毕业论文（设计）基于89C52单片机的数字电压表设计说明书.docVIP

摘要： 在电路设计中我们时常会用到电压表，过去大部分电压表还是模拟的，虽然精度较高但模拟电压表用指针式，里面是磁电或电磁式结构，所以较慢基于tmel51单片机开发平台和自动控制原理的基础上实现的一种数字电压表系统。该系统采用tmel89C52单片机作为控制核心，以为数据采样系统，实现被测电压的数据采样；使用系列比较器检测输入电压的范围，并通过继电器阵列实现了输入量程的自动转换； 　　　　　　　　　　　　目 录 摘 要 1 第一章 引 言 3 第二章 开发平台Keil 4 2.1 系统概述 4 2.2 整体架构 5 第三章 硬件设计思想和原理图 6 3.1 系统总体设计框图 6 3.2 单片机系统 7 3.3 AD转换电路 8 3.4 信号调理模块 9 第四章 软件设计与流程 10 4.1 程序流图 10 4.2 功能介绍 10 第五章 软件仿真及测试数据 11 5.1 仿真结果 11 参考文献 12 附 录 13 第一章 引 言 电子电压表主要用于测量各种高、低频信号电压，它是电子测量中使用最广泛的仪器之一。根据测量结果的显示方式及测量原理不同，电压测量仪器可分为两大类：模拟式电压表(AVM）和数字式电压表（DVM）。模拟式电压表是指针式的，多用磁电式电流表作为指示器，并在表盘上刻以电压刻度。数字式电压表首先将模拟量经模数（A/D）转换器变成数字量，然后用电子计数器计数，并以十进制数字显示被测电压值。 众所周知，模拟电压表精度较高，曾经有很广阔的市场，现在依然有不少工程师依然在使用模拟电压表。的确模拟电压表在显示测量值方面精度校准，然而却也存在问题。模拟电压表用指针式，里面是磁电或电磁式结构，所以较慢tmel89C52单片机作为控制核心，以为数据采样系统，实现被测电压的数据采样；使用系列比较器检测输入电压的范围， 3.2 单片机系统 单片机最小系统包括复位电路，晶振电路，电源电路，仿真时需搭建复位电路和晶振电路。 晶振电路： 单片机最小系统如下所示，其中P1口用于驱动数码管，P0口用于接收ADC0809转换的数据。P2口用于控制ADC0809。 单片机最小系统： 3.3 AD转换电路 利用ADC0809作为AD数据采样器件, ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D／A转换器、逐次逼近。ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A／D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。　 　　ADC0809各个管教功能： IN0～IN7：8路模拟量输入端。　　2-1～2-8：8位数字量输出端。　　ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路 ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。　　START： A／D转换启动信号，输入，高电平有效。　　EOC： A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。　　OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。　　CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。　　REF（+）、REF（-）：基准电压。　　Vcc：电源，单一＋5V。　　　　　　GND：地。ADC0809与单片机的连接。 3.4 信号调理模块 　　　该部分主要实现的功能是自动量程切换和电压变换，模块主要由电压极性检测电路、电压范围粗测电路、电压变换电路三部分组成。 电压极性检测电路　　电压极性检测电路采用过零比较器检测负电压的方式实现的，运算放大器LM324的反向端接地，同向端通过100K电阻接输入信号。 电压范围粗测电路　　为了粗略地得到被测量的电压范围我们采用多组比较器的方式，通过阶梯式比较的方法确定输入电压的范围。 量程切换电路　　电路由衰减电阻、切换继电器和运算放大器组成，对应的是衰减1/2、1/3、1/4和无零漂放大50倍，切换电路如图所示。电压变换到0-5V标准信号后，再由A/D转换进行采样，最后由单片机算法还原。 第四章 软件设计与流程 4.1 程序流图　　　软件部分采