数字电压表的设计

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1、目录一、设计总体方案2二、硬件设计总的方框图2三、硬件电路各部分的设计3（一）A/D转换模块31、逐次逼近型A/D转换器原理32、ADC0808主要特性33、ADC0808的外部引脚特征4（二）单片机系统61、STC89C51的性能62、STC89C51各引脚功能6（三）复位电路和时钟电路81、复位电路的设计82、时钟电路设计9（四）LED显示系统设计91、LED基本结构92、LED显示器的选择103、LED显示器与单片机接口设计10（五）总体电路设计11四、软件程序设计12（一）程序设计总方案12（

2、二）系统子程序设计121、初始化程序122、A/D转换子程序123、显示子程序13(三)软件程序13五、Proteus软件仿真16（一）软件调试16（二）显示结果16六、小结17参考文献18数字电压表的设计（应用电子技术专业应电（10）1班，李缓缓）摘要：随着半导体技术、集成电路（IC）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、电子管和形式发展到了现在的全固

3、态化、集成化（IC化），另一方面，精度也从0.01%-0.005%。本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。此数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。关键词：单片机；数字电压表；7段数码管一、设计总体方案本次实训是以简易数字直流电压表的设计为内容，本系统主要包括三大模块：转换模块、数据处理模块及显示模块。其中，A/D转换采用ADC0808对输入的模拟信号进行转换，控制

4、核心AT89C51再对转换的结果进行运算处理，最后驱动输出装置LED显示数字电压信号。二、硬件设计总的方框图硬件电路设计由6个部分组成;A/D转换电路，STC89C51单片机系统，LED显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路。硬件电路设计框图如图1所示。图1数字电压表系统硬件设计框图三、硬件电路各部分的设计（一）A/D转换模块现实世界的物理量都是模拟量，能把模拟量转化成数字量的器件称为模/数转换器（A/D转换器），A/D转换器是单片机数据采集系统的关键接口电路，按照各种A/D芯片的转化原理可

5、分为逐次逼近型，双重积分型等等。双积分式A/D转换器具有抗干扰能力强、转换精度高、价格便宜等优点。与双积分相比，逐次逼近式A/D转换的转换速度更快，而且精度更高，比如ADC0809、ADC0808等，它们通常具有8路模拟选通开关及地址译码、锁存电路等，它们可以与单片机系统连接，将数字量送到单片机进行分析和显示。一个n位的逐次逼近型A/D转换器只需要比较n次，转换时间只取决于位数和时钟周期，逐次逼近型A/D转换器转换速度快，因而在实际中广泛使用。1、逐次逼近型A/D转换器原理逐次逼近型A/D转换器是由一

6、个比较器、A/D转换器、存储器及控制电路组成。它利用内部的寄存器从高位到低位一次开始逐位试探比较。转换过程如下：开始时，寄存器各位清零，转换时，先将最高位置1，把数据送入A/D转换器转换，转换结果与输入的模拟量比较，如果转换的模拟量比输入的模拟量小，则1保留，如果转换的模拟量比输入的模拟量大，则1不保留，然后从第二位依次重复上述过程直至最低位，最后寄存器中的内容就是输入模拟量对应的二进制数字量。其原理框图如图2所示：图2逐次逼近式A/D转换器原理图2、ADC0808主要特性ADC0808是CMOS单片

7、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。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

8、0-+5V，无需外部零点和满度调整；低功耗，约15mW。3、ADC0808的外部引脚特征ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，其引脚图如图3所示。图3ADC0808引脚图下面说明各个引脚功能:IN0-IN7（8条）：8路模拟量输入线，用于输入和控制被转换的模拟电压。其中地址输入控制（4条）。ALE:地址锁存允许输入线，高电平有效，当ALE为高电平时，为地址输入线，用于选择IN0-IN7上那一条模拟电压送给比较器进行A/D转换。ADDA,AD