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单片机原理及应用 课 程 设 计 报 告 设计课题： 数字电压表设计 专业班级： 电子信息工程（2）班 学生姓名： 胡诗谦 学 号： 20110210110225 指导教师： 徐春辉 内 容 摘 要 电压表是测量仪器中不可缺少的设备目前广泛应用的是采用专用集成电路实现的数字电压表。本系统以51单片机为核心，以逐次逼近式A/D转换器ADC080、显示器为主体，设计了一款简易的数字电压表，能够测量0～5V的直流电压，最小分辨率为0.02V。 …………………………………………………………………5 二 方案设计与论证 ……………………………………………………………5 三 单元电路设计与参数计算 …………………………………………………5 3.1. A∕D转换器0809 ……………………………………………………6 3.1. LED数码显示 ………………………………………………………8 四 总原理图及参考程序 ………………………………………………………10 五 结论 …………………………………………………………………………16 六 心得体会 ……………………………………………………………………16 七 参考文献 ……………………………………………………………………16 一、概述 数字电压表的基本工作原理是利用A/D转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号，通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。较之于一般的模拟电压表，数字电压表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。 电压表的数字化测量，关键在于如何把随时连续变化的模拟量转化成数字量，完成这种转换的电路叫模数转换器（A/D）。数字电压表的核心部件就是A/D转换器，由于各种不同的A/D转换原理构成了各种不同类型的DVM。一般说来，A/D转换的方式可分为两类：积分式和逐次逼近式。 积分式A/D转换器是先用积分器将输入的模拟电压转换成时间或频率，再将其数字化。根据转化的中间量不同，它又分为U-T（电压-时间）式和U-F（电压-频率）式两种。 逐次逼近式A/D转换器分为比较式和斜坡电压式，根据不同的工作原理，比较式又分为逐次比较式及零平衡式等。斜坡电压式又分为线性斜坡式和阶梯斜坡式两种。 在高精度数字电压表中，常采用由积分式和比较式相结合起来的复合式A/D转换器。本设计以51单片机为核心，以逐次比较型A/D转换器ADC080、显示器为主体，构造了一款简易的数字电压表，能够测量1路0～5V直流电压，最小分辨率0.02主要特性1）8路8位AD转换器，即分辨率8位。 2）具有转换起停控制端。 3）转换时间4）单个＋5V电源供电 5）模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。 6）工作温度范围为-40～＋85摄氏度 7）低功耗，约15。 内部结构 　ADC0808内部结构框图 ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式AD转换器，内部结构如图1所示，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DA转换器、逐次逼近寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。输入输出与TTL兼容。 图.二 ADC0808 外部特性（引脚功能） 　　ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如所示。下面说明各引脚功能。 IN0～IN7：8路模拟量输入端。　　：8位数字量输出端。 START： AD转换启动信号，输入高电平有效。 ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当AD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。　 ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。如表所示。EOC： AD转换结束信号，输出，当AD转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。REF（+）、REF（-）：基准电压。 VCC：电源，＋5V。 GND：地。 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 AD转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到AD转换完成，EOC变为