3251智能数据采集系统（数字电压表的设计）课程设计.doc

单片机技术课程设计说明书( 2010) 单片机技术课程设计说明书 智能数据采集系统 （数字电压表的设计） 专业 电气工程及其自动化 学生姓名 xxx 班级 电气 学号 xxx 指导教师 xxx 完成日期 2010年 6 月 10 日 目 录 数字电压表的设计…………………………………………………………………………… 概述……………………………………………………………………………………… 系统方案设计…………………………………………………………………………… 系统硬件设计…………………………………………………………………………… 硬件流程图………………………………………………………………………… 硬件电路图………………………………………………………………………… 硬件电路图各组成模块分析……………………………………………………… 系统软件设计…………………………………………………………………………… 主程序流程图……………………………………………………………………… 转换结果处理子程序流程图…………………………………………………… 显示子程序流程图………………………………………………………………… 延时子程序流程图………………………………………………………………… 结束语…………………………………………………………………………………… 参考文献……………………………………………………………………………………… 附录…………………………………………………………………………………………… 附录1 ：程序清单…………………………………………………………………………… 附录2：设计图纸…………………………………………………………………………… 附录3：元器件目录表………………………………………………………………………… TOC \o 1-2 \h \z \u 智能数据采集系统（数字电压表的设计） 概述 1.1课题要求 设计并且制作基于51单片机的数据采集系统，配置A／D转换芯片，编制数据采集系统监控软件，数据采集软件，电位器提供模拟输入量（传感器实验系统提供模拟量输入），将模拟量转换成数字量，通过数码管显示出来，分析数据采集精度。 1.2课题内容 本文介绍了用ADC0809集成电压转换芯片和89C51单片机设计制作的数字电压表，该数字电压表可以测试的电压范围为0～51V,并可以将测得的电压值显示在数码管上。在数字电路和显示技术中，为了实现数字显示，需要把连续变化的模拟量变换成数字量，这种变换就是A/D转换。为了使模拟量变换成数字量，必须经过取样、量化过程。量化单位越小，整量化的误差就越小，数字量就越接近连续量本身的值。 1.3课题的性质及目的 数字电压表是利用模拟/数字交换器原理，以十进制数字形式显示被测电压值的仪表。数字电压表除广泛用于电压测量外，通过各种变换器还可以测量其它电量和非电量，用途非常广泛。在数字电路和显示技术中，为了实现数字显示，需要把连续变化的模拟量变换成数字量，这种变换就是A/D转换。为了使模拟量变换成数字量，必须经过取样、量化过程。量化单位越小，整量化的误差就越小，数字量就越接近连续量本身的值。模拟种类繁多，包括各种各样的物理量。实际上，很多物理量先别被转换成电压（用各种传感器），然后再由电压转换成数字量，所以电压/数字变化就是A/D转换的重点。用电压/数字变换器（ADC0809）单独做成的测量仪器即为数字电压表。 2 .系统方案设计 ADC0809是采用逐级比较的方法完成A/D转换，可通过适当的外接电路对电压在0～5V之间的模拟输入量信号进行转换，为了使其可以测试0～51V的电压，本任务利用分压器对0～51V进行分压。从测试端输入的电压(0～5V1V)经过90K∩和10K∩电阻分压后，送到ADC0809输入端的电压大约只有测试端的1/10，经过89C51处理后，将电压值显示在3个数码管上。如测试端输入4.0V的电压时，数码管显示“04.0”。 为实现对0～51V电压的测量，首先将电压模拟量转换为电压的数字量，其中经过抽样和量化过程，这些工作通过ADC0809完成，ADC0809 是CMOS 单片型逐次逼近式A／D 转换器，它由8 路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D／A 转换器、逐次逼近，寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。单片机控制ADC时，有查询和中断两种方式，为此提出两种方案； 方案一：（使用查询方式）采用89C51带4K字节闪烁可编程可擦除之都存储器，具有低电压、高性能的微处理器，此外还有ADC0809（逐级比较型）转换器、如干电阻或电位器、单输入端双D触发器、三态输出的八 D 透明锁存器等 图1 以查询方式为控制的硬件接口 方案二：（使用中断方式）接线