简易数字电压表规范.doc

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单片机课程设计报告 简易数字电压表 一、设计任务与要求 1.电压表的测量范围为0-5V; 2.测量精度约为20mV。 二、方案设计与论证 方案一: 选择MC14433A/D转换器、CD4511等元器件设计电路: 方案二: 用单片机设计电路: 设计采用STC89C52单片机、A/D转换器ADC0809和共阴数码管为主要硬件,分析了数字电压表Proteus软件仿真电路设计及编程方法。将单片机应用于测量技术中,采用ADC0809将模拟信号转化为数字信号,用STC89C52实现数据的处理。通过数码管以扫描的方式完成显示。 方案比较: 方案1:3为半双积分式A/D转换器MC14433转换精度为读数的±0.05%±1字,并能很方便地判断出是否超欠量程,以便于量程的自动切换功能的实现,其中集成了双积分式A/D转换器所有的CMOS模拟电路和数字电路。具有输入阻抗高,功耗低,电源电压范围宽,精度高等特点,并且具有自动校零和自动极性转换功能。缺点是工作速度低,且外围电路需配基准电源,短译码驱动器和位驱动器,电路较复杂。 方案2:设计电路简单。易于控制,且性能稳定;单调试过程需要一定的编程基础,可利用Proteus软件仿真电路设计和调试。Proteus软件是一种电路分析和实物模拟仿真软件。它运行于Windows操作系统上,可以进行仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,是集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件,功能强大,具有系统资源丰富、硬件投入少、形象直观等优点,因此可用此软件方便调试电路。 经过以上两种方案的特点比较,方案二中的电路设计采用比较常见的元器件,对这种方案有一定的专业基础,故采用第二种方案。 三、单元电路设计与参数计算 1 A/D转换模块 1.1 ADC0809主要特性 ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器,带有使能控制端,与微机直接接口,片内带有锁存功能的8路模拟多路开关,可以对8路0-5V输入模拟电压信号分时进行转换,由于ADC0809设计时考虑到若干种模/数变换技术的长处,所以该芯片非常适应于过程控制,微控制器输入通道的接口电路,智能仪器和机床控制等领域。 ADC0809主要特性:8路8位A/D转换器,即分辨率8位;具有锁存控制的8路模拟开关;易与各种微控制器接口;可锁存三态输出,输出与TTL兼容;转换时间:128μs;转换精度:0.2%;单个+5V电源供电;模拟输入电压范围0- +5V,无需外部零点和满度调整;低功耗,约15mW。 1.2 ADC0809的外部引脚特征 ADC0809芯片有28条引脚,采用双列直插式封装,其引脚图如图1所示。 图1 ADC089引脚图 下面说明各个引脚功能: IN0-IN7(8条):8路模拟量输入线,用于输入和控制被转换的模拟电压。 地址输入控制(4条): ALE:地址锁存允许输入线,高电平有效,当ALE为高电平时,为地址输入线,用于选择IN0-IN7上那一条模拟电压送给比较器进行A/D转换。 ADDA,ADDB,ADDC:3位地址输入线,用于选择8路模拟输入中的一路,其对应关系如表1所示: 表1 ADC0809通道选择表 地址码 对应的输入通道 C B A 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 START:START为“启动脉冲”输入法,该线上正脉冲由CPU送来,宽度应大于100ns,上升沿清零SAR,下降沿启动ADC工作。 EOC: EOC为转换结束输出线,该线上高电平表示A/D转换

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