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1、2011届本科课程设计本科课程设计论文题目：基于单片机的数字电压表设计姓 名：学 号：院（系、部）：专 业：自动化班 级：指导教师： 完成时间： 2014 年 11 月物理与电子工程学院 课程设计任务书专业： 自动化 班级： 学生姓名学号课程名称电子课程设计设计题目基于单片机的数字电压表设计设计目的、主要内容（参数、方法）及要求一、项目的目的： 基于AT89C51单片机的数字电压表设计，强化动手能力，为毕业设计做准备。二、 项目任务的主要内容和要求：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
2、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。以AT89C51为对象,对单片机知识进行梳理，设计出快捷精确的数字电压表装置。 三、项目设计（研究）思路：网上查找资料，熟悉数字电压表基本原理和研究方法。通过仿真软件PROTUES实现要求的硬件电路图，实现测量电路电压的功能。四、具体成果形式和要求 通过PROTUES仿真电路图展示项目主要功能。工作量2周时间，每天3学时，共计42学时进度安排第1天：召开课程设计会议，下达设计任务。针对课程设计题目进行设计思路、设计过程，设计要求说明。第2-3天：根据自己选题情况，查阅相关文献资料。第4-5天
3、：确定总体方案。第6-10天：仿真/制作。第11-14：编写课程设计报告。主要参考资料1 蒋廷彪,刘电霆,高富强,方华.单片机原理及应用.出版社:重庆大学出版社.出版时间:2005年1月第2次印刷2 8051实验指导书电子电气综合实训系统.出版社:北京精仪达盛科技有限公司3 徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计(第二版)M.北京:北京航空航天大学出版社,20044 吴金戌,沈庆阳,郭庭吉.8051单片机实践与应用M.北京:清华大学出版社,20025 张国勋.缩短ICL7135A/D采样程序时间的一种方法J.电子技术应用.1993.第一期6 高峰.单片微型计算机与接口技术M.北京科学出版社,20
4、03.指导教师签字教研室主任签字摘 要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。随着电子科学技术的发展，电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段， 对测量的精度和功能的要求也越来越高，而电压的测量甚为突出，因为电压的测量最为普遍。本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种电压测量电路。该电路采用高精度、双积分A/D转换电路，测量范围为直流0-+5伏，使用LED数码管显示。论文简单介绍了双积分电路的原理、ADC0808的引脚及
5、功能介绍、74LS373芯片的引脚及功能，重点描述了高精度数字电压表的设计思想，分析了软、硬件各部分电路的工作原理、设计过程和调试过程，最后给出详细的测试数据并且进行了分析。关键词：数字电压表；AT89C51单片机；高精度AbstractThe basic working principle of digital voltmeter is an analog signal by A/D conversion circuit to be measured is converted into digital signal, through the corresponding conversion
6、will test a voltmeter results displayed in digital form. Compared with the general analog voltage meter, digital voltage meter has the advantages of high precision, accurate measurement, visual reading, convenient use etc.With the development of electronic technology, electronic measuring a large nu
7、mber of electronic workers must master the means, the measurement accuracy and functional requirements are increasingly high, while the voltage measurement is very prominent, because the voltage measurement is most common. This paper introduces a kind of voltage measurement circuit based on AT89C51
8、mcu. The circuit uses the high precision, the double integral A/D conversion circuit, the measuring range is 0-+5 DC volts, the use of LED digital tube display. The paper briefly introduced the pins and pin function, ADC0808 function and the principle of double integral circuit is introduced, 74LS37
9、3 chip, describes the focus of design ideas for a high precision digital voltage meter, analyzed the soft, the hardware circuit of the working principle, design and debugging process, finally has given the detailed test data and analysis.Keywords: digital voltage meter; AT89C51 SCM; high precision目
10、录1 引言12设计原理及要求22.1数字电压表的实现原理22.2数字电压表的设计要求23软件仿真电路设计33.1设计思路33.2电路原理图33.3设计过程43.4 AT89C51的功能介绍43.4.1简单概述43.4.2主要功能特性53.4.3 AT89C51的引脚介绍53.5 ADC0808的引脚及功能介绍73.5.1芯片概述73.5.2 引脚简介83.5.3 ADC0808的转换原理83.6 74LS373芯片的引脚及功能93.6.1芯片概述93.6.2引脚介绍93.7 LED数码管的控制显示93.7.1 LED数码管的模型93.7.2 LED数码管的接口简介104系统软件程序的设计104
11、.1 主程序104.2 A/D转换子程序114.3 中断显示程序125电压表的调试及性能分析135.1 调试与测试135.2 性能分析146电路仿真图147总结15参考文献16附录 源程序1721 引言随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器计数电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。 数字电压表（DigitalVoltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器
12、仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力理。本设计AT89C51单片机的一种电压测量电路,该电路采用ADC0808本文介绍一种基于A/D转换电路，测量范围直流 05V 的4路输入电压值，并在四位LED数码管上显示或单路选择显示。测量最小分辨率为0.019V，测量误差约为正负0.02V。2 设计原理及要求本设计是利用单片机AT89C51与ADC0808设计一个数字电压表，测量05
13、V之间的直流电压值，四位数码显示，但要求使用的元器件数目最少。2.1数字电压表的实现原理 ADC0808是8位的A/D转换器。当输入电压为5.00V时，输出的数据值为255（0FFH），因此最大分辨率为0.0196（5/255）。ADC0808具有8路模拟量输入端口，通过3位地址输入端能从8路中选择一路进行转换。如每隔一段时间依次轮流改变3位地址输入端的地址，就能依次对8 路输入电压进行测量。LED数码管显示采用软件译码动态显示。通过按键选择可对8路循环显示，也可单路显示，单路显示可通过按键选择显示的通道数。2.2数字电压表的设计要求可以测量05V范围内的3路直流电压值。在4位LED数码管上轮
14、流显示各路电压值或单路选择显示，其中3位LED数码管显示电压值，显示范围为0.00V5.00V，1位LED数码管显示路数,3路分别为0-2。要求测量的最小分辨率为0.02V。3 软件仿真电路设计3.1设计思路 多路数字电压表应用系统硬件电路由单片机、A/D转换器、数码管显示电路和按键处理电路组成，由于ADC0808在进行A/D转换时需要有CLK信号，本试验中ADC0808的CLK直接由外部电源提供为500kHz的方波。由于ADC0808的参考电压VREFVCC，所以转换之后的数据要经过数据处理，在数码管上显示出电压值。实际显示的电压值(D/256*VREF) ADC0808采用逐次逼近法转换，把模拟电压转换成16进制的D，由于是对直流电压05V进行采集，所以D对应的电压为V0，我们的目的就是要把V0显示在LED显示器上，因为单片机不好进行小数点计算，所以有：V0=2*D扩大了100倍，扩大100倍后的结果高八位放寄存器B，低八位放寄存器A，分寄存器B为0或不为0的情况进行存取数据，得到的结果个位放入R0，十位放入R1，通过查表使之显示在L
