1、 目录 第第 1 1 章章 引言引言 . 1 第第 2 2 章章 总体设计方案总体设计方案 . 2 2.1 设计要求. 2 2.2 设计思路. 2 2.3 设计方案. 3 第第 3 3 章章 硬件电路设计硬件电路设计 . 4 3.1 A/D 转换模块 . 4 3.2 单片机系统. 9 3.3 复位电路和时钟电路 . 12 3.4 LED 显示系统设计 14 3.5 总体电路设计 . 17 第第 4 4 章章 程序设计程序设计 18 4.1 程序设计总方案 . 18 4.2 系统子程序设计 . 18 第第 5 5 章章 仿真仿真 20 5.1 软件调试. 20 5.2 显示结果 21 第第 6
2、6 章章 使用说明使用说明 22 第第 7 7 章章 心得体会心得体会 23 参考文献参考文献. 24 附录附录 A A 程序清单程序清单 25 附录附录 B B 原理图原理图 31 1 第 1 章 引言 在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其 中电压量的测量最为经常。而且随着电子技术的发展，更是经常需要 测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪 器。数字电压表简称 DVM，它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。由于数字式仪 器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛 应用。 传统的指针式刻度
3、电压表功能单一，进度低，容易引起视差和视 觉疲劳， 因而不能满足数字化时代的需要。 采用单片机的数字电压表， 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，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与 PC 实时通信。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。以数字电 压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非 电量的数字化仪表。目前，由各种单片机和 A/D 转换器构成的数字电 压表作全面深入的了解是很有必要的。 最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路和微处理器技术的 发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数 字电压表的快速发
4、展，并不断出现新的类型。 目前，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，因而，以后数字电压表的发展 就着眼在高精度和低成本这两个方面。 本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容，本系统主要包括三 大模块：转换模块、数据处理模块及显示模块。其中，A/D 转换采用 ADC0808 对输入的模拟信号进行转换，控制核心 AT89C51 再对转换的 结果进行运算处理，最后驱动输出装置 LED 显示数字电压信号。 2 第 2 章 设计总体方案 2.1 设计要求 以 MCS-51 系列单片机为核心器件， 组成一个简单的直流数字电压 表。 采用 1 路模拟
5、量输入，能够测量 0-5V 之间的直流电压值。 电压显示用 4 位一体的 LED 数码管显示，能够显示两位小数。 用键盘实现复位、显示通道+、显示通道-、循环显示、单通道显 示、停止等功能。 2.2 设计思路 根据设计要求，选择 AT89C51 单片机为核心控制器件。 A/D 转换采用 ADC0808 实现，与单片机的接口为 P1 口和 P2 口、 P3 口部分接口。 电压显示采用 4 位一体的 LED 数码管。 LED 数码的段码输入,由并行端口 P0 产生：位码输入，用并行端 口 P2 低四位产生。 3 2.3 设计方案 硬件电路设计由 6 个部分组成; A/D 转换电路，AT89C51
6、单片机 系统，LED 显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路、 按键控制电路。硬件电路设计框图如图 2-1 所示。 图 2-1 数字电压表系统硬件设计框图 ADC0808 测量电压输 振荡电路 A T89C51 P1 P2 P2 P0 时钟电路 按键电路 复位电路 A/D 转换电路 显示系统 4 第 3 章 硬件电路设计 3.1 A/D 转换模块 现实世界的物理量都是模拟量， 能把模拟量转化成数字量的器件 称为模/数转换器（A/D 转换器） ，A/D 转换器是单片机数据采集系统 的关键接口电路，按照各种 A/D 芯片的转化原理可分为逐次逼近型， 双重积分型等等。双积分式 A/D 转换器具有抗干扰能力强、转换精度 高、价格便宜等优点。与双积分相比，逐次逼近式 A/D 转换的转换速 度更快，而且精度更高，比如 ADC0809、ADC0808 等，它们通常具有 8 路模拟选通开关及地址译码、锁存电路等，它们可以与单片机系统连 接， 将数字量送到单片机进行分析和显示。 一个 n 位的逐次逼近型 A/D 转换器只需要比较 n 次，转换时间只取决于
