3位半数字电压表设计制作：嵌入式系统与A/D转换器应用

本篇实验报告详细介绍了3位半数字直流电压表的设计与制作过程，旨在通过实践使学生掌握电子专业中简单智能仪器及嵌入式系统开发的方法。以下是关键知识点的总结： 1. 实验目的： - 熟悉并掌握单片机在仪器设计中的应用，特别是AT89S51单片机的选择和配置，包括自动上电复位功能。 - 学习模拟量数据采集系统的开发，包括A/D转换器（如MC14433）的使用，这对电压表精度和分辨率至关重要。 - 理解并实现不同量程的选择策略，如手动和自动切换，以及输入阻抗的要求。 2. 实验设备与元器件： - 使用了基础实验设备如示波器、数字万用表、稳压电源等，以及51AVR实验开发板、Mon51编程器等硬件工具。 - 元器件包括12MHz晶振、LED显示器、按键、电容、电阻和电位器等，用于构建测量电路和交互界面。 3. 实验原理与设计： - 技术指标设定为测量范围广（0~20V），分辨率高达100μV，具有2次/秒的测量速率，并具备手动和自动量程选择功能。 - A/D转换器的选择决定了测量精度，采用双积分方式确保高精度。 - 量程标定电路设计灵活，能适应不同量程需求，如基本量程0~2V，放大或衰减输入电压以适应其他量程。 - 键盘和显示部分包含四个量程选择键和两个功能键，用于操作和控制测量模式，如连续测量和自检。 4. 实验程序设计： - 主程序（ORG0030H）初始化寄存器、设置中断标志和控制寄存器，为后续操作做准备。 - 实验程序清单展示了简洁明了的汇编语言代码，展示了如何通过指令控制单片机的运行流程。 在整个实验过程中，学生将学习到单片机控制、模拟信号处理、A/D转换器使用以及用户界面设计的关键技能，这不仅有助于理论知识的巩固，也培养了动手能力和实际操作经验。通过解决可能遇到的问题，学生可以加深对嵌入式系统开发的理解和掌握。