单片机数字电压表设计LED显示含C源代码.doc

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1、1.绪论31.1课程设计要求31.2数字电压表介绍32.硬件单元电路设计32.1数字电压表结构框图32.1.1AT89C51单片机简介42.1.2ADC0832转换器简介42.1.3时钟电路62.1.4复位电路62.1.5LED显示电路73.软件单元电路设计73.1主程序流程图73.2显示子程序流程图83.3A/D转换子程序流程图93.4数据处理子程序流程图94.数字电压表仿真设计图与实物图104.1仿真图104.2器件清单104.3硬件电路实物图115.程序代码126.项目设计总计19197.参考文献191.绪论1.1

2、课程设计要求使用单片机AT89C51和ADC0832设计一个数字电压表，能够测量0－5V之间的直流电压值，两位数码显示。在单片机的作用下，能监测两路的输入电压值，用8位串行A/D转换器，8位分辨率，逐次逼近型，基准电压为5V；能用两位LED进行轮流显示或单路选择显示，显示精度0.1伏。1.2数字电压表介绍数字电压表简称DVM，数字电压表基本原理是将输入的模拟电压信号转化为数字信号，再进行输出显示。而A/D转换器的作用是将连续变化的模拟信号量转化为离散的数字信号，器基本结构是由采样保持，量化，编码等几部分组成。因此AD转换

3、是此次设计的核心元件。输入的模拟量经过AD转换器转换，再由驱动器驱动显示器输出，便得到测量的数字电压。2.硬件单元电路设计2.1数字电压表结构框图结构如（图1）所示图1192.1.1AT89C51单片机简介AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4kBytes ISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和IS

4、PFlash存储单元，AT89C51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。51单片机内包含以下几个部件：1)8位微处理器（CPU）。2)数据存储器（128BRAM）。3)程序存储器（ROM/EPROM）。4)4个8位可编程并行I/O口（P0口，P1口，P2口，P3口）。5)1个全双工的异步串行口。6)2个16定时器/计数器。7)中断系统。8)特殊功能寄存器（SFR）。图2单片机片内结构如（图2）所示：192.1.2ADC0832转换器简介ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于

5、它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。学习并使用ADC0832可是使我们了解A/D转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。芯片如下（图3）所示：图3芯片接口说明如下：CS_片选使能，低电平芯片使能。CH0模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。CH1模拟输入通道1，或作为IN+/-使用。GND芯片参考0电位（地）。DI数据信号输入，选择通道控制。DO数据信号输出，转换数据输出。CLK芯片时钟输入。Vcc/REF电源输入及参考电压输入（复用）。工作原理如下：正常情况下ADC

6、0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高

7、电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据用于选择通道功能。当此2位数据为“1”、“0”时，只对CH0进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。当2位数据为“0”、“0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入。当2位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-，CH119作为正输入端IN+进行输入。到第3个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由DO端输

8、出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下沉输出DATD0。随后输出8位数据，到第19个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯