简易数字电压表的设计_毕业设计论文.docVIP

简易数字电压表的设计 目 录 第1章 绪论 1 1.1 数字电压表发展现状 1 1.2 课程设计的任务 1 第2章 总体方案设计 2 2.1 器件的选择 2 2.1.1 单片机选择方案 2 2.1.2 A/D转换模块 3 2.1.3 显示系统的选择 4 2.2 设计原理 5 2.3 设计思路 5 2.4 系统结构框图 5 第3章 硬件设计 7 3.1 单片机最小系统的设计 7 3.2 A/D转换模块的设计 9 3.3 电压输入电路 11 3.4 LED显示电路 12 13 3.6 总的电路设计 14 第4章 软件设计 16 4.1 主程序框图 16 4.2 系统子程序的设计 17 4.2.1 初始化程序 17 4.2.2 A/D转换子程序 17 4.2.3 显示子程序 19 第5章 课程设计总结 21 参考文献 22 附录 I： 23 附录Ⅱ： 24 绪论 数字电压表发展现状 在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。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。由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用。 传统的指针式刻度电压表功能单一，进度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需要。采用单片机的数字电压表，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，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC实时通信。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。目前，由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。 最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电压表的快速发展，并不断出现新的类型。数字电压表从1952年问世以来，经历了不断改进的过程，从最早采用继电器、电子管和形式发展到了现在的全固态化、集成化，另一方面，精度也从0.01%-0.005%。 目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，因而，以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面。 本次设计要求以单片机为核心，通过信号输入及调理电路、测量电路、控制电路、人-机接口电路等，对一定范围内的电压信号进行准确、快速的测量并显示。采用3位LED数码管显示被测电压值，基本测量范围是0—5V，测量误差为V。 AT89S52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 AT89S52有40个引脚，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口。如图.1所示。 图.1 AT89S52单片机 ADC0808是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，带有使能控制端，与微机直接接口，片内带有锁存功能的8路模拟多路开关，可以对8路0-5V输入模拟电压信号分时进行转换，由于ADC0808设计时考虑到若干种模/数变换技术的长处，所以该芯片非常适应于过程控制，微控制器输入通道的接口电路，智能仪器和机床控制等领域[5]。 ADC0808主要特性:8路8位A/D转换器，即分辨率8位；具有锁存控制的8路模拟开关；易与各种微控制器接口；可锁存三态输出，输出与TTL兼容；转换时间：128μs；转换精度：0.2%；单个+5V电源供电；模拟输入电压范围0- +5V，无需外部零点和满度调整；低功耗，约15m。 ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，其引脚图如图.2所示。 图2.3 七段LED显示模块 在本设计中，LED采用共阴极接法，并且采用动态显示的方式。 利用单片机AT89S52与ADC080设计一个数字电压表，能够测量0-5V的直流电压，测量结果用三位数码管显示。0-5V的直流电压可连ADC080转换器的8路输入中的任一路。本设计用单片机AT89S52作为主控芯片，采用ADC080作为电压信号转换器，采用5路拨码开关输入电压信号，通过调节改变相应的电压值来控制数码管的显示，输入电压的范围为0-5V。本设计电路结构