1、基于单片机的数字电压表设计 课课 程程 设设 计计 报报 告告 设计题目: 基于单片机的数字式电压表设计 名 称: 单片机原理与应用课程设计 基于单片机的数字电压表设计 目目 录录 引 言 I 一、课程设计的性质和目的. II 二、课程设计的要求 II 三、主要仪器设备及软件 II 四、课程设计题目及要求 II 五、课题分析及设计思路 II 5.1、课题分析及总体设计 . II 5.2、硬件设计 II 5.2.1 系统总体设计框图 . II 5.2.2 单片机系统 III 5.2.3 AD 转换电路 4 5.3、软件设计 10 六、程序主要代码与分析 10 七、实验结果截图. 12 八、心得体
2、会. 14 参考文献. 15 基于单片机的数字电压表设计 引引 言言 电子电压表主要用于测量各种高、低频信号电压，它是电子测量中使用最 广泛的仪器之一。根据测量结果的显示方式及测量原理不同，电压测量仪器可分 为两大类：模拟式电压表(AVM）和数字式电压表（DVM）。模拟式电压表是指针 式的，多用磁电式电流表作为指示器，并在表盘上刻以电压刻度。数字式电压表 首先将模拟量经模数（A/D）转换器变成数字量，然后用电子计数器计数，并以 十进制数字显示被测电压值。 众所周知，模拟电压表精度较高，曾经有很广阔的市场，现在依然有不少工 程师依然在使用模拟电压表。的确模拟电压表在显示测量值方面精度校准，然而
3、却也存在问题。模拟电压表采用用指针式，里面是磁电或电磁式结构，所以其响 应速度较慢。 然而在高速发展的当今社会，高速信号处理的需求越来越多，由于模拟电压 表响应速度较慢已经不适用与高速信号领域，取而代之的将是数字电压表。但数 字电压表由于存在采样误差，精度不是很高。不过目前可以通过技术手段来缩小 误差。使其精度达到与模拟电压表一样精确甚至更高。可见将来数字电压表必将 取代模拟电压表。 现在有越来越多的数字测量仪器的出现但原理皆与数字电压表 殊途同归，因此研究数字电压表有着很大现实意义。 基于单片机的数字电压表设计 一、课程设计的性质和目的 通过课程设计，巩固在课堂上学到的有关电子技术、单片机、
4、微机原理等课程的基本 知识和基本方法，强化知识的综合运用和技能基本训练，通过硬件电路的设计和相应软件 的编写，掌握软硬结合的控制程序设计，达到能独立阅读、编制和调试一定规模的电子产 品制作或仿真。 二、课程设计的要求 1、遵循软硬件模块化设计。 2、要求程序结构化设计。 3、要求程序结构合理，语句使用得当，并附有必要的注释。 4、适当追求编程技巧和程序运行效率。 三、主要仪器设备及软件主要仪器设备及软件 PC机、Protrus绘图软件、Keil C仿真软件等。 四、课程设计题目及要求 题目：题目：基于单片机的数字电压表设计 要求：要求：1利用单片机设计数字电压表，用4段数码管显示； 2.能够较
5、准确的测量05V之间的直流电压值，测量最小分辨率为0.02V。 五五、课题分析及设计思路课题分析及设计思路 5.1、课题分析及总体设计、课题分析及总体设计 通过滑动变阻器产生可变电压；用ADC0809采集模拟电压转换成数字信号；将此数字 信号用七段数码管显示。 5.2、硬件设计、硬件设计 5.2.1 2.1 系统总体设计框图系统总体设计框图 本系统采样 Atmel89C52 单片机作为控制核心，以 ADC0809 为数据采样 系统，实现被测电压的数据采样；使用系列比较器检测输入电压的范围，用共阴 极数码管显示结果。 图 1 输 入 电 压 51 单片机 显 示 电 路 AD 转 换 基于单片机
6、的数字电压表设计 5.2.2 2.2 单片机系统单片机系统 单片机最小系统包括复位电路，晶振电路，电源电路，仿真时需搭建复位电 路和晶振电路。 晶振电路： 图 2 复位电路： 图 3 单片机最小系统如下所示，其中 P2 口用于驱动数码管，P1 口用于数码管显示，P0 口用于接收 ADC0809 转换的数据，P3 接 74LS74 D 触发器电路。 基于单片机的数字电压表设计 单片机最小系统： 图 4 5.2.3 AD 转换电路转换电路 ADC0809 的特性：ADC0809 是带有 8 位 A/D 转换器、8 路多路开关以及微处理 机兼容的控制逻辑的 CMOS 组件。 它是逐次逼近式 A/D 转换器，可以和单片机直接 接口。 （1）ADC0809 的内部逻辑结构的内部逻辑结构 由下图可知，ADC0809 由一个 8 路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个 A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通 8 个模拟通道，允许 8 路模拟 量分时输入，共用 A/D 转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存 A/D 转换完的数字 量
