数字电压表的设计与制作

1、毕业设计（论文）题 目： 数字电压表的设计与制作年级专业： 电气自动化14321班学生姓名： 秦小钧指导教师： 杨海蓉 2016年 10 月 13 日毕业设计任务书毕业设计题目：数字电压表的设计与制作 题目类型 工程设计 题目来源 学生自选题 毕业设计时间从 2016/09/25 至 2016/10/13 1. 毕业设计内容要求：采用AT89S52作MCU，ADC0809（或其他芯片）进行AD转换，测量电压的范围为直流0-5V电压，四位数码管显示。2.主要参考资料1万福君，潘松峰.单片微机原理系统设计与应用M,中国科学技术大学出版社,01年8月第2版2周责魁. 控制仪表与计算机控制装置M ,化

2、学工业出版社,02年9月第1版3李青. 电路与电子技术基础L ,浙江科学技术出版社,05年2月第1版4陈乐. 过程控制与仪表M, 中国计量学院出版社,07年3月5孙育才. 新型AT89S52系列单片机及其应用M ，清华大学出版社,05年5月第1版3.毕业设计进度安排阶段阶 段 内 容起止时间1开讲个人选题报告9.25-9.272着手收集资料，并报送提纲审定9.28-10.43集中指导与个别指导，提交初稿审查10.5-10.74修改，经审稿后定稿交稿10.8-10.115答辩与鉴定10.13摘 要 本设计由A/D转换、数据处理及显示控制等组成，测量05V范围内的输入电压值，由4位共阳8段数码管扫

3、描显示，最大分辨率0.1V，误差±0.05V。数字电压表的核心为AT89S52单片机和ADC0832 A/D转换集成芯片。 关键词：数字电压表；单片机；AT89S52； ADC0832 第一章 设计方案的选择1.1功能要求及设计目标采用AT89S52作MCU，ADC0809（或其他芯片）进行AD转换，测量电压的范围为直流0-5V电压，四位数码管显示。(设计并制作出实物为优）.1.2 系统设计方案AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 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

4、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AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。AT89S5与AT89c52相比，前者的性能比后者高，所以本设计采用AT89S52芯片。数模转换芯片：ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换，转换时间为100s。ADC0832 为8位分辨率A/D转换芯

5、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。由于ADC0832芯片的转换时间短，并且性能比较高，所以采用ADC0832作为数模转换芯片. 1 选择AT89S52 作为控制芯片 2 选择ADC0832芯片来进行模数转换 3 选择GEM5461GE 四位一体的共阳数码管来显示数字 4 用9012三极管来作为驱动电路，使GEM5461GE 四位一体的共阳数码工作. 5 用SW1按键作为复位按键，实现复位电路的功能。第二章 数字

6、电压表系统设计2.1 硬件系统的设计2.1.1 硬件原理框图 图2-1硬件原理框图2.1.2硬件系统设计原理硬件设计原理：电阻R11上的电压经过ADC0832芯片进行模数转换后，由AT89S52芯片的P1口连接到驱动电路，当驱动电路工作使数码管显示前面转换过来的数字。复位电路和晶振电路的设计 在接通电源后，当按下SW1后AT89S52不工作，使数码管全部变暗，当SW1一松开后AT89S52工作，数码管又变亮。晶振电路中的两个30pF的电容具有微调的作用. 图2-2系统设计原理图2.2软件系统设计2.2.1程序流程图主程序1秒子程序调用ADC0832转换程序1 秒到了图2-3程序流程图2.2.2

7、编写程序 1 1，0选通道0 bADcl=1; bADcl=0;/ 3 down bADda=1; bADcl=1; bADcl=0;/ 4 down 数码管显示程序/数字电压表#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#include <intrins.h>code uchar TAB=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; /定义数码管显示数值uchar str_TME4=0,0,0,0,; /定义数码管显示初

8、始值unsigned char data1; /data1用来存放转换以后的数据 void delay(uchar ms) /定义ms延迟程序uchar j;while(ms-)for(j=0;j<125;j+);uchar tmel=0;bit sim=1;/*计数器中断函数,用于控制电压转*时间间隔,此程序设定间隔为1S电压转换一次*/void tme_tr0(void) interrupt 1 TL0=0x58; TH0=0x9e; /设置25ms 延时的初值 if(+tmel=40) tmel=0; sim=1;2 AD0832AD转换子程序 /* AD0832AD转换子程序*/

9、sbit bADcs=P22; /片选位sbit bADcl=P21; /时钟位sbit bADda=P20; /数据位void ad(void) uchar i; bADcs = 0;/当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，开始工作CS为低电平 bADcl=0; /第一个时钟下降沿前da为1，第二个与第三时钟下降沿前的数据为通道选择 bADda=1; /选置起始位 bADcl=1; bADcl=0; / 1down bADda=1; /通道选择第1位 bADcl=1; bADcl=0;/ 2 down bADda=0; /通道选择第2位，通道选择为 for(i=8;i

10、>0;i-) data1<<=1; /从第7位开始，要左移data1=data1<<1 bADcl=0;bADcl=1;if(bADda=1) data1|=0x01; /如果输出1，data1最后一位补1 bADcs=1;/转换完后CS置1 void changs() /转换程序 double sum; uchar val_Integer; /定义整数变量 unsigned int val_Decimal; /定义小数变量 sum=data1*0.0196078 ; val_Integer=(uchar)sum; val_Decimal=(unsigned in

11、t)(sum-val_Integer)*1000); str_TME3=val_Decimal%10; str_TME2=val_Decimal/10%10; str_TME1=val_Decimal/100; str_TME0=val_Integer; /*定义数码管显示（共阳数码管）*/sbit g1=P10; /第一位sbit g2=P11; /第二位sbit g3=P12; /第三位sbit g4=P13; /第四位void VAL_xs() P3=(TABstr_TME0)&0x7f; /显示小数点 g1=0; /第一位显示 delay(4); g1=1; P3=TABstr

12、_TME1; g2=0; /第二位显示 delay(4); g2=1; P3=TABstr_TME2; g3=0; /第三位显示 delay(4); g3=1; P3=TABstr_TME3; g4=0; /第四位显示 delay(4); g4=1;3 主程序 /* 主程序*/main() P1=0xc0; IE=0x82; /中断请求 TMOD=0x01; IP=0x01; TL0=0x58; TH0=0x9e; TR0=1; /运行控制位 while(1) VAL_xs(); if(sim=1) ad(); /电压转换 changs(); /数据转换 sim=0; 2.2.3用KEIL 软

13、件编译和生成hex文件图2-4 KEIL 软件编译图2.3 用protues 进行仿真 1 安装protues 软件 2 画出原理图 3 在AT89S52芯片中写入 hex 文件 单击确定图2-5写入hex文件图 4仿真和调试 图2-6 仿真 当调节R11电阻时显示数字也发生变化，说明程序正确！ 第三章 制作PCB 板和实物的调试3.1制作PCB 板 由于开始在北院制版时间太短，所以走了两根飞线。 图3-1 PCB 板 PCB板制作流程：打印PCB图A纸 ，热转印发打印，腐蚀，打孔，插件，焊接，检测实物。 3.2 实物的检测功能与调试把前面仿真通过的程序烧制到AT89S52芯片中，接上5V 的

14、电源，观察效果。实物图3-2。图3-2 实物效果图 现象：数码管最后两位每隔1 秒数字有点变化，这是由于外界的干扰造成的，属于正常现象。调节R11 显示的数字有变化，按下SW1按键显示器变暗，松开SW1又显示数字。 结论：正确，设计成功！设计总结 在这次课程设计中，完成了简易数字电压表的制作工作。其中有苦也有乐。苦的是这个月太累了，好几个晚上忙到凌晨2点左右；乐的是在付出过程中，我学到了许多的东西。在整个设计过程中，经常经常出现这样那样的问题，但是最后还是都得以解决，这个过程是值得我回味的,尤其是当看到自己的设计课题成功时，心中有一种成就感。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人

15、生旅途上一个非常美好的回忆！通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的课程设计应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。 鉴与参考，在这次课程设计中我的程序和设计原理是参考田老师的资

16、料和网上查了些相关的资料，这样提高了效率，才使我在规定的时间内顺利地完成了设计的任务。 作与互助，在设计的过程中出现了好几个问题，在我们的共同努力分析下问题都解决了。致 谢这次能顺利按时完成毕业设计，我非常感谢给予指导的各位老师，特别感谢我的指导老师，是你的耐心指导和讲解，使我能够顺利的完成毕业设计。在我的设计工作中无不倾注着田老师辛勤的汗水和心血。老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受启迪。从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。在此我要向我的导师说声“田老师您辛苦了！”最后我致以最衷心的感谢和深深的敬意.附录一 元件清单名 称型 号封装形式数量单片机 AT89S52 DIP-401个A/D转换器ADC0832 DIP-81个数码管显示器GEM5461BE DIP-121个晶 振 12M XTAL-11个三极管 9012 TO-1264个电阻排1K X8SIP-101个滑动变阻器1KVR-51个电 阻 470AXIAL-0.44个按 键 SWANJIAN1个电阻 200AXIAL-0.45个瓷片电容 30p