3位半数字直流电压表的设计制作

《3位半数字直流电压表的设计制作》 本实验报告主要围绕3位半数字直流电压表的设计与制作展开，旨在让参与者掌握智能仪器和嵌入式系统的基本开发流程，了解模拟量数据采集系统的设计方法，并熟悉双积分A/D转换器MC14433的应用。该实验是电子专业创新实验的一部分，旨在提升学生的实践能力和理论知识相结合的能力。 实验所需的主要设备包括示波器、数字万用表、直流稳压电源和计算机。硬件设备则包括51AVR实验开发板和Mon51编程器，而软件部分则采用51单片机仿真软件Keil uVision2和51AVR实验板的下载程序。实验中涉及的元器件有晶振（12MHz）、LED显示器、按键、电容、电阻、电位器等。 实验的技术指标设定为测量范围0~20V，具有三个量程：0~200mV、0~2V、0~20V，显示位数为3位半，分辨率为100uV，测量速率为每秒2次。量程选择方式包括手动和自动，测量误差不超过10%，输入电阻要求大于100MΩ。此外，电压表还具备自检功能，支持自动连续测量和手动单次测量。 设计方案中，选择了AT89S51单片机作为核心处理器，配置12MHz的主频，并设置自动上电复位功能。A/D转换器是关键组件，其性能直接影响到电压表的精度和转换位数。量程标定电路设计满足三个不同的量程需求，输入电阻大于10MΩ，以保证测量的准确性。0~2V为基本量程，0~200mV和0~20V量程分别通过放大和衰减电路来实现。 键盘和显示部分，实验设计了4个量程选择键和2个功能键。量程选择键包括AUTO、2V、20V和200mV，功能键用于切换自动连续测量和手动单次测量，以及执行自检操作。 在实验程序方面，代码主要包括主程序和中断子程序。主程序初始化相关寄存器，中断子程序则负责处理A/D转换后的数据并进行显示。程序设计中，使用了LCALL指令调用子程序，通过对P1口的读取判断按键状态，并将结果显示在LED显示器上。 通过这个实验，学生可以深入理解数字电压表的工作原理，学习单片机控制、A/D转换、量程处理和用户界面设计等关键技术，为今后的电子设计和嵌入式系统开发打下坚实基础。