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单片机课程设计报告

简易数字电压表

一、设计任务与要求

1.电压表的测量范围为0-5V;

2.测量精度约为20mV。

二、方案设计与论证

方案一：

选择MC14433A/D转换器、CD4511等元器件设计电路：

方案二：

用单片机设计电路：

1

设计采用STC89C52单片机、A/D转换器ADC0809和共阴数码管为主要硬件，

分析了数字电压表Proteus软件仿真电路设计及编程方法。将单片机应用于测量

技术中，采用ADC0809将模拟信号转化为数字信号，用STC89C52实现数据的处

理。通过数码管以扫描的方式完成显示。

方案比较：

方案1：3为半双积分式A/D转换器MC14433转换精度为读数的±0.05%±1

字，并能很方便地判断出是否超欠量程，以便于量程的自动切换功能的实现，其

中集成了双积分式A/D转换器所有的CMOS模拟电路和数字电路。具有输入阻抗

高，功耗低，电源电压范围宽，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转

换功能。缺点是工作速度低，且外围电路需配基准电源，短译码驱动器和位驱动

器，电路较复杂。

方案2：设计电路简单。易于控制，且性能稳定；单调试过程需要一定的编

程基础，可利用Proteus软件仿真电路设计和调试。Proteus软件是一种电路分

析和实物模拟仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以进行仿真、分析

（SPICE）各种模拟器件和集成电路，是集单片机和SPICE分析于一身的仿真软

件，功能强大，具有系统资源丰富、硬件投入少、形象直观等优点，因此可用此

软件方便调试电路。

经过以上两种方案的特点比较，方案二中的电路设计采用比较常见的元器

件，对这种方案有一定的专业基础，故采用第二种方案。

三、单元电路设计与参数计算

1A/D转换模块

2

1.1ADC0809主要特性

ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，带有使能控制端，与微机

直接接口，片内带有锁存功能的8路模拟多路开关，可以对8路0-5V输入模拟

电压信号分时进行转换，由于ADC0809设计时考虑到若干种模/数变换技术的长

处，所以该芯片非常适应于过程控制，微控制器输入通道的接口电路，智能仪器

和机床控制等领域。

ADC0809主要特性:8路8位A/D转换器，即分辨率8位；具有锁存控制的8

路模拟开关；易与各种微控制器接口；可锁存三态输出，输出与TTL兼容；转换

时间：128μs；转换精度：0.2%；单个+5V电源供电；模拟输入电压范围0-+5V，

无需外部零点和满度调整；低功耗，约15mW。

1.2ADC0809的外部引脚特征

ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，其引脚图如图1所示。

图1ADC089引脚图

3

下面说明各个引脚功能:

IN0-IN7（8条）：8路模拟量输入线，用于输入和控制被转换的模拟电压。

地址输入控制（4条）：

ALE:地址锁存允许输入线，高电平有效，当ALE为高电平时，为地址输入线，

用于选择IN0-IN7上那一条模拟电压送给比较器进行A/D转换。

ADDA,ADDB,ADDC:3位地址输入线，用于选择8路模拟输入中的一路，其对

应关系如表1所示：

表1ADC0809通道选择表

地址码

对应的输入通道

CBA

000IN0

0