简易数字电压表-单片机原理及应用课程设计

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1、课程设计报告课程名称:单片机原理及应用课程设计设计题目：简易数字电压表系别：通信与控制工程系专业：电信工程班级:二2学生姓名：学号：起止日期：指导教师：教研室主任：指导教师评语：指导教师签名：年月日成绩评定项目权重成绩1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量打答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总成绩教研室审核意见：教研室主任签字：年月日教学系审核意见：主任签字：年月日摘要本设计数字电压表是利用A/D转换原理，将被测模拟量转换成数字量，并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。通常数字

2、电压表都采用大规模的A/D转换集成电路，测量精度高，读数方便，在体积、重量、耗电、稳定性及可靠性等方面性能指标均明显优于指针式万用表。其中，A/D转换器将输入的模拟量转换成数字量，逻辑控制电路产牛控制信号，按规定的时序将A/D转换器中各组模拟开关接通或断开，保证A/D转换正常进行。A/D转换结果通过计数译码电路变换成笔段码，最后驱动显示器显示相应的数值。本系统以单片机AT89C52为系统的控制核心，结合A/D转换芯片ADC0809设计一个数字电压表，能够测量0—2.5VZ间的直流电压值，通过四位数码显示。具有

3、读数据准确，测量方便的特点。关键词：STC89C52；电压表；A/D转换;ADC0809冃IJ吕在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。数字电压表(DigitalVoltmeter*)简称DVM,它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量(直流或交流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、灵敏度高和分辨率高、测量速

4、度快等特点而倍受青睐。本设计从各个角度分析了由单片机组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及其原理，并且分析了程序如何驱动单片机进而使系统运行起来的原理及方法。本设计主要分为两部分：破件电路及软件程序。而硬件电路又大体可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、LED显示屯路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍；程序的设计使用汇编语言编程，利用Keil软件对其编译，详细的设计算法将会在程序设计部分详细介绍。设计要求11方案论证与对比11.1方案一11.2方案二21.3方案对比与选择22系统

5、硬件电路的设计32.1A/D转换屯路的设计及原理32.2数据处理电路的设计及原理42.3显示控制电路的设计及原理53系统程序的设计82.1初始化程序83.2主程序83.3显示子程序83.4A/D转换测量子程序94调试及性能分析104.1调试与测试104.2性能分析105详细仪器清单116总结12参考文献错误!未定义书签。附录一：A/D转换与控制PCB电路图错误!未定义书签。附录二:程序错误!未定义书签。数字电压表设计要求主要利用单片机STC89C52芯片，A/D转换采用ADC0809实现数字电压表，数字万用表

6、可以测量0〜2.5V范围内的2路输入电压值，并在6位LED数码管上轮流显示，要求程序控制测量的切换。其测量最小分辨率为0.05V.1方案论证与对比1・1方案一系统采用STC89C52单片机，A/D转换采用ADC0809.系统除能确保实现要求的功能外，还可以很方便地进行8路其他A/D转换的测量和远程测量结果传送等扩展功能。原理框图如图1所示：图1方案一系统方框图1.2方案二系统采用STC89C52单片札A/D转换采用MCI4433双积分A/D转换器能够实现转换精度高、抗强干扰的数模转换，而且价格便宜，应用于速度

7、要求不高的工程实际屮。原理框图如图2所示：图2方案二系统方框图1.3方案对比与选择以上方案中方案一中ADC0809属于逐次逼近式A/D转换器，N次逐次逼近A/D转换器最多只需N次D/A转换、比较判断，就可以完成A/D转换。因此，逐次逼近型A/D转换速度很快，而且带有锁存控制逻辑的8通道多路转换开关，便于选择8路中的任一路进行转换。而方案二屮采用了速度大受限制的MCI4433双积分A/D转换器。通过以上综合分析可以看出，显然方案一要明显优于方案二，因此数字电压表采用方案一设计。2系统硬件电路的设计采集2个通道的

8、模拟量在数码管显示出来。模拟量值的测量范围是0・255,第三至六个数码管用于显示采集的模拟量的值，每秒钟显示切换一下通道。简易数字屯压表测量屯路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。2.1A/D转换电路的设计及原理ADC0809是采用逐次逼近式原理的A/D转换器。1.主要性能分辨率为8位二进制数。模拟输入电压范围0V〜5V,对应A/D转换值为00H〜FFH。每路A/D转换完成时间为lOOpSo允许