课程设计-简易直流电压表的设计.doc

题目 数字电压表 任务与要求 利用单片机知识以及89s52为主控器，设计并调试一个数字电压表。通过网上或图书馆的资料掌握相关知识。课程设计要求是该设计能正常显示并精确到到百分位，通过本课程设计，学习研究开发软件的能力，并提交课程设计报告和实验成品 开始日期 年 月 日完成日期 年月 日1 设计方案 1 2 设计总体框图 1 2.1 硬件部分 1 2.2 软件部分 2 2.2.1主程序设计 2 2.2.2 A/D转换子程序 3 2.2.3数据处理子程序 4 3 设计单元电路 5 3.1 模数转换单元 5 3.1.1 ADC0808引脚说明 5 3.1.2 ADC0808通道选择 6 3.1.3 ADC0808的工作原理： 6 3.2 数据处理及控制单元 7 3.3 4位一体七段数码管 8 4 电路原理说明 9 4.1 模数转换 9 4.2 数据处理及控制 10 5 参考文献 11 6 结论及心得 11 7 附录 12 7.1 调试报告 12 7.2元器件清单 16 简易直流电压表的设计 1 设计方案 ? 本主要采用AT8951芯片和ADC080芯片来完成一个简易的数字电压表，能够对输入的0～5 V的模拟直流电压进行测量，并通过一个4位一体的7段LED数码管进行显示，测量误差约为0.02 V。该电压表的测量电路主要由三个模块组成：A/D转换模块、数据处理模块及显示控制模块。A/D转换主要由芯片ADC080来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到数据处理模块。数据处理则由芯片AT8951来完成，其负责把ADC080传送来的数字量经一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；另外它还控制着ADC080芯片的工作。显示模块主要由7段数码管组成，显示测量到的电压值。本实验采用AT8951单片机芯片配合ADC080模/数转换芯片构成一个简易的数字电压表，原理电路如图所示。该电路通过ADC080芯片采样输入口IN输入的0～5 V的模拟量电压，经过模/数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道D0～D7传送给AT8951芯片的P0口。AT8951负责把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示段码，并通过其P1口传送给数码管。同时它还通过其三位I/O口P3.0、P3.1、P3.2产生位选信号，控制数码管的亮灭。另外，AT8951还控制着ADC080的工作。其ALE管脚为ADC080提供了1MHz工作的时钟脉冲；P2.3控制ADC0808的地址锁存端(ALE)；P2.4控制ADC0808的启动端(START)；P2.5控制ADC0808的输出允许端(OE)；P3.7控制ADC0808的转换结束信号(EOC)。系统框图如图2所示。电路原理图2 系统框图 2.2 软件部分 2.2.1主程序设计准备工作做好后便启动ADC0808对IN脚输入进的0～5V电压模拟信号进行数据采集并转换成相对应的0～255十进制数字量。 在数据处理子程序中，运用标度变换知识，编写算法将0～255十进制数字量转换成0.00～5.00V的数据，输出到显示子程序进行显示。整个主程序就是在A/D转换，数据处理及显示程序循环执行。整个程序流程框图如图所示。 图3 主程序流程图 A/D转换子程序 启动ADC0808对模拟量输入信号进行转换，通过判断EOC（P引脚）来确定转换是否完成，若EOC为0，则继续等待；若EOC为1，则把OE置位，将转换完成的数据存储到中。程序流程图如图所示。 图4 数据处理子程序流程图数据处理子程序，：模拟测量值；：模拟输入最小值；：模拟输入最大值；：模数转换后的值；：模数转换后的最小值；：模数转换后的最大值。 在本设计中，根据要求知，，，，，则上式可以简化为。 3 设计单元电路 3.1 模数转换单元 此处采用ADC0808模块实现，它是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器 3.1.1 ADC0808引脚说明 ADC0808芯片为28引脚双列直插式封装(1)IN0～IN7：8路模拟量输入通道。 (2)A、B、C：模拟通道地址线。这3根地址线用于对8路模拟通道的选择，其译码关系如表1-1所示。其中，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB和ADDC。 (3)ALE：地址锁存允许信号。对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。 (4)START：转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0808；START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。本信号有时简写为ST。 (5)D7