基于单片机的数字电压表的设计和仿真.doc

PAGE PAGE 1 基于单片机的数字电压表的设计与仿真 摘要 本文介绍一种基于AT89S52单片机的一种电压测量电路,该电路采用模/数转换芯片ADC0808，它具有转换速度快、高精度、单极性、调整VREF可改变其动态范围的特点。测量范围直流0-5V，使用LCD液晶模块显示，可以与PC机进行串行通信。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了双积分电路的原理，AT89S52的特点，ADC0808的功能和应用，LCD1602的功能和应用。该电路设计新颖、精度高、可扩展性强。 关键词：电压测量;单片机;ADC0808；LCD1602 Abstract The introduction of a cost-based AT89S52 MCU a voltage measurement circuits,the circuits used. ADC0808,speed, high precision, unipolar, VREF can be changed to adjust the dynamic range characteristics. Measuring range DC 0-5V, the use of LCD liquid crystal display module that can communicate with the PC serial machine. Text gives the software and hardware systems focused on various parts of the circuit, introducing the principle of double integral circuit, AT89S52 features, ADC0808 features and applications, LCD1602 features and applications. The innovative circuit design, high accuracy, scalability, strong. Keywords: Voltage measurement; microcomputer; ADC0808; LCD1602 1．设计内容及要求 1.1设计目的及主要任务 1.1.1设计目的 （1）学会根据已学知识设计具有某一特定功能的电路。 （2）学会基本电路的组装与调试。 （3）掌握集成电路基础知识，并且能熟练应用于工程设计。 （4）掌握数字电压表的原理及设计方法。 1.1.2设计任务及主要技术指标 = 1 \* GB3 ①设计一个量程为5V、精度为0.05V的数字电压表，用三位数字显示。 = 2 \* GB3 ②当被测电压超出测量范围时报警。（用LED显示） ③确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。 ④用Proteus软件完成仿真。 ⑤查阅至少5篇参考文献。 ⑥按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 1.2设计思想 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。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。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。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。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理。 2.电路工作原理分析、方案论证和确定 2.1电路工作原理分析 如图1所示，模拟电压经过分压电路衰减后，经隔离干扰送到A/D转换器进行A/D转换，然后送到单片机中进行数据处理。处理后的数据送到LCD中显示，同时通过串行通讯与上位机通信。 输入电路 输入电路 89S52单片机 LCD显示 通讯模块 A/D转换 图1 原理框图 2.2方案论证 2.2.1方案一 采用双积分式A/D转换器CC7106、CC4070、LCD，以及外围电路构成数字电压表。它由模拟电路与数字电路两大部分组成，模拟部分包括输入放大器A、A/D转换器和基准电压源；数字部分包括计数器、译码器、逻辑控制器、振荡器和显示器。由图可见，模拟电路和数字电路是互相联系的，有逻辑控制电路产生控制信号，按规定的时序将A/D转