简易数字电压表设计-副本

1、 成绩： 电子测量技术 课程设计报告 设计课题 简易数字电压表 学 院 姓 名 学 号 专业班级 指导老师 设计时间 简易数字电压表设计综述【摘要】随着电子科学技术、传感技术、自动控制技术和计算机技术的发展，电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段，对测量的精度和功能的要求也 越来越高，单片机技术作为计算机技术的一个分支广泛应用于工业控制、智能化仪器仪表、家用电器，甚至电子玩具等各个领域。本文介绍一种以89S51单片机为核心的数字电压测量电路,该电路采用ICL7135高精度、双积分A/D转换电路，测量范围直流0-5伏，使用LCD1601液晶模块显示，并可以与PC机进行串行通信。该电路

2、设计新颖、功能强大、可扩展性强。【关键词】数字电压表，单片机，AT89C51， ADC0832； 目录1 系统方案设计- 4 -1.1 设计目的- 4 -1.2 设计要求- 4 -1.3 设计任务- 4 -2 单元电路设计- 5 -2.1 设计原理- 5-2.2 硬件电路设计- 5-2.2.1 设计方框图- 6 -2.2.2 电路原理图- 7 -3 proteus软件仿真.- 7 -3.1 系统初始状态.- 8 -3.2 系统随机状态.- 8 -4 心得体会- 10 -5 参考文献- 12 -附1 源程序代码.- 14-1 系统方案设计1.1 设计目的与意义本次设计数字电压表的过程中，我学到很

3、多东西，也把之前学到的单片机相关知识应用到这次设计中来，让我学习并巩固了单片机中断和基本寄存器的使用，还有学习了外围硬件的使用以及电路原理设计和仿真。帮助我提高独立思考、独立工作、与知识应用的能力。1.2 设计要求根据设计要求如下：1) 设计数字电压表电路2) 测量范围： 直流电压0V -5V3) 画出数字电压表电路图并仿真4) 写出设计报告1.3 设计任务1）根据题目要求的指标，通过查阅有关资料，确定系统设计方案，并设计其硬件电路图。 2）画出电路方框图，叙述主要模块的功能及他们之间的控制关系和数据传输 3） 用protel等软件绘制电路原理图。希望通过Prot

4、eus等仿真软件仿真通过。 4） 软件设计包括流程图、并用汇编语言或c51对软件进行编译。并能通过调试2 单元电路设计2.1 设计原理AT89S51和ADC0832构成的数字电压表电路原理图 ，利用单片机AT89S51与ADC0832设计一个数字电压表，能够测量05V之间的直 流电压值，四位数码显示。AT89S51是 一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)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80C

5、51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元. AT89S51具有如下 特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个 全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统 可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬

6、件复位。ADC0832 为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在05V之间。芯片转换时间仅为32S，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。2.2 硬件电路设计2.2.1 设计方框图 图2-1 方框图2.2.2 电路原理图图2-2 原理图3 proteus软件仿真 用伟福软件编程程序，在仿真设置中选择lab2000p仿真实验仿真器，选择80

7、88/86实验仿真头，选择8088/86CPU进行c语音编程，然后进行proteus进行仿真，其仿真图如下：3.1 系统初始状态图3-1 初始图1图3-2 初始图23.2 系统随机状态图3-3 电压为0.50V时显示如图图3-4 电压为1.05V时显示如图图3-5 电压为3.00V时显示如图图3-5 电压为4.00V时显示如图图3-6 电压为5.00V时显示如图4 心得体会刚开始老师布置这个设计作业的时候，丝毫没有头绪，因为之前都没设计过东西。回去的时候，我查了一下电压表，发现网上很多关于数字电压表的设计原理图什么的，我浏览了一些，发现设计这个对我来说挺好的，刚好可以锻炼自己的能力。于是我就上

8、网查阅相关资料还有之前学过的一些课本知识，期间看了很多原理图，以及很多在不同仿真软件仿真得到的结果，结合前辈的经验，我慢慢琢磨出了数字电压表的原理了，同时我选择proteus作为这个设计的仿真软件。知道设计一个数字电压表其实需要AT89S51和ADC0832就能够实现它的功能，于是我了解到仿真需要在keil环境下进行C51的编程并调试，然后生成hex文件，之后在proteus进行软件仿真，得知需要这些软件还有所需要的编程知识，我下载了keil以及proteus软件并且去学习使用方法。结合上学期所学到的单片机知识，我自己开始尝试去编写程序，虽然遇到了一些问题，但是我通过查阅课本以及请教别人，终于

9、编好代码，然后我在proteus在连接好元器件，进行了仿真，多次的尝试，终于得出了自己想要的结果，虽然这个过程很艰辛，但是我很欣慰。整个过程，自己通过自己努力学到了很多东西，也更加锻炼了自己的独立思考，工作的能力。让我对单片机相关方面的知识理解的更加深刻，比起刚开始的无奈，我现在不仅对单片机理解更深，而且还学会了新的仿真软件，相信对我以后会有帮助的。总之，通过这次设计收获了很多，知识层面上，学得了很多新知识，解决问题的新方法。实践方面，提高了动手能力，提高了解决实际问题的能力等等。在思想上，更加明白的坚持不懈的重要性，学习探索的重要性，实践动手的重要性。虽然刚开始觉得老师布置的作业对自己来说挑

10、战很大，但是慢慢地自己钻研，觉得老师给的这个机会是对自己莫大的帮助，相信自己以后会多动手，多去实践，结合所学的知识。5 参考文献1 徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计（第二版）M.北京：北京航空航天大学出版社，2004.2 吴金戌，沈庆阳，郭庭吉.8051单片机实践与应用M.北京：清华大学出版社，2002.3 高峰，单片微型计算机与接口技术M.北京：科学出版社，2003.4 刘伟，赵俊逸，黄勇，一种基予C8051F单片机的SOC型数据采录器的设计与实现附1 源程序代码#include <reg52.h>#include <intrins.h>sbit CS=P10;s

11、bit CLK=P14;sbit DO= P16;unsigned char voltage4=0,1,2,3;/03.45unsigned char encode=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,;void delay_ms(unsigned int xms) unsigned int i = 0;unsigned int j = 0;for(i=0;i<xms;i+) for(j=0;j<114;j+);/使用定时器0,工作方式1,定时5ms,使用定时器中断void Timer0Set(void) TMOD =

12、 0x01;/使用定时器0工作方式1TH0 = (65536-5000)/256;TL0 = (65536-5000)%256;ET0 = 1;EA = 1;TR0 = 1;/读取DAC083的值unsigned char GetVoltage(void) unsigned char tmp = 0;unsigned char i = 0; CLK = 0;DO = 1;/在读数据前先写1CS = 0; for(i=0;i<3;i+)/先送3个脉冲用于确定使用 CLK = 1;CLK = 0;/接着8个位输出转换结果,MSB Firstfor(i=0;i<8;i+) CLK = 1

13、;_nop_();CLK = 0;if(DO) tmp = tmp | 1<<(7-i);/最后8个位输出转换结果,LSB Firstfor(i=0;i<8;i+) /tmp >>= 1; CLK = 1;_nop_();CLK = 0;/if(DO) tmp |= 0x80;CS = 1; / P0 = tmp;return tmp;/把读取出来的数字量转换成实际的温度值然后保存在/voltage数组中void PrintToBuffer(unsigned char digit)/计算公式：电压=5/256*digit,因为结果又两位小数，我统一将/数据放大10

14、0倍进行运算,就可以避免浮点数运算. unsigned long val= 500UL*digit/256;P0 = digit; /325实际是3.25voltage3 = val%10;voltage2 = val/10%10;voltage1 = val/100;int main(void) unsigned char digit = 0; Timer0Set(); while(1) digit = GetVoltage();/获取数字量 PrintToBuffer(digit);/digit*1.0/256计算出实际电压 delay_ms(50);/每50ms进行计算一次 return 0;void Timer0_Init() interrupt 1 static unsigned char pos =