基于单片机的数字电压表的设计_毕设论文.doc

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1、毕业论文基于单片机的数字电压表的设计摘要本设计主要研究的是以AT89C51单片机为核心的电压测量系统，该系统能够在单片机的控制下完成对电压信号采集，能够根据采样值进行量程自动转换，并且测量结果可通过四个数码管显示出来。整个系统的设计完成了硬件电路的设计及软件程序的编写，通过最终硬件电路的调试及软件程序的仿真，使该系统能够在要求的条件下达到正常的测量及显示功能。在整个系统的设计过程中，主要采用了模块化的设计方法。关键词：AT89C51单片机；数字电压表；模块化Designofthedigitalvoltmeterb

2、asedontheMCUAbstractThispaperintroducesanachievementofavoltagemeasuresystembasedontheAT89C51MCU.Thissystemcanaccomplishthesignalsamplingofvoltage,andchangerangeautomaticallyaccordingtothesignalsampled.Theresultcanbedisplayedthroughnumeralrubeoffourplaces.Inth

3、isdesign,thehardwarecircuitandsoftwareprogrammingarebothrealizedatthejudgeofhardwarecircuitandimitationofsoftwareprogram.Thissystemcanfulfillthefunctionofmeasureanddisplayingunderthedemandedconditions.Overthedesigningofthewholesystem,themethodofmodularityisus

4、ed.Keywords:AT89C51MCU;DigitalVoltmeter;Modularity目录绪论1第一篇硬件部分的设计11.数据采集部分的设计21.1交流信号和直流信号的采样22.量程自动转换电路的设计43.模数转换单元的设计54.控制电路的设计74.1总体概况7一.主要功能7二.内部结构框图8三.外部引脚说明94.2单片机在系统中的应用115.显示部分的设计125.1键盘显示8279芯片125.28279的组成和基本工作原理135.38279引脚及功能155.48279的工作方式及命令字格式17第二

5、篇软件系统的设计231.MCS-51单片机汇编语言232.主程序的设计233.子程序的设计253.1采样程序的设计253.2量程处理程序的设计263.21采样及其处理程序263.22计算部分的设计283.23显示部分的软件设计293.3超量程处理294.系统程序清单29设计总结41参考文献41绪论在电气测量中，电压是一个很重要的参数。如何准确地测量模拟信号的电压值，一直是电测仪器研究的内容之一。数字电压表是通用仪器中使用较广泛的一种测试仪器，很多电量或非电量经变化后都用可数字电压表完成测试。因此，数字电压表被广泛

6、地应用于科研和生产测试中。本文将介绍一种以单片机为核心的电压测量仪表，它能够测量电压量，能够自动进行量程选择，并且测量结果能够通过数码管显示，从而具有一定的智能性。本文将就这一系统的硬件电路部分和软件程序部分分别作以介绍。在硬件部分，本文就系统的各个组成模块的原理作了详细的介绍。另外，在每一模块电路中都对元器件的选择作了简单的介绍，其中包括有关数值的计算和分析。在软件部分，详细阐述了各个模块电路的软件设计方法和设计中的细节。第一篇硬件部分的设计分析本设计，可以看出其主要任务就是对电压信号能够自动选择合适的量程进行

7、测量并显示。本设计要求采用单片机进行控制，由于单片机的有效输入输出信号均为数字信号，而对于整个系统的前向通道有效信号均应为模拟信号，所以在设计过程中必然包括模拟量转换为数字量单元的设计。根据要求本设计中采用的是V/F转换电路。对于V/F转换电路，要使其转换具有良好的线性度和精度必须使其输入电压变化范围较小。而本系统中要求测量的电压范围是0～500V,无法满足V/F转换的要求。所以，前向模拟通道的设计要包括量程转换部分，即对大信号进行分压变小，对小信号进行放大，显然，这样不仅能满足V/F转换电路的要求，而且也能有效

8、的防止超量程测量。另外，前向通道的设计还应包括对模拟信号的采集部分。本设计框图如图1-1所示：图1-1设计总框图在以后的各节中，将分别介绍各个部分的设计。1.数据采集部分的设计根据本系统的要求所采集的信号应为电压信号，同时电压信号还应有交流和直流之分。所以在设计中应该具有相应的处理电路，使最终的信号得以统一。对于交流信号可以采用交/直流变换的方法变为直流，这样最终进入模/