基于AT89C51单片机的电压表设计文档格式.docx
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日期：
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
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3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：
引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：
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3.附件包括：
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图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
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5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
4、研究方法的科学性；
技术线路的可行性；
设计方案的合理性
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
建议成绩：
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
二、论文（设计）水平
评阅教师：
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
3、学生答辩过程中的精神状态
评定成绩：
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
教学系意见：
系主任：
浙江海洋学院课程设计任务书
学院班级专业
学生姓名（学号）
课程
名称
单片机课程设计
设计
题目
基于AT89C51单片机的数字电压表
完成
期限
自2014年12月21日至2015年1月5日共2周
设
计
依
据
1.AT89C51单片机的功能。
2.ADC8080模数转换芯片的功能。
3.LCD液晶显示原理。
要
求
及
主
内
容
1.用AT89C51单片机及ADC0808，设计一种数字电压表。
2.查相关资料，完成硬件设计和软件设计。
3.画出程序流程图及写出程序清单。
4.对开发关键技术、主要芯片加以介绍。
5.按要求写硬件实习报告。
6.用Proteus实现电路软硬件仿真。
7.通过电位器取得0~5V的电压，用ADC0808转换后通过LCD显示。
参
考
资
料
[1].《单片机原理及及应用》王迎旭编机械工业出版社.
[2].《微型计算机原理与接口技术》吴秀清编中国科学技术出版社.
[3].《51系列单片机原理及设计实例》楼然苗，李良儿等编北京航空航天大学出版社.
指导教
师签字
日期
基于AT89C51单片机的数字电压表设计
摘要：
随着信息化技术的发展，电子检测经常需要测量高精度的电压。
本设计是利用仿真软件Proteus仿真的数字电压表。
它基于AT89C51单片机作为主控芯片，用ADC0808A/D转换芯片将电压的模拟量转换为数字量并传给单片机，单片机处理后再由液晶LM016L实现液晶显示，可测量0—5V的电压量，精度为2位小数，误差为0.01V。
关键字：
数字电压表；
AT89C51单片机；
Proteus仿真；
A/D转换；
液晶显示
前言·
·
1
第一章系统总体方案选择与说明·
2
1.1设计要求·
1.2设计思路·
1.3设计方案·
第二章硬件电路设计·
3
2.1AT89C51的功能介绍·
2.1.1简单概述·
2.1.2主要功能特性·
3
2.1.3AT89C51的引脚介绍·
4
2.2ADC0808的引脚及功能介绍·
2.2.1芯片概述·
2.2.2引脚简介·
5
2.2.3ADC0808的转换原理·
2.2.4ADC0808电路接线图·
2.3显示电路·
6
2.3.1LM016L的结构及功能·
2.3.2LM016L的引脚功能介绍·
2.3.3LM016L的电路接线图·
2.4复位电路设计·
7
2.5振荡电路设计·
2.6提示电路设计·
8
2.7总电路·
第三章程序设计与说明·
9
3.1主程序框图·
3.2子程序框图·
第四章系统仿真与调试·
10
第五章总结·
11
参考文献·
附录一·
12
前言
在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。
而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。
数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用。
传统的指针式刻度电压表功能单一，进度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需要。
采用单片机的数字电压表，将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC实时通信。
数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。
以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。
目前，由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。
最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路（IC）和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电压表的快速发展，并不断出现新的类型。
数字电压表从1952年问世以来，经历了不断改进的过程，从最早采用继电器、电子管和形式发展到了现在的全固态化、集成化（IC化），另一方面，精度也从0.01%-0.005%。
目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，因而，以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面。
本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容，本系统主要包括三大模块：
转换模块、数据处理模块及显示模块。
其中，A/D转换采用ADC0808对输入的模拟信号进行转换，控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算处理，最后用液晶LM016L显示数字电压信号。
第一章系统总体方案选择与说明
1.1设计要求
（1）使用51单片机,AD0808,LCD等元件组成。
（2）能测量0-5V的直流电压。
（3）能连续、稳定显示所测电压。
（4）测量误差<
0.02V。
（5）整数电压提醒。
1.2设计思路
⑴根据设计要求选择AT89C51单片机为核心控制器件。
（2）A/D转换采用ADC0808实现。
⑶电压显示采用LCD显示。
1.3设计方案
数字电压表的设计即将连续的模拟电压信号经过A/D转换器转换成二进制数值再经由单片机软件编程转换成十进制数值并通过显示屏显示。
该设计主要由三个模块组成A/D转换模块数据处理模块及显示模块。
A/D转换主要由芯片ADC0808来完成它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。
数据处理则由芯片AT89C51来完成其负责把ADC0808传送来的数字量经过一定的数据处理产生相应的显示码送到显示模块进行显示。
此外,它还控制着ADC0808芯片工作。
系统框图如图1.1所示。
图1.1系统框图
第二章硬件电路设计
2.1AT89C51的功能介绍
2.1.1简单概述
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory的低电压、高性能CMOS8位微处理器俗称单片机。
AT89C51是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造与工业标准MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器AT89C2051是它的一种精简版本AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图2.1所示。
图2.1AT89C51芯片模型
2.1.2主要功能特性
（1）4K字节可编程闪烁存储器。
（2）32个双向I/O口128×
8位内部RAM。
（3）2个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz。
（4）可编程串行通道。
（5）5个中断源。
（6）2个读写中断口线。
（7）低功耗的闲置和掉电模式。
（8）片内振荡器和时钟电路。
2.1.3AT89C51的引脚介绍
（1）电源引脚。
电源引脚接入单片机的工作电源。
VCC（40引脚）电源。
GND（20引脚）接地。
（2）时钟引脚。
XTAL1（19引脚）反相放大器和时钟发生器电路的输入端。
XTAL2（20引脚）片内振荡器反相放大器的输出端。
（3）复位RST（9引脚）。
在振荡器运行时有两个机器周期24个振荡周期以上的高电平出现在此引脚时将使单片机复位只要这个脚保持高电平，51芯片便循环复位。
（4）EA/Vpp（31引脚）。
EA为外部程序存储器访问允许控制端。
当它为高电平时单片机读片内程序存储器在PC值超过0FFFH后将自动转向外部程序存储器。
当它为低电平时只限定在外部程序存储器地址为0000H~FFFFH。
Vpp为该引脚的第二功能为编程电压输入端。
（5）ALE/PROG（30引脚）。
ALE为低八位地址锁存允许信号。
在系统扩展时ALE的负跳沿将发出的第八位地址锁存在外接的地址锁存器然后再作为数据端口。
PROG为该引脚的第二功能在对片外存储器编程时此引脚为编程脉冲输入端。
（6）PSEN（29引脚）。
片外程序存储器的读选通信号。
在单片机读片外程序存储器时此引脚输出脉冲的负跳沿作为读片外程序存储器的选通信号。
（7）pin39-pin32为P0.0-P0.7输入输出脚称为P0口。
P0是一个8位漏极开路型双向I/O口。
内部不带上拉电阻，当外接上拉电阻时P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载电路。
通常在使用时外接上拉电阻用来驱动多个数码管。
在访问外部程序和外部数据存储器时P0口是分时转换的地址（低8位）/数据总线不需要外接上拉电阻。
（8）Pin1-Pin8为P1.0-P1.7输入输出脚称为P1口。
P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/0口。
P1口能驱动4个LSTTL负载。
（9）Pin21-Pin28为P2.0-P2.7输入输出脚称为P2口。
P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口P2口能驱动4个LSTTL负载。
端口置1时内部上拉电阻将端口拉到高电平作输入用。
对内部Flash程序存储器编程时接收高8位地址和控制信息。
在访问外部程序和16位外部数据存储器时P2口送出高8位地址。
而在访问8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。
（10）Pin10-Pin17为P3.0-P3.7输入输出脚称为P3口。
P3口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口P2口能驱动4个LSTTL负载这8个引脚还用于专门的第二功能。
对内部Flash程序存储器编程时接控制信息。
2.2ADC0808的引脚及功能介绍
2.2.1芯片概述
ADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。
其内部有一个8通道多路开关它可以根据地址码锁存译码后的信号只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
ADC0808是ADC0809的简化版本功能基本相同。
一般在硬件仿真时采用ADC0808进行A/D转换实际使用时采用ADC0809进行A/D转换。
芯片模型如图2.2。
图2.2ADC0808芯片模型
2.2.2引脚简介
ADC0808芯片有28条引脚采用双列直插式封装各引脚功能如下
（1）IN0~IN78路模拟量输入端。
这里只接一路电压信号其输入信号是由直流电源及可调电阻提供。
（2）D0~D78位数字量输出端口其另一端连接到AT89C51单片机进行数值转换。
（3）STARTA/D转换启动信号输入端。
由单片机P3.6口写信号与P2.0口相或取反输入一个正脉冲使其启动脉冲上升沿使0808复位下降沿启动A/D转换。
（4）ALE地址锁存允许信号高电平有效。
（5）EOC输出允许控制信号高电平有效。
EOC为AD转换结束信号当AD转换结束时此端输出一个高电平取反给P3.3口转换期间一直为低电平。
（6）OE输出允许控制信号高电平有效。
当AD转换结束时此端由单片机P3.7读信号与P2.0口相或后取反输入一个高电平才能打开输出三态门输出数字量。
（7）CLK时钟信号输入端。
2.2.3ADC0808的转换原理
ADC0808采用逐次比较的方法完成A/D转换由单一的+5V电源供电。
片内带有锁存功能的8路选1的模拟开关由A、B、C的编码来决定所选的通道。
ADC0809完成一次转换需100μs左右它具有输出TTL三态锁存缓冲器可直接连接到AT89C51的数据总线上。
通过适当的外接电路ADC0808可对0~5V的模拟信号进行转换。
2.2.4ADC0808电路接线图
如图2.3所示
图2.3ADC0808连接图
2.3显示电路
2.3.1LM016L的结构及功能
LM016L液晶模块采用HD44780控制器，HD44780具有简单而功能较强的指令集，可以实现字符移动闪烁等功能，LM016L与单片机MCU通讯可采用8位或4位并行传输两种方
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