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1、华东交通大学理工学院毕业设计华东交通大学理工学院Institute of Technology. East China Jiao tong University 毕 业 设 计 Graduation Design（2011 2015 年）题 目 数字电压表的设计 分 院： 电气与信息工程分院 专 业： 工程及其自动化 班 级： 电力2011-1 学 号： 学生姓名： 田唯迪 指导教师： 起讫日期： 2015-01-012015-05-10 摘 要在电子应用领域，工业自动化仪表已经有了非常广泛的应用。本文设计的数字电压表以AT89C51单片机为主要控制器件，利用ADC0808把模拟信号转换为数字
2、信号并加以显示的电路。它的设计主要包括硬件电路和系统程序两部分设计。硬件电路主要是单片机最小设计模块、A/D转换模块和显示模块的设计，系统程序设计则是通过AT89C51单片机先将系统初始化，通过ADC0808转换芯片把模拟量转换成数字量，最后通过数码管显示数据。设计的数字电压表的测量范围为200mv10v，对直流电压进行测量。该电路功能强大，有报警系统，可控制测量范围，数码管显示精度高，可扩展性强等优点。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。数字电压表的应用在很多领域，有非常好的应用前景。对数字电压表进行研究很有必要性。这对我们研究单片机技术是很有帮助的。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。关键词：AT89C51；ADC0
3、808；电压测量；A/D转换AbstractIn electronic applications, industrial automation instruments have a very wide range of applications. This design of a digital voltmeter to AT89C51 microcontroller as the main control device, use it ADC0808 analog signals into digital signals and display them circuit. Its desig
4、n includes hardware and system design program in two parts. The hardware circuit design module is the smallest single-chip design A / D converter module and display module, system programming is through the first AT89C51 SCM system initialization, by ADC0808 converter chip to convert analog to digit
5、al, and finally through a digital display data. Measuring range designed digital voltmeter is 200mv-10v, DC voltage measurement. The circuit is powerful, alarm system, control measuring range, digital display and high precision, scalability and other advantages.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。Application of digital volt
6、meter in many areas, there is a very good prospect. Conduct research on the digital voltmeter very necessity. This single-chip technology for our study is helpful.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。Key words: T89C52; ADC0808; Voltage measurement；A/D converter彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。目 录摘 要1謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。英文摘要2厦礴恳蹒骈時盡继價骚。目 录3茕桢广鳓鯡选块网羈泪。引 言1鹅
7、娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。1 绪论2籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。1.1选题的依据及意义2預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。1.2 国内外现状研究及发展趋势2渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。1.3研究的主要内容3铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。2设计方案与论证4擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。2.1电压表功能设计4贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2.2设计思路4坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。2.3设计方案4蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。3系统硬件电路的设计6買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。3.1单片机最小系统设计6綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。3.1.1 AT89C51单片机的主要特征6驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。3.1.2 时钟电路7猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。3.1.3 复位电路7锹籁饗迳琐筆襖鸥娅
8、薔。3.2 A/D转化模块8構氽頑黉碩饨荠龈话骛。3.2.1 A/D转化器的工作原理8輒峄陽檉簖疖網儂號泶。3.2.2 ADC0808主要特征8尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。3.3显示模块设计10识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。3.3.1数码管介绍10凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。3.3.2数码管显示模块电路11恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。3.3.3 LED数码管与单片机接口设计12鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。3.4 高阻隔放大电路13硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。3.5 总体电路设计13阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。4 程序设计15氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。4.1主程序流程图15釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。4.2 A/D转换子程序流程图16怂阐譜鯪迳導嘯
9、畫長凉。4.3显示子程序18谚辞調担鈧谄动禪泻類。4.4编程软件keil介绍18嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。5 仿真与调试19熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。5.1 protues仿真的介绍19鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。5.2 protues仿真电路图19纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。5.3仿真结果20颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。总 结23濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。参考文献24銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。附 录25挤貼綬电麥结鈺贖哓类。后 记32赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。3引 言数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，能将连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续的、离散的数字形式并加以显示的仪表。目前，数字电压表已被广泛用于电子电气测
10、量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。数字电压表有很多优点：(1).通过数码管显示数字清晰直观，读数准确，相对于借用指针和刻度盘的读数有了很大的改进。(2).数码管显示位数多，能测量的范围更加广，用途更加广泛。(3).测量准确度高，误差越来越小。准确度表示测量结果与真实值的一致性，反映了测量误差的大小。(4).分辨率高。数字电压表测量灵敏度高，微小电压变化能在数码管的动态显示中显示。(5).扩展能力强。在数字电压表的基础上,可改造成用于不同工业领域的仪器仪表。(6).测量速率快。它取决于A/D 转换器的转换速率。测电压时，电表两端接触被测电压，数码管即刻显示被测电压数值
11、，相对于指针和刻度盘测量更加稳定和便捷。(7).输入阻抗高。数字电言表在测量时从被测电路上吸取的电流极小，为显示更加精确，可以用放大电路放大电流，不会影响被测信号源的工作状态，能减小由信号源内阻引起的测量误差。(8).集成度高，耗能少。新型的数字电压表采用CMOS大规模集成电路，工作状态时功耗很低，电池可用时间长。(9).抗干扰能力强。（10）测量电压时系统恢复初始化，无需像指针式电压表那样置零。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。1 绪论1.1选题的依据及意义 微型单片机自上世纪70年代首次出现，因为其价格低而性能有很高，便于携带所占地方小、可以适配各种功能等等特点很快便引起了人们关注度，之后很多年的发展
12、，现在常见于家用电器控制，节能设备、电子仪器、智能机器人等方向也有着广泛的应用，在军事设备、工业控制领域都用到单片机控制，可见现在的单片机更加微型，智能，在提高了产品的功能与质量同时，还降低了设计和使用成本。仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。传统模式的电压表测量精度低，容易引入误差，测量范围小，功能简单，不能满足数字化时代的需求，很有必要选用既要精度高又要有很强的抗干扰能力，并且同时还需要满足扩展性强，外形小巧集成方便的芯片最为首选，体积小易于携带，还能与电脑端进行实时通信。现阶段，在电工检测方向、工业自动化仪表控制、智能自动测试系统中，由A/D 转换器作为核心器件的数字电压表被越来越广泛的应用，并且再有
13、很大的份额和很强的生命力。由DVM技术发展而形成的通用及专用的更高级的数字仪器仪表也更多的应用在监测电量和非电量的测试中并且得到了较快的发展，也将这项技术提高到了崭新高度。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。1.2 国内外现状研究及发展趋势电子技术近20年的发展，微电子技术、计算机技术、集成技术、网络技术等高新技术越来越成熟。在这样的情况下，人们不断对数字电压表提出了更高的要求，加快了数字电压表的发展，技术人员要求数字电压表速度更快、性能更稳定，灵敏度更高、以及操作更方便，做到成本更低，样品量提供量更少、和零污染。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。数字电压表的发展大致如下：1. 新技术的广泛应用新的A/D转换技术于上世
14、纪90年代初在世界许多国家研发。自动校准技术、A/D转换技术、资源再利用技术，使得数字电压表更加精度化、智能化、经济化、环保化，向着更高水平发展。 瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。2. 智能化阶段 在电子技术、大规模集成电路及计算机技术日新月异的大背景下，人们很快研制出并量产了DVM数据处理和可编程程序在微处理器控制下的芯片，因为数字电压有数据存储器ROM并使用C软件编程，通过可进行信息处理，仪器仪表经过接口监测系统，从而进行自校、自检，自查三个步骤，以及高准确性的运行，这样便实现了监测系统的智能化当前，智能化的DVM的出现以及智能化仪表发展的良好态势，DVM将会成为未来的发展趋势，并且会得到更多领域的应用。这样为各种物理量的动态检测的实现提供了可能。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。1.3研究的主要内容本文介绍的一种简易数字电压表。主要是由AT89c51单片机控制，显示模块由A/D转换器和数码管控制，数据处理模块及显示模块组成，芯片由ADC0808采集到的模拟量转化为相应的数字量再传送到相应的模块处理中。芯片的主要任务是处理数据，并且把0808送来的数字量进行分析处理，再送到显示模块中显示，由于元件较少，成本低，测量精度和可靠性较高系统的数字电压表电路简单实现。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。2设计方案与论证2.1电压表功能设计
