基于单片机的三位半数字电压表设计.doc

摘 要 本次设计用单片机芯片AT89C51设计一个数字电压表，能够测量直流电压值，四位数码显示，量程范围为0-200V，显示分辨率为0.1 mV。此系统由分压电阻、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。 本电压表具有设计方法合理、简单易行、成本低、安全实用等特点。 关键词：数字电压表 ；AT89S52单片机 ；低成本 Abstract This design is design a digital voltmeter with chip AT89C51 of one-chip computer, can measure and hand in , direct current pressing value , four numbers show，Span the range of 0-200V, a display resolution of 0.1 mv. This system is shunted resistance, resistance of partial pressure, basic resistance, minimum system of 51 one-chip computers, shown that some , warning part , AD change and control making up partly. This voltmeter has the design method reasonably, easy and feasible, the cost low, safe practical and so on characteristics, and has certain promoted value. Key word: digital voltmeter ；AT89C51 ；Low cost摘 要 I Abstract II 前 言 III 第1章 方案论证 1 1.1 课题设计要求 1 1.2 方案论证 1 1.2.1 主控部分的选择 1 1.2.2 A/D转换方案 3 1.2.3 单片机复位方案 4 1.2.4 数据显示电路 5 1.2.5 LED显示方案 5 1.2.6 量程转换电路 6 第2章 基于单片机的数字电压表基本原理和组成 9 2.1 系统总体设计 9 2.2 主要芯片介绍 10 2.2.1 AT89C51单片机 10 2.2.2 ADC0809芯片介绍 13 2.2.3 74LS74芯片介绍 16 第3章 基于单片机的数字电压表的电路设计 18 3.1 电源设计 18 3.2 衰减电路设计 18 3.3 放大电路设计 19 3.4 单片机最小系统设计 19 3.5 报警电路设计 20 3.6 A/D转换电路设计 21 3.7 开关电路设计 21 3.8 显示电路设计 22 3.9 分频电路设计 23 3.10 硬件整体电路图 23 第4章 系统软件设计 25 4.1 电路功能模块 25 4.2系统总流程图 26 4.3 软件设计思想描述 27 4.4 程序设计 27 5.1 Keil IDE简介 28 5.2 Keil工程的建立 29 5.2.1 源文件的建立 29 5.2.3 建立工程文件 29 5.3 工程的详细设置 31 5.4 程序的编译及运行 34 第6章 结束语 35 致 谢 36 参考文献 37 附录1 硬件设计整体结构图 38 附录2 程序清单 39 第1章 方案论证 1.1 课题设计要求 本设计达到的要求：利用4个LED现实4位数字电压表的三位半显示，数字电压表是由模拟电路与数字电路两个部分组成，是由逻辑控制电路产生控制信号，按规定的时序将A/D转换器中的各组模拟开关接通或断开，保证A/D转换正常进行。A/D转换的结果送入单片机内部进行数据的处理，最后驱动显示相应的数值，该设计的任务就是将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数值显示。其中直流电压测量范围（0~200V）共分四档：200mv、2v、20v、200v。 1.2 方案论证 1.2.1 主控部分的选择 方案1：用ICL7106够成的数字电压表 ICL7106是美国Intersil公司的产品，是目前应用最广泛的一种单片三位半的A/D转换器。它的主要性能特点： 采用单电源供电，电压范围较宽，规定为7~15V。通常采用9叠层电池，有助于实现仪表的小型化。 低功耗。芯片本身消耗的电流仅为1.8mA，功耗约16mW。一节9V叠层电池能连续工作200h，正常情况下可间断使用半年左右。 输入阻抗极高，典型值为——Ω，对输入信号无衰减作用。 外围电路简单，整机组装方便，它不需外加有源器件，只要配上5只电阻器、5只电容器和LCD显示器，就能构成一块直流数字电