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基于51单片机的电压表设计论文.doc
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基于51单片机的电压表设计论文.doc
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2014 年 11 月 5 日
基于 51 单片机的电压表设计
系 部
专 业
班 级
姓 名
指导教师
电子信息工程
电子信息工程系
毕 业 设 计
诚 信 声 明
本人郑重声明:所呈交的毕业设计文本和成果,是本人在指导老
师的指导下,独立进行研究所取得的成果。成果不存在知识产权争议,
本毕业设计不含任何其他个人或集体已经发表过的作品和成果。本人
完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
毕业设计者签名:
年 月 日
目录
1 引言..........................................................- 1 -
1.1 课题概述.................................................- 1 -
1.1.1 数字电压表的发展历程 ...............................- 1 -
1.2 课题的意义和目的.........................................- 3 -
1.3 本文所作的主要工作.......................................- 3 -
2 设计总体方案..................................................- 4 -
2.1 设计要求.................................................- 4 -
2.2 设计思路 ................................................- 4 -
2.3 设计方案 ................................................- 4 -
3 硬件电路设计..................................................- 5 -
3.1 A/D 转换模块.............................................- 5 -
3.1.1 逐次逼近型 A/D 转换器原理...........................- 5 -
3.1.2 ADC0804 主要特性...................................- 6 -
3.1.3 ADC0804 的外部引脚特征 .............................- 6 -
3.1.4 ADC0804 的内部结构及工作流程 .......................- 7 -
3.2 单片机系统 ..............................................- 9 -
3.2.1 STC89C51 性能 ......................................- 9 -
3.2.2 STC89C51 各引脚功能 ................................- 9 -
3.3 复位电路和时钟电路 .....................................- 11 -
3.3.1 复位电路设计......................................- 11 -
3.3.2 时钟电路设计......................................- 12 -
3.4 LED 显示系统设计........................................- 13 -
3.4.1 LED 基本结构 ......................................- 13 -
3.4.2 LED 显示器的选择 ..................................- 13 -
3.4.3 LED 译码方式 ......................................- 14 -
3.4.4 LED 显示器与单片机接口设计 ........................- 14 -
3.5 总体电路设计 ...........................................- 15 -
4 程序设计.....................................................- 16 -
4.1 程序设计总方案 .........................................- 16 -
4.2 系统子程序设计 .........................................- 17 -
4.2.1 初始化程序........................................- 17 -
4.2.2 显示子程序........................................- 17 -
5 电路制作及调试...............................................- 17 -
5.1 PCB 板的制作............................................- 17 -
5.2 调试步骤................................................- 19 -
5.2.1 可能出现的问题解答 ................................- 19 -
5.3 系统调试及结果分析......................................- 20 -
5.4 实物图..................................................- 20 -
5.5 小结....................................................- 21 -
6 结 论........................................................- 21 -
6.1 主要结论................................................- 21 -
6.2 进一步工作及展望........................................- 22 -
- 1 -
摘要
本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。该设计主要由三个模组成:A/D
转换模块,数据处理模块及显示模块。A/D 转换主要由芯片 ADC0804 来完成,它负责把采集
到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。数据处理则由芯片 STC89C51 来完
成,其负责把 ADC0804 传送来的数字量经过一定的数据处理,产生相应的显示码送到显示模
块进行显示;此外,它还控制着 ADC0804 芯片工作。
该系统的数字电压表电路简单,所用的元件较少,成本低,且测量精度和可靠性较高。
此数字电压表可以测量 0-5V 的 1 路模拟直流输入电压值,并通过一个四位一体的 7 段数码
管显示出来。
关键词 单片机;数字电压表;A/D 转换;STC89C51;ADC0804
1 引言
1.1 课题概述
1.1.1 数字电压表的发展历程
数字电压表出现在 50 年代初,60 年代末发起来的电压测量仪表,它采用的
是数字化测量技术,把连续的模拟量,也就是连续的电压值转变为不连续的数字
量,加以数字处理然后再通过显示器件显示。这种电子测量的仪表之所以出现,
一方面是由于电子计算机的应用逐渐推广到系统的自动控制信实验研究的领域,
提出了将各种被观察量或被控制量转换成数码的要求,即为了实时控制及数据处
理的需要;另一方面,也是电子计算机的发展,带动了脉冲数字电路技术的进步,
为数字化仪表的出现提供了条件。所以,数字化测理仪表的产生与发展与电子计
算机的发展是密切相关的;同时,为革新电子测量中的烦锁和陈旧方式也催促了
它的飞速发展,如今,它又成为向智能化仪表发展的必要桥梁。
如今,数字电压表已绝大部分已取代了传统的模拟指针式电压表。因为传统
的模拟指针式电压表功能单一,精度低,读数的时候也非常不方便,很容易出错。
而采用单片机的数字电压表由于测量精度高,速度快,读数时也非常的方便,抗
干扰能力强,可扩展性强等优点已被广泛的应用于电子及电工的测量,工业自动
化仪表,自动测试系统等智能化测量领域。显示出强大的生命力。
与此同时单片机技术在社会各领域中得到了广泛的应用。在直流数字电压表
系统中,单片机更是取代了由齿轮调节延迟时间的表盘旧式市发展速度,成为日
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