1、 毕业综合报告 题 目： 简易数字电压表 二零一二年九月二十日 第 1 页 共 33 页 摘摘 要要 随着电子技术的发展,由于经常需要测量高精度的电压，而数字式仪器是 具有读数准确方便、精度高、误差小、灵敏度高、分辨率高、测量速度快等特 点而倍受用户青睐，因此数字电压表应运而生。 数字电压表（Digital Voltmeter）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。目前，其作为数字化仪表的基础和核心，已被广泛应用于电子和电工测 量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域，显示出强大的生命力，是一种必 不可少的电子仪器仪
2、表。与此同时，数字电压表扩展而成的各种通用及专用机 器仪表，也将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。 而本设计正是利用单片机借助软件实现数字
3、显示功能、自动校准 LED 显示。A/D 转 换器构成数模转换电路。此电路基于 A T89c51 单片机的一种 8 路输入电压测量模式，采用 ADC0809 作为 A/D 转换元件，同时利用 LED 数码管为显示设备，因此使得显示更清晰直 观、读数更准确，并减少了因为人为因素所造成的测量误差事件，同时提高了测量的准确 度., 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。 关键词关键词: 数字电压表；单片机；A/D 转换；LED 第 2 页 共 33 页 第第 1 章章系统方案设计系统方案设计 1.1 系统审计任务系统审计任务 设计单片机主电路、数据采集接口电路、
4、LED 显示电路、拨码控制电路，能 够实现对 8 路电压值进行测量，能够显示当前测量通道号及电压值，电压精度 小数点后 2 位， 可以通过键盘选择循环显示 8 路的检测电压值和指定通道的检测 电压值。 1.2 设计方案设计方案 将 数据采集接口电路输入电压传入 ADC0809 数模转换元件，经转换后通 过 D0 至 D7 与单片机 P0 口连接，把转换完的模拟信号以数字信号的信号的形 式传给单片机，信号经过单片机处理从 LED 数码显示管显示。拨码开关连 P3 口，实现通道选择。 P2 口接数码管位选，P1 接数码管，实现数据的动态显示，如下图所示: 图 1.1 系统总体方案结构图 1.3 方
5、案论方案论 按系统功能实现要求，决定控制系统采用 AT89C52 单片机，A/D 转换采用 ADC0809。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便地进行 8 路其他 A/D 转换量的测量和远程测量结果传送等扩展功能。 数字电压表系统设计方案框如图所示。 89c51 P0 P1 P2 ALE P3 数码管 位选 开关 ADC0809 D0D7 IN0 : IN7 CLOCK VREF+ VREF- 第 3 页 共 33 页 图 1.2 数字电压表系统设计方案框图 1.4 软硬件开发环境软硬件开发环境 硬件电路大体可分为 AD 转换模块、数据处理模块、显示控制模块组成。 1AD 转换模块： ST
6、C、PIC、AVR 型号等单片机，内部带有 8 位以上 的 A/D 转换器，可以方便的实现数据采集。但该类芯片价格稍高，有些型号不 兼容 51 汇编语言，不易使用。采用 ADC0809A/D 转换器，它具有 8 路模拟输 入端口，最大数值分辨率（精度）为 0.0196V。 2.数据处理模块 采用 AT89C52 单片机。 3.显示控制模块 利用单片机的 30 脚的六分频晶振频率再通过 14024 二分频得到 1MHZ 时 钟。显示控制采用四位 LED 数码管轮流显示或单路选择显示。 硬件选择：选择 89c51 作为单片机芯片，选用 8 段共阴极 LED 数码管实现 电压显示，选用独立式按键作为程序的跳转与选择，利用 ADC0809 作为数模转 换芯片，利用 P0 至 P4 的各个串口来进行不同设备间的连接，计算机进行汇编， H51/L 仿真器，单片机多功能实验箱。 软件软件开发环境： 用 Protel99SE 软件画电路图。 能够实现对 8 路电压值进行测量，能够显示当前测量通道号及电压值，电 压精度小数点后 1 位，可以通过键盘选择循环显示 8 路的检
