《基于MC14433的数字电压表设计》.docVIP

摘 要 本设计利用AT89S51单片机、ADC0809和四位数码管制作了一个数字电压表，实现了对0～5V的直流电压的精确测量的功能，经测试，系统达到了能够测量0～5V之间的直流电压值的要求，具有电路简单，所用的元器件数目少，测量电压的精度高，误差小，抗干扰能力强，操作方便的优点。 关键词：AT89S51单片机；ADC0809；数字电压表；精度高 ABSTRACT AT89S51 SCM, ADC0809 and four bit digital tube produced a digital voltage meter with the design, realization of the DC voltage from 0 to 5V the accurate measurement of function, after testing, system can reach to measure between 0～5V DC voltage requirements, has the advantages of simple circuit, the number of components that use less, measurement voltage error is small, high precision, strong anti-interference capability, convenient operation. 关键词：AT89S51单片机；ADC0809；数字电压表；精度高 Keywords: AT89S51; ADC0809; digital voltage meter; high precision 目 录 摘 要 Ⅰ ABSTRACT Ⅱ 1 设计要求及方案选择 1 1.1 设计要求 1 1.2 方案选择 1 2 理论分析和电路设计 2 2.1 理论分析 2 2.2 电路设计 3 3 软件设计 4 3.1 程序流程图 4 3.2 程序清单 5 4 主要元器件介绍 8 4.1 AT89S51单片机介绍 8 4.2 A/D转换原理及ADC0809介绍 9 5. 电路调试 11 5.1调试所用的基本仪器清单 11 5.2调试结果 11 5.3测试结果分析 11 6 总结 12 参考文献 13 附录1 元器件清单及相关参数 14 附录2 PCB图 15 1 设计要求及方案选择 1.1设计要求 利用单片机AT89S51与ADC0809设计一个数字电压表，能够测量0～5V之间的直流电压值，四位数码显示所测量的电压值，显示范围为0.000V～5.000V，要求使用的元器件数目最少，测量最小分辨率为0.019V，测量误差约为±0.02V。1.2方案选择 方案一：基于MC14433的数字电压表 直流 交流 图1 基于MC14433的数字电压表的方框图 该方案大致分为五个模块，分别为基准电压模块，A/D转换模块，字形译码驱动模块，显示电路模块，字位驱动模块。由上图可以清楚地看出，交流电流经过AC/DC转换成直流，经过电阻分压集稳压放大后进入双积分A/D转换器MC14433测量，再通过CD4511译码器经过A/D转换器位选电路送到LED显示，完成电压测试。 方案二：基于INC 7107数字电压表 直流 交流 图2 基于INC 7107数字电压表的方框图 该方案将直流电压和交流电压转换电路直接同芯片INC7107连接组成，INC7107将转换后的数据显示在LED显示数码管上。INC7107为CMOS单片双积分式A/D转换器，集模拟部分的缓冲器、积分器、电压比较器、正负电压参考源和模拟开关，以及数字部分的振荡器、计数器、锁存器、译码器、驱动器、控制器和逻辑电路于一身的芯片。使用时只需少量电阻、电容等器件即可完成模拟量到数字量的转换。 方案三：基于AT89S51的数字电压表 直流 交流 图3 基于AT89C52的数字电压表的方框图 该方案采用12M晶振产生脉冲做AT89S51的内部时钟信号，通过软件设置单片机的内部定时器T0产生中断信号。利用中断设置单片机的P2.4口取反产生脉冲做AT89S51的时钟信号。单片机软件设置ADC0809开始A/D转换并将转换结果存到片内RAM。系统调出显示子程序，将保存结果转化为0.00－5.00V分别保存在片内RAM；系统调出显示子程序，将转化后数据查表，输出到LED显示电路，将相应电压显示出来，程序进入下一个循环。 比较三个方案，方案三结构简单，转换精度高，且转换的过程和控制、显示部分可以控制，比较稳定，抗干扰能力强；而方案一虽然精度也较高,但电路复杂