简易数字电压表的设计(论文)

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1、目录1引言22系统硬件设计22.1ATMEL89C51单片机系统和显示电路32.2A／D转换电路43系统软件设计53.1初始化程序53.2A/D转换子程序53.3显示子程序64系统安装调试及结果144.1系统安装调试144.1.1电路焊接144.1.2程序下载及程序下载144.2系统调试结果144.2.1调试所用工具144.2.2记录测试数据145总结156致谢157注释8参考文献第17页共17页简易数字电压表的设计【内容摘要】此在现代检测技术中，常需用高精度数字电压表进行现场检测，将检测到的数据送入微计算机系统，完成计算、存储、控制和显示等功能。本文中的数字

2、电压表的控制系统采用ATMEL89C51单片机，A/D转换器采用TLC549为主要硬件，实现数字电压表的硬件电路与软件设计。该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，调节工作可实现自动化。【关键词】数字单片机；数字电压表；A/D转换；模拟信号1引言数字电压表（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。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时

3、通信。目前，由各种单片A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。2系统硬件设计硬件电路设计主要包括：ATMEL89C51单片机系统，A/D转换电路，显示电路。图2-1是数字电压表硬件电路原理图。第17页共17页图2-1数字电压表硬件电路原理图2.1ATMEL89C51单片机系统和显示电路由于单片机体积小、重量轻、价格便宜，所以本系统采用ATMEL89C51单片机，其原理图如图1所示。89

4、C5l的P1、P3．0～P3-3端口作为四位LED数码管显示控制。P3．5端口用作单路显示／循环显示转换按钮，P3．6端口用作单路显示时选择通道。P0端口作TLC549的A／D转换数据读入用，P2端口用作TLC549的A／D转换控制。ATMEL89C51的性能特点：　　·4K字节可编程闪烁存储器　　·寿命：1000写/擦循环　　·数据保留时间：10年　　·全静态工作：0Hz-24MHz　　·三级程序存储器锁定　　·128×8位内部RAM　　·32可编程I/O线第17页共17页　　·两个16位定时器/计数器　　·5个中断源　　·可编程串行通道　　·低功耗的闲置和

5、掉电模式　　·片内振荡器和时钟电路2.2A／D转换电路图2-2TLC549A/D转换原理图D/A转换电路就是将数字信号转换成模拟信号的电路。数据转换精度和转换速度是衡量D/A转换器的重要指标。A／D转换由集成电路TLC549完成。TLC549A/D转换电路如图2所示。TLC549具有8路模拟信号输入端口，地址线(23～25脚)可决定对哪一路模拟信号进行A／D转换。22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。6脚为测试控制，当输入一个2s宽高电平脉冲时，就开始A／D转换。7脚为A／D转换结束标志，当A／D转换结束时，7脚输出高电平。9脚为A／D转

6、换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A／D转换数据从该端口输出。l0脚为0809的时钟输入端，利用单为0809的时钟输入端，利用单片机30引脚的六分频晶振频率再通过14024Z分频得到1MHz时钟。3系统软件设计第17页共17页图3-1主程序图图3-2A/D转换测量程序3.1初始化程序系统上电，初始化程序将70H～77H内存单元清0，P2口置0。系统默认为循环显示8个通道的电压值，当进行一次测量后，将显示每一通道的A／D转换值，每个通道显示时间为1S。70H～77H内存单元存放采样值，78H～7BH内存单元存放显示数据，依次为个位、十位、百位、通道标志位。

7、3.2A/D转换子程序A／D转换子程序用来控制对0809／k路模拟输入电压的A／D转换，并将对应的数值存入70H～77H内存单元。3.3显示子程序显示子程序采用动态扫描实现四位数码管的数值显示。测量数据在显示时需转换成BCD码放在78H～7BH内存单元中，其中7BH存放通道标志数。R3作为8路循环控制，R0用作显示数据指针。第17页共17页程序代码如下：/*******************************************************************/*文件名：tlc549.c*主要功能：应用IIC总线读取tlc549模数

8、转换后的电压值*时钟：11.0592M