"单片机课程设 " 课题名称： 数字电压表 课程原理： 1. 模数转换原理： 试验中，我们选用ADC0809作为模数转换的芯片，其为逐次逼近式AD转换式芯片，其 工作时需要一个稳定的时钟输入，根据查找资料，得到ADC0809的时钟频率在10khz ~1200khz,我们选择典型值640khz。课题要求测量电压范围是0到5V，又ADC0809的要 求：Vref+<=Vcc,Vref->=GND，故我们取Vref+=+5V，Vref- =0V。由于ADC0809有8个输入通道可供选择，我们选择IN0通道，直接使ADC0809的A 、B、C接地便可以了，在当ADC0809启动时ALE引脚电平正跳变时变可以锁存A、B、 C上的地址信息。ADC0809可以将从IN0得到的模拟数据转换为相应的二进制数，由于 ADC0809输出为8位的二进制数，转换时将0到5V分为255等分，所以我们可以得到转 换公式为x/255*5化简为：x/51,x为得到的模拟数据量，也就是直接得到的电压量。 在AD转换完成后，ADC0809将在EOC引脚上产生一个8倍于自身时钟周期的正脉冲，以 此来作为转换结束的标志。然后当OE引脚上产生高电平时，ADC0809将允许转换完的 二进制数据输出。 2. 数据处理原理： 由ADC0809的转换原理可以知道我们从其得到数据还只是二进制数据，我们还需要进 一步处理来的到x的十进制数，并且对其进行精度处理，也就是课题要求的的精确到 小数点后两位，在这里我们用51单片机对数据进行处理。我们处理数据的思路是： 首先将得到的二进制数直接除以十进制数51，然后取整为x的整数部分，然后就是将 得到的余数乘以10，然后再除以51，再取整为x的十分位，最后将得到的余数除以5 得到x的百分位。 3. 数据显示原理： 试验中我们用到四位一体的七段数码管，所以我们只能考扫描显示来完成数码管对 x的显示，我们用的是四位数码显示管，但是x只是三位的，故我们将将第四位显示 为单位U，通过程序的延时，实现四位数码管的稳定显示。 课程电路和仿真图： 实验中我们采用的protus仿真。 我们将单片机得P0口接上拉电阻后与数码管的8位段选相连，若不接上拉电阻将无法驱 动数码管，用P2口得4到7位连接数码管的段选，考虑到整体的PCB布线，我选用 P3.2口作为ADC0809的时钟输出端，并用到单片机的定时器。用P3.5传输ADC0809的 START启动信号，用P3.6作为ALE的信号传输，P3.3作为ＯＥ的连接端。IN0为输入端 ，而ADC0809的IN1到IN7悬空，不作连接。单片机ＥＡ接高电平。而Ｐ３口从ADC08 09的输出端输入数据。 实验程序代码： 本次实验我用到的是最底层的汇编语言。 ORG 0000H LJMP START ORG 000BH CPL P3.2 MOV TH0,#0FFH MOV TL0,#0FFH RETI ORG 0014H START: MOV PSW,#0FFH MOV R1,#00H MOV R2, #00H MOV R3,#00H //清零寄存器 MOV IE ,#82H //设置IE，开启定时器，关闭其他中断 MOV TMOD ,#01H //定时器T0，方式1，给ADC0809时钟信号 MOV TH0, #0FFH MOV TL0, #0FFH SETB TR0 //启动定时器 LOOP1: CLR P3.5 // 清零并启动ADC0809 CPL P3.5 CPL P3.5 CLR P3.6 //初始化ALE，并启动 SETB P3.6 SETB P3.4 LOOP2: JNB P3.4 , LOOP2 //扫描EOC SETB P3.3 // 允许输出 MOV P1,#0FFH MOV A,P1 MOV B,#51 DIV AB MOV DPTR,#DTAB MOVC A,@A+DPTR ORL A,#20H MOV R1,A //得到个位和小数点存于R1 MOV A,B MOV B,#10 MUL AB JNB PSW.2,LOOP3 CLR PSW.2 INC A MOV B,#51 DIV AB ADD A,#5 MOV R0,B AJMP LOOP4 LOOP3: MOV B,#51 DIV AB MOV R0,B LOOP4: MOV DPTR,#DTAB MOVC A,@A+DPTR MOV R2,A //得到十分位存于R2 MOV A,B // MOV A,R0 MOV B,#10// MOV B,#5 MUL AB //DIV AB JNB PSW.2,LOOP5 CLR PSW.2 INC A MOV B,#51 DIV AB ADD A,#5 AJMP LOOP6 LOOP5: MOV
【单片机课程设计报告——数字电压表】
本课程设计主要围绕数字电压表的实现，涉及模数转换、数据处理和数据显示三个核心原理。使用的器件是ADC0809，这是一种逐次逼近型的模数转换芯片，适用于将模拟电压转化为数字信号。ADC0809的工作需要一个稳定的时钟输入，选择的典型时钟频率为640kHz。为了满足0到5V的电压测量范围，设置Vref+=+5V，Vref-=0V。ADC0809的8个输入通道中，选取IN0通道，通过接地A、B、C引脚来选择该通道。转换后的8位二进制数可以表示0到5V之间的255个等份，因此转换公式为x/51，其中x为模拟数据量，即电压值。
在数据处理阶段，从ADC0809获取的原始二进制数据需转换成十进制数并保留两位小数精度。51单片机被用来执行这一任务，通过将二进制数除以51（即255的五分之一），分别获取整数、十分位和百分位。首先除法操作得到整数部分，余数乘以10后再除以51得到十分位，最后的余数除以5得到百分位。
数据显示部分，采用了四位一体的七段数码管，但由于实际电压值只有三位，第四位用于显示单位“U”。通过扫描显示技术及适当延时，确保四位数码管稳定地显示出电压值。硬件连接上，单片机的P0口通过上拉电阻连接到数码管的段选，P2口控制段选，P3.2作为ADC0809的时钟输出，P3.5、P3.6和P3.3分别对应ADC0809的START、ALE和OE信号，而P3口接收ADC0809的输出数据。
在电路和仿真环节，利用Protus软件进行了仿真验证。单片机的P0、P2和P3口与ADC0809及数码管的接口连接符合设计要求。在程序代码层面，使用了汇编语言编写，涉及到定时器设置、中断处理以及与ADC0809的交互，如启动转换、读取数据等。
这个数字电压表的设计融合了单片机、模数转换器和显示技术的综合应用，通过精确的数据处理和合理的硬件配置，实现了从模拟电压到数字显示的完整转换过程。
