1、课课程设计说明书程设计说明书 1 1 目 录 1 引言 2 2 设计原理及要求 2 3 软件仿真电路设计 2 3.1 设计思路 3 3.2 仿真软件简介 3 3.2.1 Proteus 6 Professional . 3 3.2.2 Keil uVision2 3 3.3 设计过程 . 3 4 硬件设计 4 4.1 单片机控制模块设计 . 4 4.1.1 时钟电路 . 4 4.1.2 复位电路 . 4 4.2 A/D 转换模块设计 . 5 4.2.1 ADC0808 简介 . 5 4.2.2 A/D 转换电路设计 . 6 4.3 显示模块设计 7 4.3.1 LCD 显示模块 . 7 4.3
2、.2 LCD1602 的引脚功能 . 7 4.3.3 LCD1602 的显示操作 . 7 5 系统软件程序的设计 . 11 5.1 主程序设计 11 5.2 A/D 转换程序 11 6 系统仿真 . 12 7 结论 . 13 参考文献 . 14 附录 1 . 15 附录 2 . 15 课课程设计说明书程设计说明书 2 2 1 引言 随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可 以在一块芯片上同时集成 CPU、存储器、定时器计数电路，这就很容易将计算机 技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。 数字电压表（DigitalVoltmeter）简称 DVM，它是采用数
3、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。 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。 本章重点介绍 A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的 数字电压表的工作原理。电压表的数字化测量，关键在于如何把随时连续变化的模 拟量转化成数字量，完成这种转换的电路叫模数转换器（A/D） 。数字电压表的核心 部件就是 A/D 转换器。它是利用 A/D 转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号， 通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。较之于一般的模拟 电压表，数字电压表具有精度高、
4、测量准确、读数直观、使用方便等优点。由各种 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，显示出强大的生命力。 本设计以 AT89C51 单片机为核心，以 A/D 转换器 ADC0808、液晶显示器 LCD1602 为主体，构造了一款简易的数字电压表，能够测量 8 路 05V 直流电压，最小分辨 率 0.02V。 2 设计原理及要求 本设计是利用单片机 AT89C51 与 ADC0808 设计一个数字电压表，测量 05V 之间的直流电压值，LCD 液晶显示，但要求使用的元器件数目最少。原理图见附录 2。 2.1 数字电压表的实现原理
5、 ADC0808 是 8 位的 A/D 转换器。 当输入电压为 5.00V 时， 输出的数据值为 255 （0FFH） ，因此最大分辨率为 0.0196（5/255） 。ADC0808 具有 8 路模拟量输入端口， 通过 3 位地址输入端能从 8 路中选择一路进行转换。如每隔一段时间依次轮流改变 3 位地址输入端的地址，就能依次对 8 路输入电压进行测量。 2.2 数字电压表的设计要求 可以测量 05V 范围内的 8 路直流电压值。在 LCD 液晶屏上轮流显示各路电 压值或单路选择显示， 显示范围为 0.00V5.00V， 要求测量的最小分辨率为 0.02V。 课课程设计说明书程设计说明书 3
6、 3 3 软件仿真电路设计 3.1 设计思路 多路数字电压表应用系统硬件电路由单片机、A/D 转换器和 LCD 显示电路组 成。 由于ADC0808在进行 A/D转换时需要有CLK 信号， 本试验中ADC0808 的CLK 直接由外部电源提供为 500kHz的方波。由于 ADC0808 的参考电压 VREFVCC， 所以转换之后的数据要经过数据处理，在 LCD 上显示出电压值。 3.2 仿真软件简介 3.2.1 Proteus 6 Professional ISIS 6 Professiona 软件它不仅具有其它 EDA 工具软件的仿真功能，还能仿真 单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内 推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发 应用的科技工作者的青睐。它从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿 真，一键切换到 PCB 设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前将电路仿 真软件、PCB 设计软件和虚拟模型仿
