基于单片机数字电压表设计_00002.doc

编号 淮安信息职业技术学院 毕业论文 题 目 基于单片机的数字电压表的设计 学生姓名 学 号 系 部 电气工程系 专 业 机电一体化 班 级 指导教师 顾问教师 二〇一二年十月摘 要 本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。数据处理则由芯片AT89C51来完成，其负责把ADC0809传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0809芯片工作。 该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。此数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。 关键词：【单片机】 【数字电压表】 【A/D转换】 【AT89C51】 【ADC0809】  目 录 第一章 绪论 3 第二章 设计背景 4 2.1单片机 4 2.1.1单片机的简介 4 2.1.2单片机的应用领域 4 2.2数字电压表 6 2.2.1数字电压表的特点 6 第三章 设计目的与功能要求 7 3.1设计目的 7 3.2功能要求 7 第四章 总体设计 8 4.1系统设计 8 4.2设计方案 8 4.3总体设计框图 9 第五章 设计原理图 9 5.1设计原理图 10 第六章 硬件电路设计 11 6.1 信号调理模块 11 6.1.1电压极性检测电路 11 6.1.2电压范围粗测电路 11 6.1.3量程切换电路 11 6.2单片机模块 12 6.2.1芯片的介绍和选择 12 6.3 A/D转换模块 16 6.3.1芯片的介绍和选择 16 6.3.2原理图 18 6.4显示模块 18 6.4.1 LED数码管 18 6.4.2 LED数码管与单片机接口设计 20 第七章 总体电路设计 22 7.1总体电路设计 22 第八章 软件设计 23 8.1汇编流程图 23 8.2汇编程序 24 8.3程序说明 26 第九章 总结 27 参考文献 28  第一章 绪论 电子电压表主要用于测量各种高、低频信号电压，它是电子测量中使用最广泛的仪器之一。根据测量结果的显示方式及测量原理不同，电压测量仪器可分为两大类：模拟式电压表(AVM）和数字式电压表（DVM）。模拟式电压表是指针式的，多用磁电式电流表作为指示器，并在表盘上刻以电压刻度。数字式电压表首先将模拟量经模数（A/D）转换器变成数字量，然后用电子计数器计数，并以十进制数字显示被测电压值。 众所周知，模拟电压表精度较高，曾经有很广阔的市场，现在依然有不少工程师依然在使用模拟电压表。的确模拟电压表在显示测量值方面精度校准，然而却也存在问题。模拟电压表采用用指针式，里面是磁电或电磁式结构，所以其响应速度较慢。 然而在高速发展的当今社会，高速信号处理的需求越来越多，由于模拟电压表响应速度较慢已经不适用与高速信号领域，取而代之的将是数字电压表。但数字电压表由于存在采样误差，精度不是很高。不过目前可以通过技术手段来缩小误差。使其精度达到与模拟电压表一样精确甚至更高。可见将来数字电压表必将取代模拟电压表。现在有越来越多的数字测量仪器的出现但原理皆与数字电压表殊途同归，因此研究数字电压表有着很大现实意义。 第二章 设计背景 2.1单片机 2.1.1单片机的简介 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。 由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。 INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，当时的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。尽管2000年以后ARM已经