基于51单片机的多路电压采集系统的设计-proteus仿真

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1、单片机课程设计报告设计题目：基于51单片机的多路数据采集器系别:电子信息工程系专业:电子信息工程专业班级:*********姓名:******学号:*********指导老师:******基于51单片机的多路数据采集器一、摘  要：用51单片机控制ADC0808将模拟信号（0~0.5V）转换成数值量（0~255），再控制LED数码管以十六进制实时显示出来。ADC0808为模/数（A/D）转换器。在Proteus软件上实现电路设计和程序设计，并进行实时交互仿真。本设计采用了以单片机为开发平台，控制系采用AT89C52单片机，A/D转换采用ADC08

2、08。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便进行8路其它A/D转换量的测量。万用板经过排版、布线、焊接、调试等工作后基于51单片机的简易电压表成形。关键字：51单片机ADC0808LED数码显示二、设计要求1、用51单片机作为控制器，来控制ADC0808将模拟信号转换成数值量（0—255）；2、可准确测量0—0.5V电压，最小分辨率2mV；3、测量误差小于5%；4、用51单片机控制两位数码管显示实时测量电压的16进制数值量；5、单片机采用中断工作方式；6、在Proteus软件上实现多路电压的测量的电路和程序设计，并进行实时仿真；三、功能创新(1

3、)在Proteus软件上实现了8路电压的测量设计，并仿真成功，且在万用板上焊接、调试成功；(2)设计一个外部开关通过中断方式来选择任意一路的电压测量，并用单片机控制一位数码管显示路数；(3)通过编程实现直接在LED数码管上显示测量电压值，并精确到1mV；(4)设计一个由LED灯和蜂鸣器组成的报警电路，当被测电压超过测量范围时，报警电路实现报警；四、硬件电路设计1、系统设计框图根据设计要求与思路，在Proteus软件上设计和仿真该系统的设计方案。硬件电路由6个部分组成，即单片机电路、复位电路、4位LED显示电路、A/D转换电路和键盘及报警电路、放大

4、电路。系统设计框图如下：LED显示电路单片机系统复位电路0~0.5V输入报警电路时钟电路放大电路A/D转换按键电路图1系统框图2、单片机系统电路本次设计选择Atmel公司生产的AT89C52作为控制芯片。AT89系列与MCS-51系列单片机相比有两大优势：第一，片内程序存储器采用闪速存储器，使程序的写入更加方便;第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个电路体积更小。它以较小的体积、良好的性价比倍受青睐。51单片机如下图：图251单片机管脚图3、时钟电路单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的。在单片机的XTAL1和XTAL2两个管脚，接一只晶振及两只电容

5、就构成了单片机的时钟电路。电路中，电容C1和C2对震荡电路有微调的作用，通常的取值范围位（30+10）pF。石英晶体选择6MHz或12MHz都可以，其结果只是机器周期时间不同，影响计数器的计数初值，此设计取12MHz。时钟电路如下图：图3时钟电路4、复位电路复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把单片机从0000H单元开始执行程序。复位电路如下图：图4复位电路5、LED显示电路LED显示器的驱动是一个非常重要的问题，显示电路由LED显示器、段驱动电路和位驱动电路组成。此设计不采用段驱动芯片和位驱动芯片，直接由单片机的P1，P3口驱动，实现动态显示

6、。数码管管脚图如下：图5四位一体LED数码管6、A/D转换电路A/D转换器的功能是将模拟量转换为与其大小成正比的数字量信号。能实现这种转换的原理和方法很多，本次设计采用ADC0808转换器。ADC0808是一种逐次逼近型的8位A/D转换器件，片内有8路模拟开关，可输入8路模拟量，单极性，量程为0～+5V。A/D转换电路图如下：图6ADC0808转换电路7、放大电路由于待测电压为0-0.5V，而ADC0808量程为0～5V，为了减小误差，将待测信号放大10倍。放大电路如下图：图7放大电路8、按键电路和报警电路本次设计添加按键来控制ADC0808八路

7、中的某一路测量，报警电路提供超量程报警。按键电路和报警电路如下图：图8按键和报警电路五、软件程序设计（1）根据本次设计系统所要完成的功能，采用中断方式的设计程序流程图如下：（2）程序的设计①主程序的设计：主程序的内容一般包括主程序的起始地址、中断服务额程序的起始地址、有关内存单元及相关部件的初始化和一些子程序调用等。②A/D转换子程序的设计：A/D转换程序的功能是采集数据，再整个系统设计中占有很高的地位。当系统置好后，单片机扫描转换结束管脚的中断电平，当输入为正跳变则转换完成，将转换的数值转换并显示输出。若输入为负跳变，则继续循环等待中断。A/D

8、转换子程序框图如图10所示：图10A/D转换子程序流程图③数码显示子程序的设计：由于人们日常习惯使用十进制数，而计算机的键盘输入、输出以