕业论文数字电压

50、表终于完成了，这意味着大学生活即将结束。在大学阶段，我在学习上和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。时光的流逝也许是客观的，然而流逝的快慢却纯是一种主观的感受。当自己终于可以从考研、找工作、毕业论文的压力下解脱出来，长长地吁出一口气时，我忽然间才意识到，原来四年已经过去，到了该告别的时候了。一念至此，竟有些恍惚，所谓白驹过隙、百代过客云云，想来便是这般惆怅了。可是怅然之后，总要说些什么。大学四年，生活其实很简单，只是一些读书、写字和考试的周而复始。如果把这种单调的生活看作一场场循环的演出，提供那么我只是一个安静的演员。这篇毕业论文也称不上什

51、么精彩的台词，只不过是这种循环演出即将告一段落时的谢幕词。但是无论多么蹩脚的演员，无论台下有多少观众，即使是只说给自己听，在他谢幕时也总要感激一些人，是这些人帮助他走上舞台，成功或者不那么成功地“演出”。我在这里首先要感谢的是我的学位论文指导老师杨创华老师。这篇毕业论文从开题、资料查找、修改到最后定稿，如果没有他的心血，尚不知以何等糟糕的面目出现。我很自豪有这样一位老师，他值得我感激和尊敬。感谢和我共度四年美好大学生活的2011级物理与电信工程学院电信1101班的全体同学。感谢物电学院的所有授课老师，你们使我终身受益。感谢所有关心、鼓励、支持我的家人、亲戚和朋友。参考文献1 彭伟 单片机c语言

52、程序设计实训100例基于8051+proteus仿真 m.北京：电子工业出版社,2009 2 郭天祥51单片机c语言教程入门、提高、开发、拓展全攻略 m.北京：电子工业出版社,20093 蓝和慧等 新版大学生电子设计竞赛单片机应用技能指导 m.北京：电子工业出版社,20134 李建忠.单片机原理及应用（第三版）m.西安:西安电子科技大学出版社,2013.5 谭浩强.c程序设计(第二版)m.北京:清华大学出版社,19996张毅刚.单片机原理及应用m.北京：高等教育出版社，20097 张洪润等 单片机应用设计200例（上册，下册）m.北京：北京航空航天大学出版社,20068 李学礼.基于prote

53、us的8051单片机实例教程m.北京：电子工业出版社，20089 bao f., deng r. h., mao w. efficient and practical fail exchange protocols with off-line ttp a. proc of the 1998 ieee symposium on security and privacy c. oakland: ieee computer press, 1998.10v. p. kotel'nikov , digital voltmeter measuring circuits with parallel potential dividers. ：j.measurement techniques(if 0.291), 1964, vol.5 (10)springer11w, design of digital control dc voltage source based on at89c52 mcu.j.applied mechanics