89C51单片机实现的0-5V数字电压表设计

版权申诉
0 下载量 196 浏览量 更新于2024-06-25 收藏 811KB DOC 举报
"基于单片机的数字电压表05V设计课程设计.doc" 这篇文档是关于基于89C51单片机设计的数字电压表的课程设计项目,旨在教授学生如何利用微处理器技术实现对直流电压的精确测量和显示。89C51是一款常见的8位微控制器,具有丰富的I/O接口和存储空间,常用于嵌入式系统设计。设计的目标是创建一个能够测量0至5伏特直流电压的设备,通过LCD模块显示读数,并且具备8个独立的输入通道,每个通道的测量分辨率高达0.02V。 设计的关键组件包括双积分A/D转换器ADC0808,它是一种模拟数字转换器,负责将输入的模拟电压信号转化为数字信号。ADC0808的EOC(End Of Conversion)和EO(Error Output)端口用于通知单片机何时转换完成,并提供错误检测。74LS161可能被用作计数器,帮助实现多通道的选择和显示控制。 系统总体设计包含了以下四个主要部分: 1. 系统总体设计:确定设计目标,定义系统功能和性能要求。 2. 硬件电路设计:包括89C51单片机、A/D转换器、LED显示模块、按键输入以及电源等电路的布局。 3. 软件设计:编写控制程序,包括初始化、数据采集、处理、转换和显示等功能。 4. 设计说明书:详述设计过程、工作原理和操作指南。 在系统原理及基本框图中,模拟电压首先通过分压电路调节,然后由ADC0808进行A/D转换,转换后的数字信号被89C51接收并处理。处理后的数据会被转换成0.00V到5.00V的可读数值,并通过P0口发送到LED显示器上。在实际操作中,用户可以通过按键选择显示特定通道的电压,或者让系统自动循环显示所有通道的电压。 方案说明中提到了软件设计的部分,包括了ADC0808的配置和控制,以及数据的存储、转换和显示。在转换过程中,当ADC0808的EOC端口变为高电平时,表明转换结束,此时数据可以读取。系统会调用专门的计算子程序将数据转换为合适的显示格式,并使用显示子程序驱动LED显示。 此课程设计项目不仅让学生了解了单片机系统的基本结构,还让他们熟悉了A/D转换器的工作原理,以及如何使用微控制器处理和显示数据。此外,项目也强调了系统的可扩展性和与PC的通信能力,这些都是现代电子测量设备的重要特性。通过这个项目,学生能够提升其在硬件电路设计、软件编程和系统集成方面的技能。
2023-02-27 上传
基于单片机的电子产品设计与制作实训报告书 数字电压表 院 部: 专 业: 姓 名: 学 号: 指导老师: 目 录 概述................... .......... .......... .......... .. 3 一.设计目的与功能要求. ......... .......... ......... .......... ......... .......... .......4 §1.1设计目的…………………………………………4 §1.2功能要求 4 二.总体设计 4 §2.1 系统设计………………………………………..4 §2.2设计方案……………………………………………5 §2.3总体设计框图……………………………………5 三.设计原理图 6 四.硬件电路设计 6 §4.1核心元器件介绍 6 §4.1.1芯片介绍 6 §4.1.2其它部分简介.....................................12 1.四位八段共阴极数码管...............................................12 2.模拟电压输入部分......................................13 五.软件设计……………………………………………13 §5.1 汇编流程图.....................................................14 §5.2汇编程序清单.....................................................15 §5.3 程序说明.......................................................15 六.调试仿真…...........................................................16 七.设计总结与致谢.............................18 <参考文献>.............................................19 概述 在电量的测量中,电压、电流和频率是最基本的三个被测量,其中电压量的测量最为 经常。而且随着电子技术的发展,更是经常需要测量高精度的电压,所以数字电压表就 成为一种必不可少的测量仪器。数字电压表简称DVM,它是采用数字化测量技术,把连续 的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。由于数字式仪器具有读数 准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用[1]。 传统的指针式刻度电压表功能单一,进度低,容易引起视差和视觉疲劳,因而不能满 足数字化时代的需要。采用单片机的数字电压表,将连续的模拟量如直流电压转换成不 连续的离散的数字形式并加以显示,从而精度高、抗干扰能力强,可扩展性强、集成方 便,还可与PC实时通信。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础[2]。以数字电压表 为核心,可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。目 前,由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。 最近的几十年来,随着半导体技术、集成电路(IC)和微处理器技术的发展,数字电 路和数字化测量技术也有了巨大的进步,从而促使了数字电压表的快速发展,并不断出 现新的类型[4]。数字电压表从1952年问世以来,经历了不断改进的过程,从最早采用继 电器、电子管和形式发展到了现在的全固态化、集成化(IC化),另一方面,精度也从 0.01%-0.005%。 目前,数字电压表的内部核心部件是A/D转换器,转换的精度很大程度上影响着数字 电压表的准确度,因而,以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面[3 ]。 本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容,本系统主要包括三大模块:转换模 块、数据处理模块及显示模块。其中,A/D转换采用ADC0808对输入的模拟信号进行转换 ,控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算处理,最后驱动输出装置LED显示数字电压 信号[11]。 1. 设计目的与功能要求 §1.1 设计目的 利用单片机及ADC0809核心元件制作3位数字电压表,更好地学习掌握ADC0809的工作 原理及A/D的转换编程方法。 §1.2功能要求 利用ADC0809设计实现数字电压表的测量值为0~5V,用电位器模拟ADC0809的输入电 压,用3位数码管显示,实时模拟数字电压表。 二.总体设计 §2.1系统设计 主要分为两部分:硬件电路及软件程序。硬件电路包括:单片机及外围电路,模拟 信号采集电路,A/D转换电路,数码管显示电路,各部分电路的衔接。软件的程序