数字电压表课设报告

1、北华航天工业学院课程设计报告（论文）设计课题：数手电压表专业班级：学生姓名：指导教师：设计时间：北华航天工业学院电子工程系单片机技术课程设计课程设计任务书姓 名：专业：电气信息类班级：指导教师：职称：课程设计题目：数子电压式已知技术参数和设计要求：利用单片机实验室的试验箱完成数字电压表的设计并变成实现。利用单片机上的电位器作为模拟信号源，输出 05V模拟电压，通过ADC0809转换为 数字量并输入至单片机。通过算法设计，计算出当前数字量所对应的模拟电压 值，然后通过LED动态显示器将电压值显示出来。要求精度为 0.02V, 3位显 示。完成以上工作后，利用单片机矩阵键盘中的某个键作为换挡键，将

2、电压显示值调整至00.5V,实现量程转换。所需仪器设备： 计算机 台 头验相台成果验收形式：设计成果现场验收、回答提问、课程设计报告经英文献：单片机原理与应用胡辉跟我学 用单片机肖洪兵等编，北京航空航天大学出版社单片机原理与应用技术江力主编，清华大学出版社时间 安排2011-2012学年第2学期第15周周一周3上午上午：8:0012:00;下午：14:0018:00指导教师：教研室主任：2012年 5月18 日注：本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够时请另附页。课程设计任务书装订于设计计算说明书（或论文）封面之后，目录页之前。随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机

3、已 可以在一块芯片上同时集成 CPU、存储器、定时器/计数电路，这就很容易将 计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。数字电压表(DigitalVoltmeter)简称DVM ,它是采用数字化测量技术，把 连续的模拟量(直流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪 表。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及 非电量测量技术提高到崭新水平。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转换主要由芯片ADC080睐完成，它负责把采集 到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。数据处理则由芯片 80C51来完成，

4、其负责把ADC080抬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；此外，它还控制着ADC0809K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 0-5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一 个四位一体的7段数码管显示出来。索引关键词：单片机 数字电压表 A/D转换ADC0809 80C51一概 述 1二方案设计与论证 1三单元电路设计与参数计算 21、ADC080的介 22、80C51 简介 3四总原理图 5五安装与调试 5六性能测试与分析 6七结论 6八心得体会 6九参考文献 6一、概述一个完备的单片机应用

5、系统包括硬件和软件两大部分，其中硬件部分包括扩展的存储器、键盘、显示、前向通道、后向通道、控制接口电路以及相关芯片的外围 电路等，软件的功能就是指挥单片机按预定的功能要求进行操作的程序。一个单片机系统只要系统的软、硬件紧密配合，协调一致，这样才是高性能的单片机系 统。矩阵式键盘一般采用扫描式识别按键，软件设计相对复杂，但占用少量的I/O口即可实现很多按键，所以得到了普遍应用。数码管在仪器仪表中有着广泛的用 途，如万用表、转速表等。主要用于显示单片机的输出数据和状态等。A/D转换器主要将模拟量转换为数字量。数字电压表主要用来准确测量电压，在实验室和生活中都得到了广泛应用。该应用系统综合使用了矩阵

6、键盘、LED数码动态显示、模数转换ADC080辆单片 机89C51四部分，实现了数字电压表应用系统测量电压的功能。系统采用12M晶振产生脉冲做AT89C51的内部时钟信号，通过软件设置单片机的 内部定时器T0产生信号，通过按键选择八路通道中的一路，将该路电压送入 ADC08091应通道，单片机软件设置 ADC0809F始A/D转换，转换结束 ADC0809 的EOCS 口产生高电平，同时将 ADC0809勺EO端口置为高电平，单片机将转换 后结果存到片内RAM系统调出显示子程序，将保存结果转化为 0.00-5.00V分 别保存在片内RAM系统调出显示子程序，将华化后数据查表，输出到LED显示电

7、路，将相应电压显示出来，程序进入下一个循环。二、方案设计与论证数字电压表的设计即将连续的模拟电压信号经过A/D转换器转换成二进制数值，再经由单片机软件编程转换成十进制数值并通过显示屏显示。系统通过软件设置单片机的内部定时器INT1产生中断信号。通过片选选择8路 通道中的一路，将该路电压送入ADC0809勺EOCS 口产生高电平，同时将ADC0809 的OE端口置为高电平，单片机将转换后结果存到片内RAM系统调出转换显示程序，将转换为二进制的数据在转换成十进制数并输出到LCD显示电路，将相应电压显示出来。模拟电压ADC0809转换80C51单 数据显小整体框序D0D7为8位二进制数字量输出端，其

8、另一端连接到80C51单片机进行数值转换。ADDA ADDB ADDCJ 3位片选地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。ALE为高电平时，允许 GA/D转换器。P3.6 口写信号与 P2.00808复位，下降沿启ALE为地址锁存控制端口。高电平有效。当 B、A所示的通道被选中，并把该通道的模拟量接入START为A/D转换启动脉冲输入端，由单片机 口相或取反输入一个正脉冲使其启动(脉冲上升沿使 动A/D转换)。EOC为A/D转换结束信号，当 A/D转换结束时，此端输出一个高电平取反给P3.3 口(转换期间一直为低电平)。OE为数据输出允许信号，高电平有效。当A/ D转换结束时，此端由单片机P

9、3.7读信号与P2.0 相或后取反输入一个高电平，才能打开输出三 态门，输出数字量。CLOC时时钟。可通过外接 RC电路改变时钟频率。VREF(+) 、VREF(-)参考电压端口。用以提供A/D转换器权电阻的标准电平(对于一般单极性模拟量输入信号，VREF(+)与VCC相连，VREF(-)与GNDff连。VCC电源端口。接+5V。GND地端2、80C51 简介1 .电源：VCC -芯片电源，接+5V;VSS -接地端；2 .时钟：XTAL1、XTAL2 -晶体振荡电路反相输入端和输出端。3 .控制线：控制线共有4根，ALE/PROG地址锁存允许 /片内EPRO啕程脉冲ALE功能：用来锁存P0

10、口送出的低8位地址PRO创能：片内有EPROMU芯片，在EPRO编程期间，此引脚输入编程脉冲PSEN:外ROM选通信号。fi.O 140Fi.i 39n.2 330F1.3 437Fl 4 一536F1.5 &35FI.5 一T34Fl 7 833EST/Vn 980c51 32EXD/F3 0 1031m/F3.1 1130IWT0/F3. 2 IHTT/F3 3 T0/F3. 4 1427T/F3. 5 1526画F3. 6 1625RE/F3. 7 174XTAL1 一1923XTAL2 1922Vss 一加211213PO 地址馨总线 地理誓 双噌口 it三三才三三80C51单片机引脚

11、图单片机的40个引脚大致可分为 4类：电源、时钟、控制和 I/O弓I脚。(3) RST/VPD:复位/备用电源。RST ( Reset)功能：复位信号输入端。VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。EA/Vpp:内外ROMte择/片内EPRO陶程电源。EA功能：内外ROM先择端。Vpp功能：片内有 EPROM勺芯片,在 EPROM程期间，施加编程电 源 Vpp。4. I/O 线80C51共有4个8位并行I/O 端口： P0、P1、P2、P3 口，共32个引脚。P3 口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总拿到一块单片机，想要使用它，首先必须要知道怎样去连线，我们用的一 块

12、89C51的芯片为例，我们就看一下如何给它连线。1、电源：这当然是必不可少的了。单片机使用的是 5V电源，其中正极接40 管脚，负极(地)接20管脚。2、振源电路：单片机是一种时序电路，必须供给脉冲信号才能正常工作，在单 片机内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，接 18、19脚。只要买来晶体震荡 器，电容，连上就能了，按图1接上即可。3、复位管脚：按图1中画法连好，至于复位是何含义及为何需要复要复位，在 单片机功能中介绍。4、EA管脚：EA管脚接到正电源端。 至此，一个单片机就接好，通上电，单片 机就开始工作了。1Tfe三C215J 1EX31QCTAL1PQHfAIDDpn i 他 o 1I

13、 .幅PD2TADZ4AL2P 口 5MmP 口 W* 0 pnsfAcs 叩同AgRSTPD.TMDTC3_|gFZIVAS! Zg FZ2TA1Di 陪EFZJTAItWZD k向 LEF*MNKJTF2A113，工后帆1PMIg他P1BF3HKXSF1.1Pl.lfOCBPizpaaWTOMaFiaTHiTTP1.t口*TOPl 币F3JHT1PUGF1.TF3L?/lliri-s5DC51-1DF四、总原理图1 .总原理图nivAHPCCafAirjrciSfA KLVAK 2串昌戟P而F7Pfje FZ1WF3A.C rzjfKii rzgoi F2Jfi.O VZAAl-l F才W

14、P3Qh nLVTD F3 MllTlP3JTTHF1VT3 FME1五、安装与调试1.打开WAVE6000软件，菜单栏选择 出的窗口中编写程序，然后保存后缀为“2.菜单栏选择“项目”中的“编译”“文件”中的“新建文件”*.asm”的程序。,如果程序无误即编译成功，否则修改程序直至编译成功。3 .打开Proteus软件，新建文件 File -New Design ,同样在弹出的原 理图编辑窗口中绘制原理图，然后保存。4 .加载程序，选择 SourcefAdd/Remove Source Files ,在弹出的对话 框中点击“ NeW选才?在 WAVE 6000软件中编写保存的程序如“ *asm

15、 点击“ OK即加载成功。5 .在Proteus软件中的左下方点击图标 匚匚仿真调试开始，即可看到 仿真调试的结果。六、性能测试与分析1 .设计任务：(1)采用A/D转换器ADC0809进行输入模拟电压转换 (2)LED数码管显示测量电压值2 .设计要求：(1)测量范围：05V(2)量程：05 V3 .显示位数：3位4.分辨力：0.02 V根据设计要求，通过改变模拟量的输入值，数码管能显示所对应电压 值，由于算法原因测出的电压值会出现奇数值。七、结论LED的显示结果和直接用数字电压表测试模拟量输入所得结果几乎一 致，误差完全在合理的范围之内。八、心得体会九、参考文献1单片机原理与应用胡辉主编，

16、中国水利水电出版社2跟我学 用单片机肖洪兵等编，北京航空航天大学出版社3单片机原理与应用技术江力主编，清华大学出版社附录;MODEEQU082H;方式0, pa,pc输出，pb输入CS0809EQU8000H;PORTAEQU9000H;port a;PORTBEQU9001H;port b;PORTCEQU9002H;port c;CADDREQU9003H;控制字地址OUTBITEQU0A002H;位控制口OUTSEGEQU0A004H;段控制口LEDBUFEQU60H;显示缓冲;DELAYTEQU75HORG 00HMLOOP: ;MOV DPTR ,#CADDR ;MOV A,#MOD

17、E ;MOVX DPTR , AMOV DPTR,#CS0809MOVA,#0MOVXDPTR,A;；启动A/D;MOVA,#40H;DJNZACC,$;延时 100usMOVXA,DPTR;读入结果MOVB,#33HDIVABMOVR5,AMOVR4,B;MOVA,R5;；商MOV60H,AMOVA,R4MOVB,#0AHMULABMOVB,#33HDIVABMOVR5,AMOVR4,B;MOVA,R5MOV61H,AMOVA,R4MOVB,#0AHMULABMOVB,#33HDIVABMOVR5,AMOVR4,B;MOV A,R5MOV 62H,AMOV R0,#LEDBUF FILLBU

18、F:MOV A,R0MOV DPTR,#LEDMAPMOVC A,A+DPTR ;数字转换成显示码CJNE R0,#60H,CUNORL A,#80HCUN:MOV R0,A;显示码填入显示缓冲INC R0CJNE R0,#LEDBUF+3,FILLBUF;MOV DELAYT,#30 DISPAGAIN:LCALL DISPLAYLED ;显示;DJNZ DELAYT, DISPAGAIN;LJMP MLOOP DISPLAYLED:MOV R0,#LEDBUFMOV R1,#3;共3个8段管MOV R2,#00000100B;从右边开始显示LOOP:MOV DPTR, #OUTBITMOV A,#0MOVX DPTR,A ;关所有8段管MOV A,R0MOV DPTR,#OUTSEGMOVX DPTR,AMOV DPTR ,#OUTBITMOV A,R2MOVX DPTR ,A ;显示一位8段管MOV R6,#01 LCALL DELAY