基于单片机直流电压表课程设计.doc

直流电压表 摘要 随着时代的进步， 用指针式万用表测量小幅度直流电压已经显得有些不太方便。因为指针式的测量不够精确，随着长时间的使用可能会造成欧姆调零以及机械调零的磨损， 这都会对数据的测量造成很多困难，而采用数字式电压表来测量就可以避免这种情况的发生，而且操作更加方便。 下面本文将介绍一种由数字电路以及单片机构成的数字电压表的设计方法。 数字电压表（Digital Voltmeter）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 关键字 89C51单片机 电压表 Keil ADC0832数模转换器 目录 第一章 概述 5 第二章 直流电压表的设计总方案………………………………………7 硬件电路设计…………………………………………………9 软件电路设计…………………………………………………23 个人负责模块AD0832驱动程序设计………………………26 直流电压表的安装与调试……………………………………33 存在故障分析与进一步改进…………………………………35 结论……………………………………………………………37 参考文献………………………………………………………………38 附录……………………………………………………………………39 第一章 概述 1.1 课程设计的题目 直流电压表 1.2课程设计的课题概述 本设计运用 89C5 和 ADC08 进行 A/D 转换,根据数据采集的工作原理,设计现数字电压表,最后完成单片机与 PC 的数据通信,传送所测量的电压值。该新数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是 0-51V(本设计量程为 0-5V)。 电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、 单片机与 PC 接口电路、单片机钟电路、复位电路等。下位机采用 89C5 芯片,A/D转换采用 ADC08 芯片。通过 与 PC 进行通信,传送所测量的直流电压数据。 （1）利用51系列单片机和相关器件，设计一个直流电压表。 （2）测量电压范围：0-5V （3）测量精度：0.01V （4）设置最低电压阈值，低于该值则系统报警。 （5）其他功能（创新部分）。 提示：为实现设置最低电压阈值，低于该值则系统报警功能，系统可以设置3个功能键，即：K1—设置键、K2—数字加键、K3—数字减键。通过对数字加键或数字减键操作，可以对设定上限或下限电压每次操作增加或减小0.01度；通过K1的操作次序确定当前的显示和校正内容，由S2和S3进行校正 第二章 直流电压表的设计总方案 直流电压表的基本组成和设计思路 2.1.1基本组成 2.1.2设计思路 根据设计要求，选择AT89c51单片机为核心控制器件； A/D转换采用ADC0832实现，与单片机的接口为P2^4,P2^5,P2^6; 电压显示采用LCD1602实现 LCD的输入是与并行口P0产生 2.1.3设计方案 硬件电路设计有8部分组成：A/D转换电路，AT89C51单片机系统，LCD显示系统、报警电路、按键调节电路、时钟电路、复位电路以及测量电压输电路。硬件电路设计框图如图1所示： 图1数字电压表系统硬件设计框图 软件电路主要有LCD驱动、显示函数、0832A/D转换函数模块、按键调节模块、报警函数模块还有延迟程序等6大模块组成，大体流程图如下; 第三章 硬件电路设计 3.1 A/D转换模块 　A /D转换在单片机接口中应用广泛,串行A /D转换器具有功耗低、性价比较高、芯片引脚少等特点。ADC0832是NS(National Semiconductor)公司生产的具有Microwire / Plus串行接口的8位A /D转换器,通过三线接口与单片机连接,适宜在袖珍式智能仪器中使用。主要性能指标有: 功耗低, 只有15mW; 8位分辨率,逐次逼近型,基准电压为5V;输入模拟信号电压范围为0～5V;输入和输出电平与TTL和CMOS兼容;在250kHz时钟频率时,转换时间为32us;具有两个可供选择的模拟输入通道。 3.1.2 A/D转换的原理 3.1.2.1　ADC0832的引脚及配置位功能 ADC0832有D IP和SO IC两种封装,D IP封装ADC0832引脚排列如图1所示。各引脚说明如下图2: 图2 ADC8032引脚图 CS———片选端,低电平有效。 CH0, CH1———两路模拟信号输入端。 D I———两路模拟输入选择输入端。 DO———模数转换结果串行输出端。 CLK———串行时钟输入端。 VCC /REF———正电源端和基准电压输入端。 GND———电源地。 ADC0832工作时,模拟通道的选择及单端输入和差分输入的选择,都取决于输入时序的配置位当差分