单片机课程设计-数字电压表

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1、1 目 录 1 引言 1 2 设计原理及要求 1 2.1 数字电压表的实现原理. 1 2.2 数字电压表的设计要求. 1 3 软件仿真电路设计 1 3.1 设计思路. 2 3.2 仿真电路图. 2 3.3 设计过程. 2 3.4 AT89C51 的功能介绍. 3 3.4.1 简单概述 . 3 3.4.2 主要功能特性 . 3 3.4.3 AT89C51 的引脚介绍 . 4 3.5 ADC0808 的引脚及功能介绍. 5 3.5.1 芯片概述 . 5 3.5.2 引脚简介. 6 3.5.3 ADC0808 的转换原理 . 6 3.6 74LS373 芯片的引脚及功能. 6 3.6.1 芯片概述

2、. 6 3.6.2 引脚介绍 . 7 3.7 LED 数码管的控制显示. 7 3.7.1 LED 数码管的模型 . 7 3.7.2 LED 数码管的接口简介 . 7 4 系统软件程序的设计 8 4.1 主程序 8 4.2 A/D 转换子程序. 9 4.3 中断显示程序 9 5 电压表的调试及性能分析 . 10 5.1 调试与测试 . 11 5.2 性能分析 . 11 6 电路仿真图 . 11 7 总结 . 12 参考文献. 13 2 附录 1 源程序 14 附录 2 仿真原理电路 20 1 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

3、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。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 重点介绍单片 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。目前，由各种单片 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，示出强大的生命力 理。 本设计 AT89C51 单片机的一种电压测量电路,

4、该电路采用 ADC0808 本文介 绍一种基于 A/D 转换电路，测量范围直流 05V 的 4 路输入电压值，并在四位 LED 数码管上显示或单路选择显示。测量最小分辨率为 0.019V，测量误差约为 正负 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 0 5V 之间的直流电压值，四位数码显示，但要求使用的元器件数目最少。 2.1 数字电压表的实现原理 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） 。ADC08

5、08 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。LED 数码管显示采用软件译码动态显示。通过按键选择可对 8 路循环显示，也可单路 显示，单路显示可通过按键选择显示的通道数。 2.2 数字电压表的设计要求 可以测量 05V 范围内的 3 路直流电压值。在 4 位 LED 数码管上轮流显示 各路电压值或单路选择显示，其中 3 位 LED 数码管显示电压值，显示范围为 0.00V5.00V，1 位 LED 数码管显示路数,3 路分别为 0-2。要求测量的最小分辨 率为

6、 0.02V。 3 软件仿真电路设计 2 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、数码管显示电路 和按键处理电路组成，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，在数码管上显 示出电压值。实际显示的电压值(D/256*VREF) ADC0808 采用逐次逼近法转换， 把模拟电压转换成 16 进制的 D，由于是对直流电压 05V 进行采集，所以 D 对 应的电压为 V0 ，我们的目的就是要把 V0 显示在 LED 显示器上，因为单片机不 好进行小数点计算，所以有：V0=2*D 扩大了 100 倍，扩大 100 倍后的结果高八 位放寄存器 B，低八位放寄存器 A，分寄存器 B 为 0 或不为 0 的情况进行存取数 据，得到的结果个位放入 R0，十位放入 R1，通过