基于AT89C51的八路数字电压表设计与实现

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"单片机八路数字电压表设计" 这篇文档主要介绍了一种基于AT89C51单片机的简易数字电压表的设计,适用于测量0.00~5.00V直流电压,最小分辨率可达0.02V。设计中,单片机作为核心控制器,配合逐次逼近式A/D转换器ADC0808和七段数码管进行电压测量和结果显示。 1. **单片机控制模块设计** - **时钟电路**:单片机正常工作需要精确的时钟信号,此处可能采用了外部晶振来提供稳定时钟。 - **AT89C51芯片**:这是一种常见的8位微处理器,具有丰富的I/O口和内置Flash存储,适合控制各种外围设备。 2. **逐次逼近式A/D转换模块设计** - ADC0808是8位逐次逼近型A/D转换器,它将输入的模拟电压转换为数字信号,转换精度高,适用于高精度测量。 - A/D转换过程:通过比较器逐步逼近参考电压,直到找到输入电压对应的二进制代码。 3. **七段数码管简介** - 七段数码管用于显示转换后的电压值,通过单片机控制每个段的亮灭,可显示0-9的数字,从而组合出0.00~5.00V的电压值。 4. **路数电压显示转换控制电路** - 这部分电路负责处理多路电压的切换和显示,确保单片机能依次读取和显示八路电压。 5. **A/D转换电路总体设计** - 整个A/D转换电路包括ADC0808、采样保持电路、基准电压源等,确保转换的准确性和稳定性。 6. **软件设计** - 通常涉及编写单片机控制程序,实现A/D转换数据的读取、计算和数码管的驱动显示。 7. **PROTEUS软件仿真** - 使用PROTEUS进行硬件仿真和软件调试,可以模拟硬件电路运行,验证设计的正确性。 8. **KEIL软件简介** - KEIL是常用的单片机开发工具,提供了C语言编程环境和仿真调试功能。 9. **总结** - 文档最后总结了设计的意义和成果,强调了数字电压表在精度、易用性上的优势。 10. **参考文献** - 列出了设计过程中参考的相关文献和技术资料。 11. **附录** - 提供了系统源程序代码,供读者参考和学习。 这个设计结合了硬件电路和软件编程,展示了如何利用单片机技术实现高精度的电压测量,对于学习单片机应用和电子测量技术的学生有很高的参考价值。
2023-02-27 上传
唐 山 学 院 单片机原理及应用 课 程 设 计 题 目 单片机数字电压表设计 系 (部) 信息工程系 班 级 10通信本2 姓 名 jinke 学 号 4100214236 指导教师 _ 2013 年 1 月 2 日至 1 月 6 日 共 1 周 单片机原理及应用 课程设计任务书 "一、设计题目、内容及要求 " "设计题目:单片机数字电压表设计 " "设计内容及要求: " "(1)可以测量0~5V的8路直流电压。 " "(2)在LED数码管上显示测量电压值,显示范围为0.00V~5.00V,一位LED数码管 " "显示路数,8路轮流显示。 " "(3)拓展部分:通过控制键可以改变显示模式,8通道轮流显示或单路选择显示。" "(4)其他功能,创新部分(自定)。 " "二、设计原始资料 " "Proteus,KEIL " "三、要求的设计成果(课程设计说明书、设计实物、图纸等) " "设计结果在计算机上能正确仿真; " "设计说明书一份(包括硬件原理电路、源程序清单等) " "四、进程安排 " "周一:利用proteus完成硬件电路绘制 " "周二:编写各部分应用程序 " "周三:程序组合并调试 " "周四:编写设计说明书 " "周五:答辩 " "五、主要参考资料 " "1、何立民主编,单片机中级教程,北京航空航天大学出版社。 " "2、张毅刚主编,单片机原理与应用设计,电子工业出版社。 " "指导教师(签名): "教研室主任(签名): " 课程设计成绩评定表 "出勤 "出勤天数 " " "情况 " " " " "缺勤天数 " " "成 "出勤情况及设计过程表现(20分) " " "绩 " " " "评 " " " "定 " " " " "课设答辩(20分) " " " "设计成果(60分) " " " "总成绩(100分) " " "提问 "第二组: " "(答辩) "1. " "问题 "A/D转换器与单片机之间数据传输是采用何种方法,写出相应的程 " "情况 "序段。 " " "2. " " "A/D转换器中的start信号,eoc信号和oe信号的功能分别是什么? " " "程序中如何控制信号的。 " " "3. " " "7段数码管选用的是共阴极还是共阳极数码管?多个数码管显示时 " " "采用何种方法,简述程序设计思路,写出程序段。 " " "4. 在设计中选用了几个数码管?数码管的位码和段码分别和单片 " " "机的那些引脚相连? " "综 " " "合 " " "评 " " "定 " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "指导教师签名: " " "年 月 日 " 目 录 1引言 1 2 单片机简介 2 2.1 概述 2 2.2 发展历史 2 2.3 基本结构 3 2.3.1 运算器 3 2.3.2 控制器 3 2.3.3 主要寄存器 4 3 硬件设计及其工作原理 5 3.1 数字电压表主要器件 5 3.1.1 单片机AT89C51 5 3.1.2 芯片ADC0808 7 3.1.3 七段数码管简介 8 3.2 数字电压表电路设计 9 3.2.1处理器电路 9 3.2.2 A/D转换电路 10 3.3 控制电路 10 3.4 显示电路 11 3.5 整体电路图设计 11 4 数字电压表软件设计 13 5 软件仿真 14 5.1 Proteus ISIS软件简介 14 5.1.1 Proteus ISIS启动 14 5.1.2 Proteus ISIS工作界面 15 5.2 Keil软件简介 15 5.3 利用Proteus ISIS仿真与调试 16 6 总结 18 参考文献 19 附 录 20 1 引言 数字电压表的基本工作原理是利用A/D转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号, 通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。较之于一般的模拟电压 表,数字电压表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。 在测量仪器中,电压表是必须的,而且电压表的好坏直接影响到测量精度。具有一个 精度高、转换速度快、性能稳定的电压表才能符合测量的要求。为此,我们设计了数字 电压表,此作品主要由A/D0808转换器和单片机AT89C51构成,A/D转换器在单片机的控制 下完成对模拟信号的采集和转换功能,最后由数码管显示采集的电压值。 电压表的数字化测量,关键在于如何把随时连续变化的模拟量转化成数字量,完成这 种转换的电路叫模数转换器(A/D)。数字电压表的核心部件就是A/D转换器,由于各种 不同的A/D转换原理构成了各种不同类型的DVM。一般说来,A/D转换的方式可分为两类: 积分式和逐次逼近式。 积分式A/D转换器是先用积分器将输入的模拟电压转换成时间或频率,再将其