毕业设计论文基于单片机的数字电压表设计.docVIP

项目名称： 数字电压表设计 班 级： 电子201004班 姓 名： 黄洁 学 号： 201003041406 指导教师： 温锦辉 日 期： 2012年6月4日 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采用用指针式，里面是磁电或电磁式结构，所以响应较慢。为适应许多高速信号领域目前已广泛使用数字电压表。本设计是基at89c51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at89C51单片机作为控制核心，以ADC088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；使用共阴极数码管显示被测电压。 关键词： 单片机、电压检测、模数转换、 目 录 第一章 设计要求及目的 - 4 - 1.1 实训要求 - 4 - 1.2 实训目的 - 4 - 1.3 实训意义 - 4 - 1.4 总体实训方案 - 4 - 第二章 硬件设计思想和原理图 - 4 - 2.1 原理及功能 - 4 - 2.2 系统总体设计框图 - 5 - 2.3 单片机引脚特性及性能 - 5 - 2.3 单片机系统 - 7 - 2.4 ADC0809引脚图及功能 - 8 - 2.5 ADC0808的内部结构及工作流程 - 10 - 2.5 AD转换电路 - 11 - 第三章 软件设计与流程 - 11 - 3.1 程序流图 - 11 - 3.2 功能介绍 - 12 - 第四章 软件仿真及测试数据 - 12 - 4.1 仿真结果 - 12 - 总结 - 14 - 致谢 - 14 - 参考文献： - 15 - 第一章 设计要求及目的 1.1 实训要求 基本要求： （1）以51单片机为设计核心，组成一个简易的数字电压表 （2）测量电压范围0-5V （3）电压用四位数码管显示，能够显示三位小数 （4）尽量使用较少的元件 1.2 实训目的 （1） 进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理； （2） 掌握单片机的借口技术及，ADC0808芯片的特性，控制方法； （3） 通过这次实训设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术； （4） 通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计的方法和调试技术。 1.3 实训意义 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使自身了解开发单片机应用系统的全过程，强化巩固所学知识，为以后的学习和工作打下基础。 1.4 总体实训方案 测量一个0——5V的直流电压，通过输入电路把信号送给AD0808，转换为数字信号再送至at89c51单片机，通过其P1口经数码管显示出测量值。 第二章 硬件设计思想和原理图 2.1 原理及功能 8路数字电压表主要利用A/D转换器，其过程为如下：先用A/D转换器对各路电压值进行采样，得到相应的数字量，再按数字量与模拟量成比例关系运算得到相应的模拟电压值，然后把模拟值通过数码管显示出来。设计时假设待测的输入电压为8路，电压值的范围为0—5v，要求能在4位LED数码上轮流显示或单路显示。测量的最小分辨率为0.019v。 根据系统的功能要求，控制系统采用AT89s51单片机，A/D转换器。当输入电压为5V时，输出的数据值为255（0FFH），因此最大分辨率为0.0196V（5/255）。ADC0808具有8路模拟量输入端口，通过3位地址输入端能从8路中选择一路进行转换。如每隔一段时间依次轮流改变3位地址输入端的地址，就能依次对8路输入电压进行测量。LED数码管显示采用软件译码动态显示。通过按键选择可8路循环显示，也可以单路循环。单路显示可通过按键选择所要显示的通道数。 2.2 系统总体设计框图 本系统采样Atmel89C51单片机作为控制核心，以ADC0808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，用共阴极数码管显示结果。 图1电压表硬件设计 单片机引脚特性及性能 AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含有4KB的可反复擦写的只读程序存储器和128字节的随机存储器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，由于将多功能