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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划单片机数字电压表课程设计报告引言在电量的测量中，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
2、。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3。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
3、和形式发展到了现在的全固态化、集成化，另一方面，精度也从%-%。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4。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5。1设计总体方案设计要求：完成系统的硬件电路设计与软件设计；采用汇编或C语言编程；采用Proteus、KeilC等软件实现系统的仿
4、真调试。设计思路根据设计要求，选择AT89C51单片机为核心控制器件。A/D转换采用ADC0808实现，与单片机的接口为P1口和P2口的高四位引脚。电压显示采用4位一体的LED数码管。LED数码的段码输入,由并行端口P0产生：位码输入，用并行端口P2低四位产生。设计方案主要设计如图：图设计方案主控芯片选用单片机AT89C51和A/D转换芯片ADC0808实现电压的转换和控制，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。显示部分选用一个四联的共阴极数码管。电路设计原理根据模块的划分原则，将该程序划分初始化模块，A/D转换子程序和显示子程序，这三个程序模块构成了整个系统软件的主程序，如图所示。图数字式直
5、流电压表主程序框图系统子程序设计初始化程序所谓初始化，是对将要用到的MCS_51系列单片机内部部件或扩展芯片进行初始工作状态设定，初始化子程序的主要工作是设置定时器的工作模式，初值预置，开中断和打开定时器等。A/D转换子程序A/D转换子程序用来控制对输入的模块电压信号的采集测量，并将对应的数值存入相应的内存单元，其转换流程图如图所示。图A/D转换流程图显示子程序显示子程序采用动态扫描实现四位数码管的数值显示，在采用动态扫描显示方式时，要使得LED显示的比较均匀，又有足够的亮度，需要设置适当的扫描频率，当扫描频率在70HZ左右时，能够产生比较好的显示效果，一般可以采用间隔10ms对LED进行动态
6、扫描一次，每一位LED的显示时间为1ms。在本设计中，为了简化硬件设计，主要采用软件定时的方式，即用定时器0溢出中断功能实现11s定时，通过软件延时程序来实现5ms的延时。3硬件电路设计数字芯片A/D转换技术目录第1章课题的设计要求、目的、意义.1课题的设计要求：.1课题的设计目的与意义：.1第2章系统总体方案选择与说明.2通道转换方案设计.2显示部分方案设计.2第3章系统结构框图与工作原理.3系统结构框图.3工作原理.(转载于:写论文网:单片机数字电压表课程设计报告).4第4章各单元硬件设计说明及计算方法.5单片机的选择.5时钟电路与复位电路的设计.6显示电路设计与器件选择.7A/D转换电路
7、和测量电路的设计.9第5章软件设计与说明.11系统软件设计.11程序设计.12第6章使用说明与调试结果.13总结.14参考资料.15附录1系统原理图.16附录2程序清单.17第1章课题的设计要求、目的、意义课题的设计要求：设计并制作用单片机控制一个数字式电压表。本电压表为多路模拟量输入，范围为05V，将采集的数据转换成工程量在LED数码显示器上显示，测量最小分辨率为，测量误差为。课题的设计目的与意义：课程设计是让我熟练掌握了课本上的一些理论知识，课程设计也是一个学习新知识、巩固加深所学课本理论知识的过程，它培养了我们综合运用知识的能力，独立思考和解决问题的能力。加深我们对单片机原理与应用课程的
8、理解。第2章系统总体方案选择与说明实现数字电压表的方案很多，目前广泛采用的时基于74系列逻辑器件，本设计将介绍基于单片机实现的方案。通道转换方案设计方案一：考虑到ADC0808的8路模拟量输入本质上也是模拟开关，因此可以利用其8个模拟通道中的3个作为通道转换器，即根据通道对应的电压测量范围确定对应的电压方法倍数设计对应的放大电路。方案二：利用手动开关实现通道转换。该方案可简化控制程序，消减系统开销。缩短反应时间，不足之处在于操作麻烦。综上所述：方案二所需元件少、成本低且易于实现，则选此方案。显示部分方案设计方案一：单片机的P0、P2口分别接74LS248和ULNXXA芯片来驱动四位数码管方案二
9、：直接用单片机的P1、P2口驱动数码管，此处把ADC0808的输出端接P1口，因为P1口能够驱动数码管。综上所述，两个方案都可行，但方案二所需元件少、成本低，则选择此方案。第3章系统结构框图与工作原理系统结构框图根据项目要求，确定该系统的设计方案，图3-1为该方案的硬件电路设计框图。由6个部分组成，即单片机、时钟电路、复位电路、LED显示电路、A/D转换器和测量电压输入电路。图3-1系统结构框图工作原理系统采用12M晶振产生脉冲做AT89C51的内部时钟信号，通过软件设置单片机的内部定时器T0产生中断信号。利用中断设置单片机的口取反产生脉冲做AT89C51的时钟信号。通过按键选择八路通道中的一路，将该路电压送入ADC0808相应通道，单片机软件设置ADC0808开始A/D转换，转换结束ADC0808的EOC端口产生高电平，
