岑兴龙-20131001153-可变量程电压表详解.docx

PAGE \* MERGEFORMAT12 电路综合实习 ——自动量程转换电压表 姓名：岑兴龙 学号：20131001153 班级：075134 院系：机械与电子信息学院 指导老师：吴让仲 王巍 目录 一、实验内容及要求?2 二、设计方案? 1.系统框图2 2.功能模块2 三、实验采用的原理图5 四、单片机程序6 五、实验数据表及分析9 六、心得体会10 七、参考文献11  自动量程转换电压表 实验内容及要求? 实验内容：设计并制作数字电压表 基本要求：(1)测量电压范围为：0V—20V直流电压 (2)电压测量范围分为0.2V，2V，20V三档，量程自动 切换 (3)显示精度：0.01V，显示稳定，无闪烁 (4)测量误差0.2V档≤10%，2V和20V档≤1% 发挥部分：测量交流电压有效值，测量范围0~5V。 二、设计方案? 1.系统框图 2.功能模块? ①数据采集模块（放大电路）? 本模块将待测电压进行适当的放大和缩小，并能够由单片机自动控制选择输出，从而在不同量程都能提供给ADC0809合适的电压值，提高其测量精度。 此电路输入电阻首先对待测电压进行五分压，单片机首先置S1高电平，通过运放组成的同向电压跟随器，输入ADC0809，0809向单片机提供模数转换结果，由单片机判断量程并决定打开和关闭S1、S2或S3。? ②?A/D转换模块? 本模块实现的功能是将采集的模拟信号（电压）转换为数字信号，我们选用ADC0809芯片来实现本功能。ADC0809是将输入的模拟值转化为8位二进制数值输出，也就是对一个模拟量进行量化采用逐次逼近的方法近似为数字量。 说明：（1）由于每次都从IN-0口输入电压值，所以其余七个入口都是空置的，所以ADC0809的三个地址输入口要接地。 （2）从IN-0口输入的电压值范围0-5V，所以ADC0809采取5V的标准电压，以待量化进行数模转换。? （3）ADC0809的工作是通过单片机C51中的程序控制的，当ADC0809的START=1，ALE=1时启动模数转换，此时EOC=0;转化结束后EOC=1,若OE=1,则允许单片机从ADC0809中读取数据，读取结束后，OE=0.? （4）同时A的10号引脚CLK要接单片机的30号引脚ALE,由于ADC0809的频率一般采用500KHZ左右，单片机30号引脚输出为2MHZ，所以要用74LS74进行两次二分频。 ?? ③数据处理模块（单片机）? 本模块主要是通过程序来实现三个功能： （1）控制模拟开关4051来实现调挡功能。? （2）控制ADC0809进行模数转换，单片机的P1口和ADC0809的8位输出 口相连，来读取数据。? （3）单片机通过P0和P2口控制非门74LS04和译码器4511对数码管进行 动态扫描。? 另外，还有置位电路和产生频率的晶振电路，单片机本身可以六分频，由于使用的是6MHZ的晶振，所以单片机30脚输出1MHZ，经分频后送到ADC0809。 ④显示模块? 该模块由非门74LS04、译码器4511和一片4位七段数码管组成；主要结合程序实现动态扫描。? 说明：?（1）单片机P0口的低四位通过非门来控制片选B1\B2\B3\B4，另外P0.7口通过非门来控制小数点dp，由于P0口一般情况下位低电平，故需加上拉电阻来提高电平。? （2）单片机P2口的低四位输入到译码器CD4511，译码器将输入转换成 七位即abcdefg，进行段选。 本实验采用的原理图如下： 所需元器件清单： 四、单片机程序 #include reg52.H #define uchar unsigned char;uchar code scan_con[]={0x08,0x04,0x02,0x01}; //定义扫描片选uchar dispbuf[8]={0,0,0,0,0,0,0,0}; //定义8个存储空间 uchar getdata; unsigned long int temp;//定义暂存空间uchar i,j,k,l,m;int a,b;sbit s3=P3^7; //位定义，控制模拟开关sbit s2=P3^6;sbit s1=P3^5;sbit dp=P0^7; //定义小数点#define v20_on {s3=0;s2=0;s1=0;} //宏定义不同量程，不同的开关状态#define v2_on {s3=0;s2=0;s1=1;}#defi