基于AT89C51单片机的简易数字电压表设计

基于AT89C51单片机的简易数字电压表设计

摘要

本论文给出基于单片机的简易数字电压表设计，控制系统采用AT89C51单片机,A/D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。数字电压表可以测量0～5V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。

关键词：数字电压表；单片机；AT89C51；ADC0809；

1引言

数字电压表（DigitalVoltmeter）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。与此同时，由DVM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。

数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础,电压表的数字化是将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示,这有别于传统的以指针加刻度盘进行读数的方法,避免了读数的视差和视觉疲劳。目前数字电压表的内部核心部件是A/D转换器,转换器的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度,本文A/D转换器采用ADC0809对输人模拟信号进行转换,控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算和处理,最后驱动输出装置显示数字电压信号。

数字式电压表是由高阻抗电压表头与分压电路组成的。数字式电压表头的等效输入电阻通常在200M欧以上，满量程时所流经的电流通常在1皮安左右。以上述表头制成的数字式电压表，满量程时所流经的电流与量程有关，通常在1皮安至100微安之间。数字电压表(数字面板表)是当前电子、电工、仪器、仪表和测量领域大量使用的一种基本测量工具有关数字电压表的书籍和应用已经非常普及了。

数字电压表的设计和开发,已经有多种类型和款式。传统的数字电压表各有特点,它们适合在现场做手工测量,要完成远程测量并要对测量数据做进一步处理,传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表,既可以完成测量数据的传递,又可借助PC,做测量数据的处理。所以这种类型的数字电压表无论在功能和实际上,都具有传统数字电压表无法比拟的特点,这使得它的开发和应用具有良好的前景。

本系统用单片机AT89C51构成数字电压表控制系统,具有精度高、速度快、性能稳定和电路简单且工作可靠等特点,具有很好的使用价值。

课题需要完成的任务：

简易数字电压表可以测量0～5V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。测量最小分辨率为0.019V,测最误差约为0.02V。课题的具体要求如下：

1、方案总体设计

2、控制系统硬件电路设计（显示采用四位数码管）

3、软件流程图设计，汇编程序编写

4、电气原理图的绘制

5、毕业设计小结。

课题计划：

2009.2.16~2009.2.28

查阅相关资料，完成文献综述；

可行性方案分析，构思初步方案。

2009.3.1~2009.3.13

论述并确定最佳设计方案；

学习硬件开发软件、单片机开发软件。

2009.3.14~2009.4.10

设计硬件电路，编制软件程序，联机调试；

撰写毕业论文。

2009.4.10~2009.4.16

完善毕业论文，并做答辩准备。

毕业设计说明书目录

摘要

15

1引言

15

2方案论证

15

2.1方案一

15

2.2方案二

16

3各电路设计和论证

16

3.1电源电路设计和论证

16

3.1.1方案一

16

3.1.2方案二

17

3.2A/D转换部分

18

3.3显示部分

19

3.3.174LS48的介绍

19

3.3.2数码管介绍

22

3.3.3数码管显示图

22

4软件设计

23

4.1程序流程

23

4.1.1系统主程序流程图

23

4.1.2显示子程序流程图

24

4.1.3A/D转换测量子程序流程图

26

4.2程序

26

4.2.1主程序

26

4.2.2各子程序

28

5软硬件系统的调试

31

5.1硬件调试

31

5.2软件调试

31

5.3软硬联调

31

6附录（电路图）

32

7参考文献