课程设计（论文）-简易数字直流电压表的设计

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1、简易数字直流电压表的设计电子制作课程考核报告课程名称简易数字直流电压表的设计学生姓名学号所在院(系)物理与电信工程专业班级电子信息工程1302指导教师完成地点PCPROTEUS2015年6月13日20简易数字直流电压表的设计简易数字直流电压表的设计摘要本文介绍一种基于AT89C51单片机的简易数字电压表的设计。该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。A/D转换芯片为ADC0808，它主要负责把采集到的模拟量转换为数字量再传送到数据处理模块。数据处理则是由芯片AT89C51来完成，主要负责

2、把ADC0808传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；并且,它还控制着ADC0808芯片工作。该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。此数字电压表可以测量0-200V的模拟直流输入电压值，并通过数码管显示。关键词单片机；数字电压表；AT89C51；ADC080820简易数字直流电压表的设计目录1引言2总体设计方案2.1设计要求2.2设计思路2.3设计方案3详细设计3.1A/D转换模块3.2单片机系统3.3时钟电路3.4LED显示系统设计3.5总

3、体电路设计4程序设计4.1程序设计总方案4.2系统子程序设计5仿真5.1软件调试5.2显示结果及误差分析结论参考文献附录20简易数字直流电压表的设计1引言数字电压表简称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[1]。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[4]。数字

4、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、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[3]。本文是以简易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ADC0804对输入的模拟信号进行转换，控制核心AT89C51再对转换的

5、结果进行运算处理，最后驱动输出装置LCD显示数字电压信号[11]。【关键词】数字电压表；单片机；AT89C51；ADC080820简易数字直流电压表的设计2设计总体方案2.1设计要求⑴以AT89C51单片机为核心器件，组成一个简单的直流数字电压表。⑵采用1路模拟量输入，能够测量0-200V之间的直流电压值。⑶电压显示用7SEG-MPX4-CC-BLUE，至少能够显示一位小数。2.2设计思路⑴根据设计要求，选择AT89C51单片机为核心控制器件。⑵A/D转换采用ADC0808实现，与单片机的接口为P1口和P2口的高

6、四位引脚。⑶电压显示采用7SEG-MPX4-CC-BLUE数码管显示。⑷LED数码的段码输入,由并行端口P0产生：位码输入，用并行端口P2低四位产生。2.3设计方案硬件电路设计由6个部分组成;A/D转换电路，AT89C51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1所示。时钟电路A/D转换电路测量电压输入显示系统AT89C51P1P2P2P0图1数字电压表系统硬件设计框图20简易数字直流电压表的设计3硬件电路设计3.1A/D转换模块现实世界的物理量都是模拟量，能把模拟

7、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、价格便宜等优点。与双积分相比，逐次逼近式A/D转换的转换速度更快，而且精度更高，比如ADC0809、ADC0808等，它们通常具有8路模拟选通开关及地址译码、锁存电路等，它们可以与单片机系统连接，将数字量送到单片机进行分析和显示。一个n位的逐次逼近型A/D转换器只需要比较n次，转换时间只取决于位数和时钟

8、周期，逐次逼近型A/D转换器转换速度快，因而在实际中广泛使用[1]。3.1.1逐次逼近型A/D转换器原理逐次逼近型A/D转换器是由一个比较器、A/D转换器、存储器及控制电路组成。它利用内部的寄存器从高位到低位一次开始逐位试探比较。转换过程如下：开始时，寄存器各位清零，转换时，先将最高位置1，把数据送入A/D转换器转换，转换结果与输入的模拟量比较，如果转换的模拟量比输入的模