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PAGE 30 深圳大学考试答题纸 (以论文、报告等形式考核专用)二○ 一四 ～二○ 一五 学年度第 二 学期 课程编号1701700001课程名称智能仪器与测控系统主讲教师评分学 号姓名专业年级测控技术与仪器 大三教师评语：题目：可自动换挡的直流数字电压表设计 1 系统需求分析 1．1 考虑的内容 51单片机使用何种方式将模拟电压转换成数字电压； 51单片机如何控制进行相应的档位切换； 51单片机如何显示对应的采集值； 需要设计合适的单片机软件。 1．2 涉及的知识 数字电压表的实现原理； 运算放大器LM324的应用原理； A/D芯片AD0809的应用原理； LCD1602液晶显示器的应用原理。 1.3 软件需求 编程软件 ：Keil vUsion 仿真软件：protues 1.4 硬件需求 组成51单片机最小系统的元器件 万能板 AT89C52 LM324放大器 AD0809 LCD1602 杜邦线若干 电阻器若干 2 系统总体设计 2.1主要实现内容 运用所学单片机、模拟和数字电路、以及测控系统原理与设计等方面的知识，设计出一台以AT89C52为核心的直流数字电压表，完成电压信号的采集、处理、显示（数码管或者LCD）及键盘接口电路等部分的软、硬件设计，要求采用ADC0809 或PCF8591实现A/D转换，1、测量范围：0-20V直流电压，设置三个量程：0-200mV，200 mV-2V，2V-20V，实现自动换档。 b．测量精度：20 mV。 c．测量误差允许范围：=1%。 d．显示：用四位七段数码管显示电压读数或用LCD1602显示 2.2电压表的总体工作流程 初始化单片机系统 判断当前的 待测电压值 切换到0-0.2V量程 切换到0.2-2V量程 切换到2-20V量程 测量电压 3 系统的硬件设计 3．1 模块分析 通过对数字电压表的功能分析，我们可以将其分为输入模块、模数转化模块、 单 片机控制模块以及显示模块四部分。输入模块是由两个放大器LM324形成的3个输出接到模数转换模块的ADC0809的IN1、IN2、IN4上，这时候输入的是模拟信号，经过ADC转换器进行采样保持等操作，在ADC0809的8个输出口out0~out7输出了相应的数字信号，并从51单片机的P1口传入单片机的内部供单片机进行下一步处理。另外，ADC转换器上的一些控制端口也接到了单片机上，使单片机实现对模数转换的控制操作。从单片机P1口进来的数据，会从单片机的P0口传送到显示模块LCD1602的数据输入口上，通过上拉电阻的驱动，液晶屏显示器上就能显示出相应的电压测量值了。 实物图： 显示模块 模数转换模块 输入模块 单片机控制模块 完整的硬件连接图： 3．2 关于AT89C52 AT89C52是一个低电压，高性能 HYPERLINK /view/22318.htm \t /_blank CMOS?8位 HYPERLINK /view/1012.htm \t /_blank 单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的 HYPERLINK /view/7641.htm \t /_blank Flash只读 HYPERLINK /view/421016.htm \t /_blank 程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（ HYPERLINK /view/3558.htm \t /_blank RAM），器件采用 HYPERLINK /view/110906.htm \t /_blank ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51 HYPERLINK /view/178189.htm \t /_blank 指令系统，片内置通用8位 HYPERLINK /view/14045.htm \t /_blank 中央处理器和Flash HYPERLINK /view/1223079.htm \t /_blank 存储