基于单片机数字电压表设计_00002_00002.docVIP

目 录 1 引言 2 2 设计原理及要求 2 3 软件仿真电路设计 2 3.1 设计思路 3 3.2 仿真软件简介 3 3.2.1 Proteus 6 Professional 3 3.2.2 Keil uVision2 3 3.3设计过程 3 4 硬件设计 4 4.1单片机控制模块设计 4 4.1.1时钟电路 4 4.1.2复位电路 4 4.2 A/D转换模块设计 5 4.2.1 ADC0808简介 5 4.2.2 A/D转换电路设计 6 4.3 显示模块设计 7 4.3.1 LCD显示模块 7 4.3.2 LCD1602的引脚功能 7 4.3.3 LCD1602的显示操作 7 5系统软件程序的设计 11 5.1主程序设计 11 5.2 A/D转换程序 11 6 系统仿真 12 7 结论 13 参考文献 14 附录1 15 附录2 20 1 引言 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。 数字电压表（DigitalVoltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。与此同时，由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理。电压表的数字化测量，关键在于如何把随时连续变化的模拟量转化成数字量，完成这种转换的电路叫模数转换器（A/D）。数字电压表的核心部件就是A/D转换器。它是利用A/D转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号，通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。较之于一般的模拟电压表，数字电压表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。由各种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，显示出强大的生命力。 本设计以AT89C51单片机为核心，以A/D转换器ADC0808、液晶显示器LCD1602为主体，构造了一款简易的数字电压表，能够测量8路0～5V直流电压，最小分辨率0.02V。 2设计原理及要求 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，LCD液晶显示，但要求使用的元器件数目最少。原理图见附录2。 2.1数字电压表的实现原理 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。 2.2数字电压表的设计要求 可以测量0～5V范围内的8路直流电压值。在LCD液晶屏上轮流显示各路电压值或单路选择显示，显示范围为0.00V～5.00V，要求测量的最小分辨率为0.02V。 3软件仿真电路设计 3.1设计思路 多路数字电压表应用系统硬件电路由单片机、A/D转换器和LCD显示电路组成。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LCD上显示出电压值。 3.2 仿真软件简介 3.2.1 Proteus 6 Professional ISIS 6 Professiona软件它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。它从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。 ISIS 6 Professiona软件具有的功能