简易数字电压表论文Word格式文档下载.docx
《简易数字电压表论文Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简易数字电压表论文Word格式文档下载.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
Thisarticledescribesthe89C52microcontrollerbasedonavoltagemeasurementcircuit,thecircuitADC0809A/Dconvertercircuit,measuringrangeDC0-±
5V,usingtheLEDdisplay,youcancommunicatewiththePCserialmachine.ThedisplaycircuitusingLEDdigitaltube,theuseofdigitaldynamicscanningmethod,toachievetheoutputdataisdisplayed.Resetcircuitismorecommonlyusedbypower-onresetoperation.BodywithAT89C52chipsandADC0809chiptocompleteasimpledigitalvoltmeter,caninput0~5VforanalogDCvoltagemeasurement,andby7LEDdigitaltubedisplay,measurementerrorisabout0.02V,timeaccuratedatameasurementconvenience.Measurementofthevoltagemetercircuitmainlyconsistsofthreemodules:
A/Dconvertermodule,dataprocessingmoduleandthedisplaycontrolmodule.A/DconversiontocompletethemajorbythechipADC0809,AT89C52dataprocessingtobecompletedbythechip,mainlybythe7-segmentdisplaymoduleandthecorrespondingdigitalcontroldrivechips,showmeasuredvoltagevalue.
Keywords:
Simpledigitalvoltmeter、ADC0809、AT89C52
前言1
第1章简易数字电压表的方案设计2
1.1功能要求2
1.2方案论证2
第2章系统硬件电路的设计2
第3章关于元件的介绍4
3.1关于AT89C524
3.1.1主要特性4
3.1.2内部结构4
3.2关于ADC08095
3.2.1主要特性5
3.2.2内部结构5
第4章系统程序的设计7
4.1始化程序7
4.2主程序7
4.3显示子程序8
4.4模/数转换测量子程序8
第5章调试及性能分析9
5.1调试及测试9
5.2性能分析10
第6章控制源程序清单11
6.1单片机汇编原程序清单11
6.2单片机C源程序清单16
第7章PCB板的制作18
7.1建立设计18
7.2PCB板的制作19
7.3PCB板的制作注意事项19
7.3.1原理图常见错误19
7.3.2PCB板常见错误20
7.3.3布线20
附录23
谢辞24
参考文献25
前言
数字电压表（DigitalVoltmeter）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。
新型数字电压表以其高准确度、高可靠性、高分辨率、高性价比等优良特性倍受人们的青睐。
数字电压表作为数字化仪表的基础与核心，已被广泛用于电子和电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域，显示出强大的生命力。
与此同时，由电压表扩展而成的各种通用及专用仪表（含数字万用表），也将电量及非电量测量技术提高到崭新水平本章重点介绍单片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。
数字电压表是利用A/D转换原理，将被测模拟量转换成数字量，并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。
通常数字电压表都采用大规模的A/D转换集成电路，测量精度高，读数方便，在体积、重量、耗电、稳定性及可靠性等方面性能指标均明显优于指针式万用表。
其中，A/D转换器将输入的模拟量转换成数字量，逻辑控制电路产生控制信号，按规定的时序将A/D转换器中各组模拟开关接通或断开，保证A/D转换正常进行。
A/D转换结果通过计数译码电路变换成笔段码，最后驱动显示器显示相应的数值。
第1章简易数字电压表的方案设计
1.1功能要求
简易数字电压表可以测量0～5V范围内的8路输入电压值。
并且电压值能在4位LED数码管上轮流显示或单路选择显示，其测量的最小分辨率位为0.02V。
1.2方案论证
按系统功能实现要求，决定控制系统采用AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0809。
系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便地进行8路其他A/D转换量的测量和远程测量结果传送等扩展功能。
数字电压表系统设计方案框如图1-1所示。
如图1-1数字电压表系统设计方案框图
第2章系统硬件电路的设计
硬件电路大体可分为A\D转换模块、数据处理模块、显示控制模块组成。
1．A\D转换模块STC、PIC、AVR型号等单片机，内部带有8位以上的A/D转换器，可以方便的实现数据采集。
但该类芯片价格稍高，有些型号不兼容51汇编语言，不易使用。
采用ADC0809A/D转换器，它具有8路模拟输入端口，最大数值分辨率（精度）为0.0196V。
2.数据处理模块采用AT89C52单片机
3.显示控制模块利用单片机的30脚的六分频晶振频率再通过14024二分频得到1MHZ时钟。
显示控制采用四位LED数码管轮流显示或单路选择显示。
如图2-1简易数字电压电路表示意图
第3章关于元件的介绍
3.1关于AT89C52
3.1.1主要特性
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
3.1.2内部结构
AT89C52有40个引脚，8k字节Flash闪速存储器,256字节内部RAM,32个I/O口线,3个16位定时/计数器,一个6向量两级中断结构,一个全双工串行通行口,片内振荡器及时钟电路。
时,AT89C52可降至0HZ的静态逻辑操作,并支持系统继续工作。
掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
AT89C52引脚图如下：
如图3-1AT89C52引脚示意图
3.2关于ADC0809
3.2.1主要特性
ADC0809D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。
AT89S52的引脚
ADC0809的引脚
相应的功能
P3.7
EOC
控制ADC0809的转换结束信号
P2.5
OE
控制ADC0809的输出允许端
P2.4
START
控制ADC0809的启动端
P2.3
ALE
控制ADC0809的地址锁存端
CLOCK
提供了12MHz工作的时钟脉冲
表3-1ADC0809控制引脚及其功能
3.2.2内部结构
ADC0809拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。
多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。
三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
（!
）IN0～IN7：
8路模拟信号输入端。
（2）C、B、A：
8路模拟信号转换选择端。
与低8位地址中A0～A2连接。
由A0～A2地址000～111选择IN0～IN7八路A/D通道。
（3）CLK：
外部时钟输入端。
时钟频率高，A/D转换速度快。
允许范围为10～1280KHz。
通常由80C51ALE端直接或分频后与0809CLK端相连接。
（4）D0～D7：
数字量输出端。
（5）OE：
A/D转换结果输出允许控制端。
OE=1，允许将A/D转换结果从D0～D7端输出。
通常由80C51的端与0809片选端通过或非门与0809OE端相连接。
（6）ALE：
地址锁存允许信号输入端。
0809ALE信号有效时将当前转换的通道地址锁存。
（7）START：
启动A/D转换信号输入端。
当START端输入一个正脉冲时，立即启动0809进行A/D转换。
START端与ALE端连在一起，由89C52WR与0809片选端通过或非门相连。
（8）EOC：
A/D转换结束信号输出端，高电平有效。
（9）UREF（+）、UREF（-）：
正负基准电压输入端。
（10）Vcc：
正电源电压（+5V）。
（11）GND：
接地端。
如图3-2ADC0809内部结构示意
如图3-3ADC0809引脚示意图
ADC0809的内部逻辑结构如上图所示。
图中多路模拟开关可选通8路模拟通道，允许8路模拟量分时输入，并共用一个A/D转换器进行转换。
地址锁存与译码电路完成对A、B、C三个地址位进行锁存与译码，如表1-1所示。
C（ADDC）
B（ADDB）
A（ADDA）
选择的通道
IN0
1
IN1
IN2
IN3
IN4
升级会员 