《数字电压表报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电压表报告（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 单片机课程设计设计报告设计题目： 数字电压表 班级学号： 5081016 姓 名： 刘正 设计时间： 2010-12-30 备 注： 目 录第1章 绪论 .3第2章 设计任务与要求 2.1 设计任务.4 2.2 设计要求.4第3章 方案设计 3.1 方法选择.5 3.2 方案设计.5第4章 硬件设计4.1 模块设计电路.6 4.1.1 电路时钟.6 4.1.2 控制电路.7 4.2 逐次逼近式A/D转换模块设计.74.2.1ADC0808简介.74.2.2 ADC0808内部结构图.84.2.3A/D转换电路设计.94.3 8255端口扩展模块.94.4 LED显示模块.104.5Protu
2、es仿真电路设计4.5.1电路仿真图.104.5.2电路工作原理.11第5章系统软件设计5.1 系统主程序设计.125.2 系统源程序说明.13第6章 调试与测试结果分析.15第7章 结论.16附录1 源程序代码.17附录2 设计原理图.18第1章 绪 论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。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
3、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数字电压表。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，再将其数字化。根据转化的中间量不同，它又分为U-T（电压-时间）式和U-F（电压-频率）式两种。逐次逼近式A/D转换器分为比较式和斜坡电压式，根据不同的工作原理，比较式又分为逐次比较式及零平衡式等。斜坡电压式又分为线性斜坡式和阶梯斜坡式两种。在高精度数字电压表中，常采用由积分式和比较式相结合起来的复合式A/D转换器。本设计以AT89C52单片机为核心，以逐次比较型A/D转换器ADC0809、数码管
4、显示器为主体，构造了一款简易的数字电压表，能够测量1路05V直流电压，最小分辨率0.019V。第2章 设计任务与要求2.1设计任务利用ADC0809， AT89C52单片机及显示电路，设计一个数字电压表，能够测量05V之间的直流电压值，能够实时检测显示。2.2设计要求测量最小分辨率为0.019V,能够实时检测显示。第3章 方案设计3.1 方法设计设计方法主要采用ADC0809+AT89C52+8255+液晶显示实现电路，通过程序设计，将被测信号由ADC0809模拟输入1端口输入，经过转换将数据采集到单片机，经过数据转换，将转换数据经8255扩展口PA,PB口送出，其中PA口输出位选码，PB口输
5、出相应的字形码，在5个共阳数码管扫描显示。3.2 方案设计经过以上方法设计，采用如图3-1所示方案逻辑图。逐次逼A/D转换模块单片机控制模块数码管显示模块模拟量图3-1方案逻辑图AT89C52A/D转换ADC0808电压信号8255数码管显示图3-2设计方案原理框图设计模块说明：本设计方案主要有四大模块：1、 AT89C52单片机控制模块2、 ADC0808数模转换模块3、 8255端口扩展模块4、 LED显示模块第4章硬件设计由上可知数字电压表主要分为四个模块：AT89C52单片机控制模块，ADC0808数模转换模块、8255端口扩展模块、LED显示模块4.1单片机控制模块设计单片机控制模块
6、的作用是为控制各单元电路的运行并完成数据的换算或处理，主要由单片机、时钟电路组成。4.1.1 时钟电路单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的，在单片机的XTAL1和XYAL2两个管脚接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路，电路中电容器和对振荡频率有微调作用，通常取(3010)pF石英晶体选择6MHz或12MHz都可以。时钟电路如所示。图4-1时钟晶振4.1.2 单片机控制模块电路图 图4-2 单片机控制电路4.2逐次逼近式A/D转换模块设计4.2.1ADC0808简介1ADC0808引脚功能图4-2.1 ADC0808引脚图 IN0IN7：8路模拟量输入。A、B、C：3位地址输入，2个地
7、址输入端的不同组合选择八路模拟量输入。ALE：地址锁存启动信号，在ALE的上升沿，将A、B、C上的通道地址锁存到内部的地址锁存器。D0D7：八位数据输出线，A/D转换结果由这8根线传送给单片机。OE：允许输出信号。当OE=1时，即为高电平，允许输出锁存器输出数据。START：启动信号输入端，START为正脉冲，其上升沿清除ADC0808的内部的各寄存器，其下降沿启动A/D开始转换。EOC：转换完成信号，当EOC上升为高电平时，表明内部A/D转换已完成。4.2.2 ADC0808内部结构图图4.2.2 ADC0808内部结构逐次逼近型A/D转换器ADC0808由八路模拟开关、地址锁存与译码器、比
8、较器、D/A转换器、寄存器、控制电路和三态输出锁存器等组成。4.2.3 A/D转换电路设计图4.2.3ADC0808转换电路设计4.3 8255端口扩展模块 8255芯片主要用于I/O端口的扩展，在此主要将PA、PB口用做输出端口，接数码管的位选和段选。电路设计图如下：图4.3.1 8255扩展端口电路4.4 LED显示模块 主要用于显示数据，为共阴数码管，与8255的接线图如下：图4.3.1 显示电路4.5Protues仿真电路设计4.5.1电路仿真图图4.5 Protues仿真电路原理图4.5.2电路工作原理Dj-52EHA/D转换由集成电路0808完成，0808具有8路模拟输入端口，地址
9、线（2325脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D转换。22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。6脚为测试控制，当输入一个2S宽高电平脉冲时，就开始A/D转换。7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从端口输出，10脚为0808的时钟输入端，利用393分频芯片将8MHZ脉冲进行分频得到1MHz时钟。8255的PA、PB端口作为五位LED数码管显示控制。第5章系统软件设计5.1 系统主程序设计 初始化程序初始化程序，主要为对8255写控制字，启动A/D转换芯片。 主程序初始化之后，系统等待A
10、/D转换结束，结束之后，将一通道的A/D转换值送入单片机，之后进行相应的数据处理，调用显示子程序在数码管上显示，主程序在调用显示子程序和测试子程序之间循环，程序流程图见图5-1开 始初始化调用A/D转换子程序调用显示子程序图5-1 程序流程图 显示子程序显示子程序采用动态扫描法实现五位数码管的数值显示（四位有效值，一位小数点）。测量所得的A/D转换数据赋值给data1变量，经过相应的运算处理，分离出个位十分位，百分位，千分位的有效值，通过查询显示表，显示相应的值，通过调节频率，实现动态扫描。 模/数转换测量子程序模/数转换测量子程序，主要为控制通道1来采集电压值，启动转换，并将对应的数值送入单片机。5.2 系统源程序编写a.程序的相关头文件及变量定义#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar ge,shifen,baifen,qianfen;double sum; /定义相关变量 uchar zhengshu; uint xiaoshu; uchar xdata wei _at_ 0xff20; /Pa port on 8255 /定义8255端口指针uchar xdata duan _at_ 0xff21;/Pb
