课程设计（论文）-基于单片机的数字电压表设计

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1、课程设计说明书第II页基于单片机的数字电压表设计摘要本论文讲述了基于AT89C51单片机的数字电压表的设计及仿真，设计主要由三个部分组成：单片机（AT89C51）、LED显示模块、A/D转换器。A/D转换主要由芯片ADC0808来完成，作用是把电压的模拟量转换为相应的数字量并传送到数据处理模块。数据处理则由芯片AT89C51来完成，其负责把ADC0808传送来的数字量经过一定的处理，产生相应的显示代码驱动显示模块进行显示；另外,它还控制着ADC0808芯片工作。该系统的数字电压表电路简洁明了，所涉及到的元件较少，成本低，而测量精度和可靠性较高。该数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压

2、值，并通过一个4位一体的7段数码管显示出来。关键词：AT89C51，ADC0808，LED数码显示管，数字电压表课程设计说明书第II页1绪论11.1课题描述11.2设计需求11.3设计思路21.4基本工作原理及框图22硬件电路22.1A/D转换器22.1.1逐次逼近型A/D转换器原理32.1.2ADC0808的主要性能32.1.3ADC0808的外部脚42.1.4ADC0808的内部结构、工作原理及时序图42.2单片机最小系统62.2.1单片机的介绍62.2.2AT89C51的引脚功能62.3LED显示系统82.3.1LED的基本结构82.3.2LED显示器的选择82.3.3LED的译码方式8

3、2.3.4LED与C51的接口设计92.4复位电路和时钟电路92.4.1复位电路92.4.2时钟电路102.5总电路硬件图113程序设计113.1程序设计方案113.2系统子程序设计123.2.1子程序初始化123.2.2A/D转化子程序12课程设计说明书第II页3.2.3程序设计134仿真164.1软件调试164.2仿真结果17总结19致谢20参考文献21课程设计说明书第19页1绪论1.1课题描述电压、电流和频率是最基本的三个被测电量，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。它是采用数字化测量技术，把连续的模

4、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、测量速度快等优点而泛应用到实际生活中。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，将连续的模拟量转换离散的数字形式并加以显示。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

5、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、集成化（IC），另一方面，精度较以前有所提高目前，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。本文是以简易数字直流电压表的设计仿真为研究内容，系统主要包括三大模块：转换模块、数据处理模块、显示模块。其中，A/D转换采用ADC0808，对输入的模拟电压信号进行转换，控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算处理，最后驱动显示装置LED

6、来显示数字电压信号。1.2设计需求1、以AT89C51单片机为核心器件，组成一个简单的直流数字电压表。2、采用1路模拟量输入，能够测量0--+5V之间的直流电压值。3、电压显示用4位一体的LED数码管显示，至少能够显示两位小数。课程设计说明书第19页1.3设计思路1、根据设计要求，选择AT89C51单片机为核心控制器件。2、A/D转换采用ADC0808实现，输出端口与单片机的接口为P1口，时钟等端口与P2口的低四位引脚相连。3、数字电压显示采用4位一体的7段LED数码管。4、LED数码的段码输入,由并行端口P0产生：位码输入，用并行端口P3低四位产生。1.4基本工作原理及框图硬件电路设计由3个

7、部分组成：A/D转换电路，AT89C51单片机系统，LED显示系统。硬件电路设计框图如图所示:图1数字电压表系统硬件设计框图2硬件电路2.1A/D转换器课程设计说明书第19页能把模拟量转化成数字量的器件称为模/数转换器（A/D转换器），A/D转换器是单片机数据采集系统的关键接口电路，按照各种A/D芯片的转化原理可分为逐次逼近型，双重积分型等等。双积分式A/D转换器具有抗干扰能力强、转换精度高、价格