单片机系统设计项目(三级项目) 设计说明书简易数字电压表的设计.doc

单片机系统设计项目(三级项目) 设计说明书 （2013/2014学年第二学期） 题 目 ： 简易数字电压表的设计 专业班级 ： 通信工程11级1班 学生姓名 ： 指导教师 ：贾少锐、董克俭、付佳 设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2014年6月20日 目录 1 数字电压表 2 1.1数字电压表简介 2 1.2数字电压表的优点 2 1.3数字电压表的核心 2 2 设计要求及方案 3 2.1设计目的 3 2.2设计要求 3 3 硬件电路设计 4 3.1 A/D转换模块 4 3.1.1逐次逼近型A/D转换器原理 4 3.1.2 ADC0832的主要特性 5 3.1.3 ADC0832外部引脚及其说明 5 3.1.4 单片机对ADC0832 的控制原理 5 3.2单片机系统 8 3.2.1 AT89C51性能 8 3.2.2 AT89C51各引脚功能 8 3.3复位电路和时钟电路 10 3.3.1复位电路设计 10 3.3.2时钟电路设计 11 3.4 LED显示系统设计 11 3.4.1 LED基本结构 11 3.4.2 LED显示器的选择 12 3.4.3 LED译码方式 12 3.4.4 LED显示器与单片机接口设计 13 3.5总体电路设计 14 4 程序设计 15 4.1程序设计总方案 15 4.2系统子程序设计 16 4.2.1初始化程序 16 4.2.2 A/D转换子程序 16 4.2.3显示子程序 16 5 仿真 17 5.1软件调试 17 5.2显示结果 18 6 总结 19 1 数字电压表 1.1数字电压表简介 数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特点而得到广泛应用。最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路（IC）和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电压表的快速发展，并不断出现新的类型。 1.2数字电压表的优点 随着电子技术的发展，经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。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成不连续的离散的数字形式并加以显示，从而具有精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC实时通信的优点。以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。目前，由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。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。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。数字电压表从1952年问世以来，经历了不断改进的过程，从最早采用继电器、电子管和形式发展到了现在的全固态化、集成化（IC化），另一方面，精度提高了0.01%-0.005%。 1.3数字电压表的核心 目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，因而，以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面。A/D转换器分成四种：计数式A/D转换器、双积分式A/D转换器、逐次逼近式A/D转换器和并行式A/D转换器。目前最常用的是双积分式A/D转换器和逐次逼近式A/D转换器，其中双积分式A/D转换器转换精度高，抗干扰性能好，价格便宜，但是转换速度慢，因此这种转换器主要用于速度要求不高的场合。而逐次逼近式A/D转换器转换速度快，但精度相对较差。因此未来的A/D转换器将兼顾精度和速度，成本也会随着集成电路的发展而降低。 2 设计要求及方案 2.1设计目的 (1)对于巩固所学的电子技术理论知识，培养解决实际问题的能力，加强基本的技能训练具有明显的积极作用。 (2)掌握数字电压表的设计原理，组装、焊接与调试方法。 (3)熟悉A/D转换器芯片ADC0832和单片机AT89C51的使用方法，并掌握其工作原理。 2.2设计要求 (1)以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个简单的直流数字电压表。 (2)监测两路的输入电压值用8位串行A/D转换器，8位分辨率，逐次逼近型，基准电压为5伏用两位LED进行轮流显示或单路选择显示，显示精度0.1伏，并通过串口通信在PC机上进行显示 3.1.2 ADC0832的主要特性 ADC0832是NS(National Semiconductor)公司生产的串行接口8位A/D转换器，通过三线接口与单片机连接，功耗低，性能价格比