1、1单片机技术课程设计说明书数字电压表 院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师： 伍麟珺 职称 讲师 专 业： 电子信息工程 班 级： 完成时间： 2015-1-6 2湖南工学院课程设计任务书课 程：单片机技术课程设计题目：数字电压表适 用 班 级 ：电子 1203 班时 间：20142015 学年第一学期指 导 老 师 ：伍麟珺3单片机技术课程设计任务书1、设计目的与任务学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在单片机技术中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
2、二、设计内容与要求1、设计内容设计一个能够测量直流电压的数字电压表。测量电压范围 05V，测量精度小数点后两位。该电压表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”， 进入测量准备状态，按测量开始键则开始测量，并将测量值显示在显示器上，按测量结束键则自动返回“P.”状态。2、设计要求(1)以上课题可以任选其一或多选，学生也可以自拟课题；(2)编程语言：汇编或 C51；(3)计算机打印单片机技术课程设计说明书一份；(4)设计时间：一周；(5)实物制作；(6)人员分组：一人一组一实物。三、单片机技术课程设计说明书正文主要内容参照“单片机技术课程设计说明书正文主要内容”文件。四、单片机技术课程设计说
3、明书书写规范格式参照“单片机技术课程设计说明书书写规范格式”文件。五、参考资料1、马忠梅，单片机的 C 语言 Windows 环境编程宝典M, 北京：北京航空航天大学出版社，2003.6； 2、李光飞,单片机 C 程序设计指导M,北京:北京航空航天大学出版社，2003.01 ；3、李光飞,单片机课程设计实例指导M,北京:北京航空航天大学出版社，42004.9。摘 要本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。该设计主要由三个模块组成：A/D 转换模块，数据处理模块及显示模块。A/D 转换主要由芯片ADC0809 来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。数据处理
4、则由芯片 AT89S52 来完成，其负责把 ADC0809 传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着 ADC0809 芯片工作。此数字电压表可以测量 0-5V 的模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的共阳数码管显示出来，误差不超过 0.02V。并且由于该数字电压表系统构造简单、抗干扰能力较强，因此具有一定的实用价值。关键词 : 电压表；A/D 转换；分频电路5ABSTRACTThis paper introduces a design of simple digital voltmeter based on SCM. This design i
5、s mainly composed of three modules: A/D conversion module, data processing module and display module. A/D conversion is mainly done by chip ADC0809, it is responsible for the collection of analog converted to the corresponding digital quantity in transmitted to data processing module. Data processin
6、g is done by chip AT89S52, its responsible for sends the ADC0809 to digital quantity through certain data processing, a corresponding display code to display module; In addition, it also controls the ADC0809 chip. The digital voltage meter can measure of 0 to 5 v 1 road analog dc input voltage value
7、, and through a four one of the seven segment digital tube display.Error is less than 0.02 V.And because the digital voltmeter system structure is simple, strong anti-jamming capability, thus has a certain practical value.Keywords : Voltmeter; A/D conversion; Frequency division circuit6目 录1设计总体方案 .7
8、1.1设计要求 .81.2 设计思路 .82 硬件电路设计 .82.1 A/D转换介绍 .92.1.1 逐次逼近型 A/D转换器原理 .92.1.2 ADC0809芯片 .92.2 单片机系统 .112.2.1 AT89S52简单功能介绍 .112.2.2 ATS9S52芯片 .112.3 其他逻辑电路 .122.3.1 74LS74电路 .122.3.2 或非门，非门电路 .122.4 数码管显示电路 .132.4.1 LED简介 .132.4.2 LED显示原理 .142.5 时钟电路和复位电路 .142.5.1时钟电路 .142.5.2 复位电路 .152.6 锁存电路 .152.7 硬
9、件电路的最终确立 .163 程序设计 .163.1程序设计方案 .163.2 程序介绍 .173.2.1 初始化程序 .173.2.2 A/D转换程序 .1773.2.3 延时法程序 .173.2.4 查询法程序 .183.2.5 中断法程序 .184 仿真及误差分析 .194.1 proteus仿真原理图 .194.1.1原理图说明 .194.2 误差分析 .204.2.1设计结果显示 .204.2.2误差分析 .21结束语 .22致 谢 .23参考文献 .24附 录 A .25附 录 B .27附 录 C .28附 录 D .29附 录 E .31附 录 F .3381设计总体方案1.1设
10、计要求（1） 设计一个能够测量直流电压的数字电压表。（2）测量电压范围 05V，测量精度小数点后两位。（3）该电压表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”， 进入状态。（4）按测量开始键则开始测量，并将测量值显示在显示器上，按测量结束键则自动返回“P.”状态 1.2 设计思路根据设计要求，选择 AT89S52 单片机为核心控制器件。A/D 转换采用 ADC0809 实现，与单片机的接口为 P0 口和 P2 口的 P2.0 引脚。电压显示采用 4 位一体的共阳 LED 数码管。LED 数码的段码输入,由 P1 产生，位码输入，用端口 P2.1,P2.2,P2.3,P2.4四位产生。1.3
11、设计方案9硬件电路设计由 6 个部分组成; A/D 转换电路，AT89S52 单片机系统，LED显示电路、振荡电路、复位电路以及测量电压输入电路。硬件电路设计框图如图 1 所示。 图 1 数字电压表硬件系统框图2 硬件电路设计2.1 A/D转换介绍现实世界的物理量都是模拟量，能把模拟量转化成数字量的器件称为模/数转换器（A/D 转换器），A/D 转换器是单片机数据采集系统的关键接口电路，按照各种 A/D 芯片的转化原理可分为逐次逼近型，双重积分型等等。双积分式A/D 转换器具有抗干扰能力强、转换精度高、价格便宜等优点。与双积分相比，逐次逼近式 A/D 转换的转换速度更快，而且精度更高，比如 A
12、DC0809、ADC0808等，它们通常具有 8 路模拟选通开关及地址译码、锁存电路等，它们可以与单片机系统连接，将数字量送到单片机进行分析和显示。一个 n 位的逐次逼近型A/D 转换器只需要比较 n 次，转换时间只取决于位数和时钟周期，逐次逼近型A/D 转换器转换速度快，因而在实际中广泛使用。本次设计采用 ADC0809 芯片。102.1.1 逐次逼近型 A/D转换器原理逐次逼近型 A/D 转换器是由一个比较器、A/D 转换器、存储器及控制电路组成。它利用内部的寄存器从高位到低位一次开始逐位试探比较。转换过程如下：开始时，寄存器各位清零，转换时，先将最高位置 1，把数据送入 A/D 转换器转
13、换，转换结果与输入的模拟量比较，如果转换的模拟量比输入的模拟量小，则 1 保留，如果转换的模拟量比输入的模拟量大，则 1 不保留，然后从第二位依次重复上述过程直至最低位，最后寄存器中的内容就是输入模拟量对应的二进制数字量。2.1.2 ADC0809芯片ADC08089 是采用逐次逼近式 A/D 转换原理，可实现 8 路模拟信号的分时采集，芯片内有 8 路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存与译码电路，转换时间为 100us 左右。ADC0809 的引脚图及连线图如图 2 所示。IN34567STEOCD9LK0VBF+G-ARP图 2 ADC0809芯片引脚图及连线图IN0-IN7：8 路模拟量输入通道，用于输入和控制被转换的模拟电压。ALE:地址锁存允许信号。对应 ALE 上跳沿，A,B,C 地址状态送入地址锁存器中。START：转换启动信号。上跳沿时内部寄存器清零；下跳沿时，开启 A/D 转换；在 A/D 转换期间，START 保持低电平。EOC: EOC 为转换结束信号。EOC=0，正在进行转换；EOC=1，转换结束。使用中既作为查询的状态标志，又可以作中断请求信号使用。D7-D0：数字量输出端。为三态缓冲输出形式，可以与单片机直接相连。D0为低位，D7 为高位。A,B,C:地址线，模拟通道的选择信号。A 为低位地址，C 为高位地址，用于
