《单片机原理及应用》课程设计报告-基于单片机的数字电压表设计汇.doc

《单片机原理及应用》 课程设计报告 设计题目： 基于单片机的数字电压表设计 所属系部： 资源与环境工程学院 专 业： 计算机应用矿井监测 班 级： 101班 姓 名： 学号： 指导教师： 成绩： 完成日期： 2011 年 12 月 21 日  【摘要】 随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU存储器、定时器／计数电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力理。AT89C51单片机的一种电压测量电路,该电路采用ADC080本文介绍一种基于A/D转换电路，测量范围直流 0～5V 的路输入电压值，并在四位LED数码管上显示或单路选择显示。测量最小分辨率为0.019V，测量误差约为正负0.02V 目 录 一、设计任务和性能指标 4 1.1设计任务 4 1.2性能指标 4 二、设计方案 4 2.1系统总体设计方案 5 三、硬件系统设计 5 3.1 AT89C51的功能介绍 6 3.2 ADC0808的引脚及功能介绍 7 3.3 74LS374介绍 8 3.4 部分电路的介绍 9 3.5 LED数码管的控制显示 9 四、系统软件设计 10 3.1 主程序 11 3.2 A/D转换子程序 12 3.3 中断显示程序 13 五、数字电压表仿真图 14 六、课程设计体会 15 参考文献 16 附录1系统原理图 17 附录 2源程序代码 18 一、设计任务和性能指标 本设计是利用单片机AT89C51与ADC0808设计一个数字电压表，测量0－5V之间的直流电压值，四位数码显示，但要求使用的元器件数目最少。 1.1设计任务 ADC0808是8位的A/D转换器。当输入电压为5.00V时，输出的数据值为255（0FFH），因此最大分辨率为0.0196（5/255）。ADC0808具有8路模拟量输入端口，通过3位地址输入端能从8路中选择一路进行转换。如每隔一段时间依次轮流改变3位地址输入端的地址，就能依次对8 路输入电压进行测量。LED数码管显示采用软件译码动态显示。通过按键选择可对8路循环显示，也可单路显示，单路显示可通过按键选择显示的通道数。可以测量0～5V4位LED数码管上轮流显示各路电压值或单路选择显示，其中3位LED数码管显示电压值，显示范围为0.00V～5.00VLED数码管显示路数,3路分别为0-2。要求测量的最小分辨率为0.02V。 1.2性能指标 数字电压表是将被测模拟电压量转换为数字量，核心器件是一个间接型A/D转换器，并进行实时数字显示的测试仪表。正确选择出电路中的A/D转换器、显示译码器、三极管、电阻、等元器件，性能优越强，能为很多领域，工作的敬群性和可靠性较高，能提高较好的实时转换。 二、设计方案 2.1 系统总体设计方案 本系统由以下几个模块组成：AT89C51、ADC0808、LED数码管、部分电路多路数字电压表应用系统硬件电路由单片机、A/D转换器、数码管显示电路和按键处理电路组成，由于ADC0808在进行A/D转换时需要有CLK信号，本试验中ADC0808的CLK直接由外部电源提供为500kHz的方波。由于ADC0808的参考电压VREF＝VCC，所以转换之后的数据要经过数据处理，在数码管上显示出电压值。实际显示的电压值(D/256*VREF) ADC0808采用逐次逼近法转换，把模拟电压转换成16进制的D，由于是对直流电压0～5V进行采集，所以D对应的电压为V0?，我们的目的就是要把V0显示在LED显示器上，因为单片机不好进行小数点计算，所以有：V0=2*D扩大了100倍，扩大100倍后的结果高八位放寄存器B，低八位放寄存器A，分寄存器B为0或不为0的情况进行存取数据，得到的结果个位放入R0，十位放入R1，通过查表使之显示在LED显示器。 简易数字电压测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。电路原理图见附录2。A/D转换由集成电路0808完成。0808具有8路模拟输入端口，地址(23-25)脚