8051单片机数字电压表设计

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1、桂林电子科技大学单片机最小应用系统设计报告指导老师：吴兆华学生：朱少华学号：092011117机电工程学院2010年6月15单片机最小应用系统设计报告一、设计题目………………………………………………………1二、设计目的………………………………………………………1三、系统硬件图……………………………………………………1四、程序流程图……………………………………………………4五、系统说明与分析5.1设计思路…………………………………………………55.2LED显示部分……………………………………………55.3最小系统控制部分………………………………………65.3.1

2、单片机的I/O接口………………………………………75.3.2单片机使用的外围电路…………………………………85.4电路板的制作……………………………………………105.5系统连线说明分析.…………………………………….115.6系统调试…………………………………………………12六、源程序………………………………………………………12七、总结…………………………………………………………15八、参考文献……………………………………………………1515一、设计题目数字电压表设计。用8051单片机和ADC0809组成一个数字电压表。要求能够测量0-5V的直流电压值，并

3、用四位数码管显示，并要求所用元器件最少。二、设计目的1.掌握单片机8051的性能及使用方法；2.掌握使用单片机编程的方法；3.了解七段数码显示数字的原理；4.掌握多位数字的显示技术；5.掌握ADC0809模/数转换的应用；三、系统硬件图1、数字电压表系统的硬件电路原理图如下：图1电路原理图152、数字电压表系统的硬件电路PCB图如下：图2PCB图二、程序流程图开始采集数据A/D转换结果乘以0.4是否溢出LED显示显示4.98结束数字电压表程序框图如下：15二、系统说明与分析5．1设计思路本题要求输入0~99v的模拟电压，结果用LED显示。由于计算机读入的只能是

4、数字量，因此首先要用模/数转换器ADC0809将采集到的数据转换成数字量送入8031进行处理。再者，用LED显示结果时就要考虑8031与LED的接口问题。在程序中要完成的还有输入量于输出量的对应问题。ADC0809是八位的模/数转换器，数字范围为0~255，而输出要求0~100。因此，模拟量与数字输出的变化比为100/255。在计算机乘法中不能给一个数直接乘以0.4，所以在处理输入值时就必须计算输入值*4/10。算得的值不必再进行其他转换便可通过LED显示。5．2LED显示部分ACD0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，为28引脚双列直插式封装。可

5、实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存译码电路，其转换时间为100微秒左右。A/D转换用于实现模拟量到数字量的转换。按转换原理可分为四种，即：计数式A/D转换器、双积分式A/D转换器、逐次逼近式A/D转换器和并行式A/D转换器。目前使用较多的为后三种。双积分式A/D转换器具有高精度、抗干扰性好、价格低廉等特点，但速度较慢，经常应用于对速度要求不高的仪表中；逐次逼近式A/D转换器在精度、速度和价格上都适中，是目前最常用的A/D转换器；并行式A/D转换器是一种用编码技术实现的高速A/D转换器其速度最快，价格也最高，使用于要求较高

6、的场合。综上，本设计选用逐次逼近式8位A/D转换芯片ADC0809。ADC0809的主要技术特性和指标：·分辨率：8位。·转换时间：取决于芯片时钟频率。·单一电源：+5V。·模拟输入电压范围：单极性0～5V，双极性+5V或+10V。·具有可控三态输出锁存器。·启动转换控制脉冲式（正脉冲），上升沿使内部所有寄存器清“0”，下降沿使A/D转换器开始。LED显示器通常所说的LED显示器有七个发光二极管组成，因此也称之为七段LED显示器。此外，显示器中还有一个圆点型发光二极管，用于显示小数点。155.3最小系统控制部分最小系统的控制器由单片机AT89S51实现，它是单

7、片机MCS-51高性能8位机系列的一种，广泛应用于各种小型控制系统中，其引脚图如图3所示。图3AT89S51单片机是AMTEL公司生产的MCS-51系列的兼容产品，与MCS-51指令系统兼容，系统结构相同，CMOS工艺制造并带有非易失性Flash程序存储器。全部支持12时钟和6时钟操作。AT8S51包含128字节RAM、32条I/O口线、3个16位定时/计数器、6输入4优先级嵌套中断结构、1个串行I/O口（可用于多机通信I/O扩展或全双工UART以及片内振荡器和时钟电路）。功能结构如图4所示：图4AT89S51单片机功能结构图155.3.1单片机的I/O接口接

8、口电路是单片机必不可少的组成部分，并行