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* * * * * * * 基于单片机的直流数字电压表 指导教师：李梅 班级：电气1班 学生：牛传贝 学号：2008480358 目　录 1 系统研究的背景与意义 2 系统设计任务 3 硬件电路与软件系统设计 4 软件仿真与实际电路对比 系统的背景及意义 　　在现代测量技术中电压测量有着非常重要的意义。数字式电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，是指把被测电压的数值通过数字技术变换成数字量，然后用数码管以十进制数字显示被测量电压值。在抗电磁干扰、可扩展性和可集成性上数字式电压表具有很大的优越性 。目前，数字式电压表已经广泛应用于电力电子测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，并显示出强大的生命力。因此，对于数字电压表的研究具有重要的现实意义。 系统设计任务 可以测量8路0-5V范围的直流输入电压值； 通过按键选择模拟量输入通道； 测量结果显示在数码管上，测量结果包括通道数以及该通道的电压值； 系统概述 　本系统介绍一种基于AT89C51为主要控制器，ADC0809为A/D转换器的8路直流数字电压表。硬件电路主要包括通路选择模块、A/D转换模块、数据处理模块以及显示模块软件部分主要包括主程序以及初始化程序，按键读取程序，中断程序，显示程序等几个子程序模块。该数字电压表可以测量8路模拟电压值，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。 系统结构框图 模拟信号 ADC0809 单片机 数码管显示 通道选择模块 图1-1　　系统结构图 系统原理图 软件设计 主程序 初始化子程序 A/D转换子程序 LED显示子程序 中断按键查询子程序 延时子程序 主程序 开始 A/D转换子程序 LED显示子程序 初始化 结束 A/D转换子程序 开始 结束 设置转换通道 保存A/D转换值 输出允许OE=1 START下降沿启动A/D转换 ALE 上升沿读入通道地址， START 上升沿清内部寄存器 输出禁止OE=0 A/D是否 转换结束 否 是 LED显示子程序 开始 数据处理 点亮数码管1 点亮数码管2 点亮数码管4 点亮数码管3 结束 向P1口送段码 向P2口送位选码 关数码管，消重影 延时 系统仿真电路 仿真电路测试与性能分析 　　运行仿真电路，依次点击按键8次，记录实际电压与测量电压，验证按键选择通道的功能，并验证电路对每一路通道的电压测量功能。 仿真电路测试与性能分析 　　对仿真电路进行误差分析，验证该仿真直流数字电压表的精确度。为了方便，本部分只列出其中第2通道电压的误差分析结果 。 标准电压值/V 简易电压表2通道 测量值/V 绝对误差/V 0.00 0.00 0.00 0.51 0.51 0.00 1.27 1.26 0.01 1.56 1.56 0.00 2.33 2.33 0.00 2.85 2.85 0.00 3.19 3.19 0.00 3.50 3.50 0.00 4.00 4.00 0.00 4.99 5.00 0.01 系统PCB图 系统的安装与调试 在系统调试期间，给电路板烧写程序完成后发现LED数码管显示不太亮，经过检查断定是P1口驱动能力太弱引起的。经老师的指导，在P1口处焊接上了一个上拉排阻，问题得以解决。 实际电路的测试与性能分析 　　为了更好的分析本设计的性能，对实际电路测试结果和仿真电路测试结果进行比较。通过对该简易数字电压表与“标准”数字电压表测试结果对比，对实际电路进行误差分析。为了与前面仿真测试部分对应，本部分同样只列出其中第2通道电压的误差分析结果。 标准电压值/V 简易电压表2通道测量值/V 绝对误差/V 0.00 0.01 0.01 0.51 0.51 0.00 1.27 1.27 0.00 1.56 1.56 0.00 2.33 2.33 0.00 2.85 2.86 0.01 3.19 3.19 0.00 3.50 3.51 0.01 4.00 4.00 0.00 4.99 4.99 0.00 结　论 　　 经过一段时间的努力基于单片机的数字电压表设计成功。根据实际测试，本设计误差小，性价比高，可以用于实际应用中。本设计的一大亮点是可以通过按键的选择测量8通道模拟电压，在多点巡回检测和过程控制、运动控制领域应用十分广泛。 　　 通过该毕业设计我对电子设计流程有了更深刻的理解。从软件仿真、印制电路板制作到系统的安装调试遇到了不少问题，对这些问题的解决也锻炼了我独立思考的能力，使我受益匪浅。 致 谢 　　 本设计是在我的指导教师李梅老师的悉心指导下完成的，在毕业设计和论文的完成工作中无不倾注着李老师辛勤的汗水和心血。值此论文完成之际，谨向李老师致以衷心的感谢！ 　 最后