基于单片机的数字电压表的毕业设计

1、数字电压表的设计摘要本文介绍了基于单片机的简单数字电压表的设计。本设计主要包括三个模块：A/D转换模块、数据处理模块和显示模块。A/D转换主要由芯片ADC0808完成，该芯片将收集的模拟转换为相应的数值，并将其发送到数据处理模块。数据处理由芯片AT89C51执行，其作用是通过一定的数据处理将ADC0808发送的数字量发送到显示模块以进行显示。它还控制ADC0808芯片操作。该系统的数字电压表电路使用方便，组件少，成本低，测量精度高，可靠性高。该数字电压表可测量0-5V的单向模拟直流输入电压值，并可通过四重七段数字管显示。关键词单片机；数字电压表；A/D转换；AT89C51；ADC0808des

2、ign of simple digital voltmeter based on single-chip micro controller硫胺素gmingabstract this paper which introductes a kind of simple digital voltmeter is based on single-chip microcontroller design。the circuit of the voltage mete R is mainly conisted of three mould pieces : a/d converging mould piece

3、，a/d converging is mainly commydata processing is Mainly completed by the at89c 51 chip，it processes the data producted by the ADC 0808 chip and generates the right manifestationalso，the at89c 51 chip controls the ADC 0808 chip to work。the voltmeter features in simple electrical circuit，lower use of

4、 elements，low cost，moreover，Its measuring precision And relalationKeywords single-chip微控制器；Digital voltmetera/D converter；AT89C51ADC0808列表1简介12设计整体方案22.1设计要求22.2设计理念22.3设计方案23硬件电路设计33.1 A/D转换模块33.2单片机系统73.3重置电路和时钟电路93.4 LED显示系统设计113.5完整电路设计134编程154.1编程一般程序154.2系统子程序设计155模拟175.1软件调试175.2显示结果和错误分析17结论

5、20参考文献21附录程序代码22审计25引言1电量测量中，电压、电流和频率是最基本的三种测量，其中电压量的测量最频繁。随着电子技术的发展，更经常需要测量高精度电压，因此数字电压表成为必不可少的测量仪器。DVM(也称为数字电压表)是使用数字测量技术将连续的模拟卷转换成离散数字形式并显示的米。数字仪器广泛使用，因为读数准确、方便、准确度高、误差小、测量速度快。传统的针秤电压表由于单功能、低进展速度而产生时差和视觉疲劳，不能满足数字时代的要求。使用单片机的数字电压表，将连续模拟卷(例如直流电压)转换并显示为离散的离散数字形式，准确、抗干扰、高可扩展性、集成方便，可以与PC机实时通信。数字电压表是许多

6、数字仪表的核心和基础。以数字电压表为核心，可扩展到各种通用数字仪表、专用数字仪表和各种非电气数字仪表。目前需要全面深入地了解由各种单片机和A/D转换器组成的数字电压表。近几十年来，随着半导体技术、集成电路(IC)和微处理器技术的发展，数字电路和数字测量技术也有了很大的发展，促进了数字电压表的快速发展，新类型4不断出现。数字电压表自1952年出台以来，首次从使用继电器、管、形态发展到现在全固态、集成(IC)的过程，另一方面精度为0.01%-0.005%。目前数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换精度对数字电压表的准确度有很大影响，因此以后数字电压表的发展主要集中在高精度和低成本两个方面3。

7、本文主要研究了由三个主要模块组成的简单数字直流电压表的设计：转换模块、数据处理模块和显示模块。其中，A/D转换使用ADC0808转换输入模拟信号，控制核心AT89C51，然后计算转换结果，最后，驱动器输出设备LED显示数字电压信号11。2完整方案设计2.1设计要求使用MCS-51系列微控制器作为核心设备，配置简单的直流数字电压表。可以使用单向模拟输入测量0-5V之间的直流电压值。电压显示用4位LED数码管至少可以显示2个小数点。使用尽可能少的组件。2.2设计理念根据设计要求，选择AT89C51单片机作为核心控制单元。A/D转换使用ADC0808完成，与单片机的接口是P1端口和P2端口上的高4位

8、针脚。电压显示4位LED数码管。并行端口P0上生成的并行LED代码的段代码输入：输入位代码，并行端口P2上4位低。2.3设计硬件电路设计包括六个部分。A/D转换电路、AT89C51微控制器系统、LED显示系统、时钟电路、重置电路和测量电压输入电路。硬件电路设计框图如图1所示。时钟电路重置电路A/D转换电路测量电压输入显示系统AT89C51P1P2P2P0图1数字电压表系统硬件设计框图3硬件电路设计3.1 A/D转换模块实际物理量是模拟/数字转换器(A/D转换器)、A/D转换器是单芯片数据采集系统的核心接口电路，根据各种A/D芯片的转换原理，可以分为连续近似、双积分等。双集成A/D转换器具有抗干

9、扰能力、转换精度高、价格低等优点。比2积分更快的连续近似A/D转换(例如ADC0809、ADC0808等)，通常具有连接到单片机系统的8路模拟门控开关和地址解码、锁定内存电路等，以进行分析和显示。n位连续近似A/D转换器仅比较n次，转换时间仅取决于比特数和时钟周期，连续近似A/D转换器快速转换，因此1实际上被广泛使用。3.1.1连续近似A/D转换器原理连续近似A/D转换器由比较器、A/D转换器、内存和控制电路组成。使用内部寄存器，从较高到较低，一次开始一个试验性比较。转换过程如下：最初，寄存器各位0、转换时的最高位置1、将数据传输到A/D转换器、与转换结果输入的模拟进行比较、如果转换的模拟小于

10、输入的模拟，则保留1，如果转换的模拟大于输入的模拟，则不保留1，依次重复从第二个到最低的位。最后寄存器的内容是与输入模拟相对应的二进制数字5。方块图如图2所示。顺序脉冲发生器连续近似寄存器ADC电压比较器输入电压输入数字的数量图2连续近似A/D转换器原理图3.1.2 ADC0808主要特性ADC0808是CMOS单片连续近似A/D转换器，适用于控制端和微机直接连接、具有锁定功能的8路模拟多路复用器、8-5v输入模拟电压信号分时转换。ADC0808的设计考虑了多模式/数转换技术的优点，因此该芯片非常适合于流程控制、微控制器输入通道的接口电路、智能仪器和机器控制等5。ADC0808主要特性：8路8

11、位A/D转换器，分辨率8位；具有锁定控制的8路模拟开关；可与各种微控制器轻松接口。可以锁定三状态输出，输出与TTL兼容。转换时间：128s；转换精度：0.2%；模拟输入电压范围0- 5V，没有单个5V电源，没有外部零和全尺寸调整；低功耗，约15兆瓦6。3.1.3 ADC0808的外部接脚特征ADC0808芯片具有28个具有双列直插式封装的针脚，如图3所示。图3 ADC0808针脚图以下说明每个针脚功能：IN0-IN7(8个):8路模拟输入线，用于输入和控制转换的模拟电压。地址输入控制(4个):在ale :地址锁定中，如果允许输入线，且高级别有效，ale高级别，则可以选择IN0-IN7的模拟电压之一作为比较器来执行A/D转换。您可以使用ADDA、ADDB、ADDC:3地址输入行选择8路模拟输入中的一种方法，如表1所示。表1 ADC0808通道选择表地址代码相应的输入通道cba000011110011001101010101IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7START:START是CPU发送正脉冲的起始脉冲输入方法。宽度大于100n