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基于AT89C52单片机的简易数字电压表课程设计.doc
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基于AT89C52单片机的简易数字电压表课程设计.doc
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目录
绪论 ..........................................................................................................1
第 1 章 系统总体方案选择与说明 ........................................................2
1.1 项目分析及其设计 ........................................................................2
1.1.1 通道转换方案设计 .................................................................2
1.1.2 显示部分方案设计 .................................................................3
第 2 章 系统总体结构与工作原理 ........................................................3
2.1 系统结构框图 ................................................................................3
2.2 工作原理 ........................................................................................4
第 3 章 硬件设计说明及计算方法 ........................................................4
3.1 单片机的选择及时钟电路 ...........................................................4
3.2 LED 显示电路设计与器件选择 ....................................................5
3.3 A/D 转换模块及转化电路设计 .....................................................7
第 4 章 软件设计与说明 ........................................................................8
4.1 数字电压表系统软件设计方案确定 ............................................8
4.2 数字电压表应用程序设计 ..........................................................11
第 5 章 调试结果及其说明 ..................................................................11
5.1 调试结果及其说明 ......................................................................11
总结 ........................................................................................................12
参考文献 ................................................................................................14
附录 A 系统原理图.............................................................................15
附录 B 系统源程序.............................................................................16
1
绪论
数字电压表的诞生打破了传统电子测量仪器的模式和格局。
它显示清晰直观、读数准确,采用了先进的数显技术,大大地减少
了因人为因素所造成的测量误差事件。数字电压表是把连续的模拟
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。数字电压表把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与
精密电测量技术密切的结合在一起,成为仪器、仪表领域中独立而
完整的一个分支,数字电压表标志着电子仪器领域的一场革命,也
开创了现代电子测量技术的先河。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 ADC0809。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、远程测量结果传送等扩展功能。简易数字电压测量电路由 A/D
转换、数据处理、显示控制等组成。
关键词: 单片机 AT89C52 A/D 转换 ADC0809 数
据处理
模拟式电压表具有电路简单、成本低、测量方便等特点,但测
量精度较差,特别是受表头精度的限制,即使采用 0.5 级的高灵敏度
表头,读测时的分辨力也只能达到半格。再者,模拟式电压表的输
入阻抗不高,测高内阻源时精度明显下降。数字电压表作为数字技
术的成功应用,发展相当快。数字电压表(Digital VoIt Me-ter,
DVM),以其功能齐全、精度高、灵敏度高、显示直观等突出优点
深受用户欢迎。特别是以 A/D 转换器为代表的集成电路为支柱,使
DVM 向着多功能化、小型化、智能化方向发展。DVM 应用单片机
控制,组成智能仪表;与计算机接口,组成自动测试系统。目前,DVM
多组成多功能式的,因此又称数字多用表(Digital Multi Meter,
DMM)。
2
DVM 是将模拟电压变换为数字显示的测量仪器,这就要求将模
拟量变成数字量。这实质上是个量化过程,即将连续的无穷多个模
拟量用有限个数字表示的过程,完成这种变换的核心部件是 A/D 转
换器,最后用电子计数器计数显示,因此 DVM 的基本组成是 A/D 转
换器和电子计数器。
DVM 最基本功能是测直流电压,考虑到仪器的多功能化,可将
其他物理量,如电阻、电容、交流电压、电流等,都变成直流电压,
因此,还应有一个测量功能选择变换器,它包含在输入电路中。DVM
对直流电压直接测量时的测量精度最高,其他物理量在变换成直流
电压时,受功能选择变换器精度的限制,测量精度有所下降。
第 1 章 系统总体方案选择与说明
实现数字电压表的方案很多,目前广泛采用的时基于 74 系列逻
辑器件,本设计将介绍基于单片机实现的方案。
1.1 项目分析及其设计
方案设计此设计包含两个模块,通道转换和显示部分方案。
1.1.1 通道转换方案设计
方案一:考虑到 ADC0808 的 8 路模拟量输入本质上也是模拟开
关,因此可以利用其 8 个模拟通道中的 3 个作为通道转换器,即根
据通道对应的电压测量范围确定对应的电压方法倍数设计对应的放
大电路。
3
方案二:利用手动开关实现通道转换。该方案可简化控制程序,
消减系统开销。缩短反应时间,不足之处在于操作麻烦。
综上所述:方案二所需元件少、成本低且易于实现,则选此方案。
1.1.2 显示部分方案设计
方案一:单片机的 P0、P2 口分别接 74LS248 和 ULN2003A 芯
片来驱动四位数码管
方案二:直接用单片机的 P1、P2 口驱动数码管,此处把 ADC0808
的输出端接 P1 口 ,因为 P1 口能够驱动数码管。
综上所述,两个方案都可行,但方案二所需元件少、成本低,则
选择此方案。
第 2 章 系统总体结构与工作原理
2.1 系统结构框图
根据项目要求,确定该系统的设计方案,图 3-1 为该系统设计
方案的结构框图。硬件电路由 6 各部分组成,即单片机、时钟电路、
复位电路、LED 显示电路、A/D 装唤器和测量电压输入电路。
图 2-1 系统结构框图
时钟电路
复位电路
LED显示电路
A/D转化 测量电压输入电路
单
片
机
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omyligaga
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