基于单片机的数字电压表

《基于单片机的数字电压表》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、西华大学课程设计说明书1前言12总体方案设计22.1方案论证22.2方案比较及选择33硬件电路设计43.1AD转换电路43.2复位电路43.3时钟电路53.4显示电路63.5特殊器件介绍63.5.1主控芯片AT89S5163.5.2ADC080873.5.3LED94软件部分设计114.1A/D转换子程序114.2显示子程序125电路仿真135.1软件调试135.2显示结果及误差分析136系统功能17小结18参考文献19附录1基于单片机的数字电压表原理图20附录2基于单片机的数字电压表程序清单211前言在电量的测量中，电压、电

2、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、

3、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（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态化、

4、集成化（IC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。本文是以数字直流电压表的设计为研究内容，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，控制核心AT89S51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。2总体方案设计2.1方案论证方案一：硬件电路设计由6个部分组成;A/D

5、转换电路，AT89S51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2.1所示。AT89S51测量电压输入时钟电路A/D转换电路显示电路复位电路2.1数字电压表系统硬件设计框图方案二：用ICL713与单片机AT89C52构成电压表系统。ICL713的串行方式在实践中应用效果很好。方框图如图2.2。LED数字显示器单片机计数控制电路三斜积分A/D转换电路输入放大与量程转换电路电源图2.2电压表系统框图2.2方案比较及选择方案一和方案二在实际应用各有各地特点。但方案一应用方便，原理易懂，

6、结构简单，器件易购买;方案二中用到ICL713，但不太熟悉。所以选择方案一。3硬件电路设计3.1AD转换电路电路图如图3-1所示。在选择输入端时，是将A、B、C赋值为低电平，选择IN0作为输入端。图3—1AD转换原理图3.2复位电路单片机在启动运行时都需要复位，使CPU和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。MCS-51单片机有一个复位引脚RST,采用施密特触发输入。当震荡器起振后，只要该引脚上出现2个机器周期以上的高电平即可确保时器件复位[1]。复位完成后，如果RST端继续保持高电平，MCS-51就

7、一直处于复位状态，只要RST恢复低电平后，单片机才能进入其他工作状态。单片机的复位方式有上电自动复位和手动复位两种，图3-2是51系列单片机统常用的上电复位和手动复位组合电路，只要Vcc上升时间不超过1ms，它们都能很好的工作。图3-2复位电路3.3时钟电路单片机中CPU每执行一条指令，都必须在统一的时钟脉冲的控制下严格按时间节拍进行，而这个时钟脉冲是单片机控制中的时序电路发出的。CPU执行一条指令的各个微操作所对应时间顺序称为单片机的时序。MCS-51单片机芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成震荡器，XTAL1为该放大器

8、的输入端，XTAL2为该放大器输出端，但形成时钟电路还需附加其他电路。本设计系统采用内部时钟方式，利用单片机内部的高增益反相放大器，外部电路简，只需要一个晶振和2个电容即可，如图3-3所示。图3-3时钟电路原理图电路中的器件选择可以通过计算和实验确定，也可以参考一些典型电路的