毕业论文（设计）基于STC89C52的数字电压表说明书.docxVIP

1 引言 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。本文设计了一种基于单片机的简易数字电压表。该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。A/D转换主要由芯片ADC0804来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。数据处理则由芯片STC89C52来完成，其负责把ADC0804传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0804芯片工作。该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。此数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压值，并通过7段数码管显示出来。 2 设计总体方案 2.1设计要求 ⑴以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个简单的直流数字电压表。 ⑵采用1路模拟量输入，能够测量0-5V之间的直流电压值。 ⑶电压显示用LED数码管显示，至少能够显示两位小数。 ⑷尽量使用较少的元器件。 2.2设计思路 ⑴根据设计要求，选择STC89C52单片机为核心控制器件。 ⑵A/D转换采用ADC0804实现，与单片机的P1口相连接。  = 3 \* GB2 ⑶电压显示采用三个7段LED数码管显示，另外三位数码管显示A/D转换的数字量的值。  = 4 \* GB2 ⑷LED数码的段选码和位选码均由单片机P0口经过两片74HC573锁存器输入。 2.3设计方案 硬件电路设计由6个部分组成; A/D转换电路，STC89C52单片机系统，LED显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路。硬件电路设计框图如图1所示。 时钟电路 复位电路 A/D转换电路 测量电压输入 显示系统 STC89C52 P1 P2 P0 图2-1 数字电压表系统硬件设计框图 3 硬件电路设计 3.1单片机系统 本次课设选择的单片机是STC89C52，之所以选择这块芯片，是因为该芯片的各项功能均符合本次课设的指标要求，并且该芯片有很多成熟的资料供我们学习，使用用起来很方便，也有专门的下载程序平台，方便现场调试。 3.2???位电路和时钟电路 3.2.1复位电路 单片机在启动运行时都需要复位，使CPU和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。MCS-51单片机有一个复位引脚RST,采用施密特触发输入。当震荡器起振后，只要该引脚上出现2个机器周期以上的高电平即可确保时器件复位。复位完成后，如果RST端继续保持高电平，MCS-51就一直处于复位状态，只要RST恢复低电平后，单片机才能进入其他工作状态。单片机的复位方式有上电自动复位和手动复位两种，图6是51系列单片机统常用的上电复位和手动复位组合电路，只要Vcc上升时间不超过1ms，它们都能很好的工作。 图3-1复位电路 3.2.2 时钟电路 单片机中CPU每执行一条指令，都必须在统一的时钟脉冲的控制下严格按时间节拍进行，而这个时钟脉冲是单片机控制中的时序电路发出的。CPU执行一条指令的各个微操作所对应时间顺序称为单片机的时序。MCS-51单片机芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成震荡器，XTAL1为该放大器的输入端，XTAL2为该放大器输出端，但形成时钟电路还需附加其他电路。 本设计系统采用内部时钟方式，利用单片机内部的高增益反相放大器，外部电路简，只需要一个晶振和 2个电容即可 图3-2 时钟电路 3.3 A/D转换模块 本次课设采用的A/D转换芯片是AD0804，其为逐次比较型A/D转换芯片，它完成一次转换所需时间与其位数和时钟频率有关，位数越少，时钟频率越高，转换时间越短，该芯片的分辨率为8位，转换时间为100μm，输入电压范围为0~5V。芯片内部具有三态输出锁存器，可直接连接在数据总线上。由于本次显示小数点后两位的电压值，因此A/D0804满足要求。 3.4 LED显示系统设计 LED是发光二极管显示器的缩写。LED由于结构简单、价格便宜、与单片机接口方便等优点而得到广泛应用。在单片机中使用最多的是七段数码显示器。本次采用的是共阴极7端数码管。并且采用软件译码的方式，既简化了硬件电路又增加了程序编写的灵活性。 表3.1 共阴极字段码表 显示字符共阴极字段码03FH106H25BH34FH466H56DH67DH707H87FH9