简易数字电压表的设计

《简易数字电压表的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、目录第1章绪论11.1数字电压表发展现状11.2课程设计的任务1第2章总体方案设计22.1器件的选择22.1.1单片机选择方案22.1.2A/D转换模块32.1.3显示系统的选择42.2设计原理52.3设计思路52.4系统结构框图5第3章硬件设计73.1单片机最小系统的设计73.2A/D转换模块的设计93.3电压输入电路113.4LED显示电路123.5系统扩展电路133.6总的电路设计14第4章软件设计164.1主程序框图164.2系统子程序的设计174.2.1初始化程序174.2.2A/D转换子程序174.2.3显示子程序19第5章课程设计总结21参

2、考文献22附录I：23附录Ⅱ：24第1章绪论1.1数字电压表发展现状在电量的测量中，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。数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、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、测量速度快等特而得到广泛应用。传统的指针式刻度电压表功能单一，进度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需要。采用单片机的数字电压表，将连续的模拟

3、量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC实时通信。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。目前，由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电压表的快速发展，并不断出现新的类型。数字电压表从1952年问世以来，经历了不断改进的过程，从最早采用继电器、电子管和

4、形式发展到了现在的全固态化、集成化，另一方面，精度也从0.01%-0.005%。目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，因而，以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面。1.2课程设计的任务本次设计要求以单片机为核心，通过信号输入及调理电路、测量电路、控制电路、人-机接口电路等，对一定范围内的电压信号进行准确、快速的测量并显示。采用3位LED数码管显示被测电压值，基本测量范围是0—5V，测量误差为V。23第1章总体方案设计1.1器件的选择1.1.1单片机选择方案AT89S52是一个低电压，高性

5、能CMOS8位单片机，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89S52有40个引脚，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口。如图2.1所示。AT89S52图2.1AT89S52单片机1.1.2A/D转换模块23ADC

6、0808是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，带有使能控制端，与微机直接接口，片内带有锁存功能的8路模拟多路开关，可以对8路0-5V输入模拟电压信号分时进行转换，由于ADC0808设计时考虑到若干种模/数变换技术的长处，所以该芯片非常适应于过程控制，微控制器输入通道的接口电路，智能仪器和机床控制等领域[5]。ADC0808主要特性:8路8位A/D转换器，即分辨率8位；具有锁存控制的8路模拟开关；易与各种微控制器接口；可锁存三态输出，输出与TTL兼容；转换时间：128μs；转换精度：0.2%；单个+5V电源供电；模拟输入电压范围0-+5V，无需外部零点和

7、满度调整；低功耗，约15mw。ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，其引脚图如图2.2所示。图2.2ADC08081.1.1显示系统的选择LED是发光二极管显示器的缩写。LED由于结构简单、价格便宜、与单片机接口方便等优点而得到广泛应用。LED显示器是由若干个发光二极管组成显示字段的显示器件。在单片机中使用最多的是七段数码显示器。LED七段数码显示器由8个发光二极管组成显示字段，其中7个长条形的发光二极管排列成“日”23字形，另一个圆点形的发光二极管在显示器的右下角作为显示小数点用，其通过不同的组合可用来显示各种数字。LED引脚排列如下图2

8、.3所示:图2.3七段LED显示模块在本设计中，LED采用共阴极接法，并且采用动