简易数字电压表课程设计

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1、简易数字电压表设计 目录 前言 - 1 - 1任务设计 - 2 - 1.1 任务要求 - 2 - 1.1.1 设计任务 - 2 - 1.1.2 功能要求 - 2 - 1.2 方案与论证 - 2 - 1.2.1 A/D 转换 . - 2 - 1.2.2 显示器的选择 . - 2 - 2设计原理 - 2 - 2.1 单片机 AT89C51 简介 - 2 - 2.2 ADC0808 简介 . - 3 - 2.3 LED 数码管的简介 . - 4 - 3系统硬件设计 - 5 - 3.1 硬件系统总框图 - 5 - 3.2 原理图设计 - 6 - 3.2.1 复位控制电路 - 6 - 3.2.2 时钟电

2、路 - 6 - 3.2.3 单片机电路图 - 7 - 4.系统软件设计 - 8 - 4.1 程序框图 - 8 - 4.2 主程序设计 - 8 - 4.3 A/D 转换程序 . - 9 - 4.4 中断服务程序 - 11 - 5.总结与展望 - 11 - 5.1 PROTEUS仿真测试检验 . - 11 - 5.2 总结 - 11 - 5.3 心得 - 12 - 参考文献 - 13 - 附录 - 14 - 附录 1 系统设计原理图 . - 14 - 附录 2 PROTUES仿真图 - 15 - 附录 3 源代码 . - 15 - 简易数字电压表设计 - 1 - 前言 数字电压表（Digital

3、Voltmeter）简称 DVM，它是采用数字化丈量技术，把连续的 模拟量（直流输进电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指 针式电压表功能单一、 精度低， 不能满足数字化时代的需求， 采用单片机的数字电压表， 由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与 PC 进行实时通讯。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丈量、 产业自动化 仪表、自动测试系统等智能化丈量领域，示出强大的生命力。与此同时，由 DVM 扩展而 成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量丈量技术进步到崭新水平。 数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础，

4、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惫。 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正确度，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。 数字式电压表是由高阻抗电压表头与分压电路组成的。数字式电压表头的等效输进 电阻通常在 200M 欧以上，满量程时所流经的电流通常在 1 皮安左右。以上述表头制成 的数字式电压表，满

5、量程时所流经的电流与量程有关，通常在 1 皮安至 100 微安之间。 数字电压表(数字面板表)是当前电子、电工、仪器、仪表和丈量领域大量使用的一种基 本丈量工具有关数字电压表的书籍和应用已经非常普及了。 简易数字电压表设计 - 2 - 1 1任务任务设计设计 1.1 任务要求 1.1.1 设计任务 采用 AD 转换器对外部模拟信号进行测量； 使用 4 位共阳 LED 对测量结果进行显示； 画出完整的电路原理图（包含电源部分）和 PCB 板图。 1.1.2 功能要求 电压测量范围：05V； 能显示数字电压值； 测量精度：0.02V。 1.2 方案与论证 1.2.1 A/D 转换 方案 1：采用

6、ADC0808 方案 2：采用 ADC0832 方案 3：采用 PCF8591 方案 4：采用 MAX1549 综上所述，最终采用了并行 AD 转换器 ADC0808 对外部模拟信号进行测量。 1.2.2 显示器的选择 方案 1：采用数码管显示器、 方案 2：采用 LCD 显示器 方案 3：采用 CRT 综上所述，最终选择了四位 LED 数码管来显示电压值。 2 2设计原理设计原理 2.1 单片机 AT89C51 简介 AT89C51 的引脚如图图 1 所示，功能介绍如下： VCC：电源端，接+5V。 GND：接地。 简易数字电压表设计 - 3 - XTAL1：接外部晶体的一个引脚，CHMOS 单片机采用外部时钟信号时，时钟 信号由此引脚引入。 XTAL2：接外部晶体的一个引脚，HMOS 采用外部时钟信号时，外部时钟信号 由此引脚引入。 PSD/VPD:复位信号输入，VCC 掉电后，此引脚可接备用电源，低功耗条件下 保持内部 RAM 中的数据。 ALE/PROG：地址锁存允许；对 AT89C51 单片机内 EPROM