梁家亮基于单片机的数字电压表设计.docx

1、梁家亮基于单片机的数字电压表设计单片机原理与应用及C51程序设计课 程 设 计多路数字电压表姓名：梁家亮班级;自动化0822班学号：0814791080多路数字电压表课程设计一、题目及设计要求1、题目：多路数字电压表2、利用单片机AT89C52与ADC0809CCN设计一个多路数字电压表，能够测量05V的直流电压值，通过四位数码管显示。二、主要技术要求：1、单片机的定时中断技术2、数字芯片AD转换技术3、单片机的数据处理技术4、单片机控制的数码管显示技术三、 硬件设计思想和原理图1 系统总体设计框图 本系统采样CT89C52单片机作为控制核心，以ADC0809CCN为数据采样系统，实现被测电压

2、的数据采样；使用系列比较器检测输入电压的范围，用共阴极数码管显示结果。 显示电路 输入电压 52单片机 极性检测 AD转换 电压检测2 单片机系统单片机最小系统包括复位电路，晶振电路，电源电路，仿真时需搭建复位电路和晶振电路。晶振电路： 单片机最小系统如下所示，其中P1口用于驱动数码管，P0口用于接收ADC0809转换的数据。P2口用于控制ADC0809CCN。 单片机最小系统： 3 AD转换电路 利用ADC0809作为AD数据采样器件, ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式AD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DA转换器、逐次逼近。ADC0809的工作过程是：

3、首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 AD转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到AD转换完成，EOC变为高电平，指示AD转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。ADC0809各个管教功能：IN0IN7：8路模拟量输入端。2-12-8：8位数字量输出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。START： A

4、D转换启动信号，输入，高电平有效。EOC： AD转换结束信号，输出，当AD转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当AD转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）：基准电压。Vcc：电源，单一5V。GND：地。ADC0809与单片机的连接。4 信号调理模块该部分主要实现的功能是自动量程切换和电压变换，模块主要由电压极性检测电路、电压范围粗测电路、电压变换电路三部分组成。电压极性检测电路电压极性检测电路采用过零比较器检测负电压的方式实现

5、的，运算放大器LM324的反向端接地，同向端通过100K电阻接输入信号。电压范围粗测电路为了粗略地得到被测量的电压范围我们采用多组比较器的方式，通过阶梯式比较的方法确定输入电压的范围。量程切换电路电路由衰减电阻、切换继电器和运算放大器组成，对应的是衰减1/2、1/3、1/4和无零漂放大50倍，切换电路如图所示。电压变换到0-5V标准信号后，再由A/D转换进行采样，最后由单片机算法还原。四、软件设计与流程1 程序流图软件部分采用模块化程序设计的方法，由单片机控制主程序、A/D转换子程序、电压检测及继电器控制程序、液晶显示组成。系统软件设计是在KeilC编译环境下进行的，由于C语言程序可移植性好，

6、所以提高了编程的效率。软件程序流程图：2 功能介绍P0首先接收数据，据此控制PC6,PC7实现电压转换，保证正电压输出。PB0,PB1,PB2,PB3,PA6的输入值通过PA1,PA2,PA3,PA4,PA5控制继电器1，2，3，4，5实现电压增减并输入A/D转换器MAX187进行测量。最后输入PB4,PB6,PB7并由输入数码管显示。五、软件仿真及测试数据1 仿真结果将写好的程序下载到仿真软件中的单片机中，点击运行，观察数码管显示数值与图中输入电压进行比较。理解其误差有多大。由于仿真软件缺少相应器材，故而未能进行彻底仿真。总体电路图：参考文献 1、谢维成单片机原籍与应用及C51程序设计清华大

7、学出版社。 2、陈汝全微机与单片机接口技术及应用成都电讯工程学院出版社。 3、诸林俗电子技术基础中国劳动社会保障出版社。 4、张志良，马彪单片机原理与控制技术机械工业出版。 5、陈伟人单片微型计算机原理及应用清华大学出版社。 6、沈任元，吴勇常用电子元器件简明手册机械工业出版。 7、霍国良微控制器应用基础中国劳动社会保障出版社 附 录主程序：#includeUnsignedcharcode dispbitcode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;unsigned char dispbuf4;unsigned int i;uns

8、igned int j;unsigned char getdata;unsigned int temp;unsigned int temp1;unsigned char count;unsigned char d;sbit ST=P30;sbit OE=P31;sbit EOC=P32;sbit CLK=P33;sbit P20=P20;sbit P21=P21;sbit P22=P22;sbit P23=P23;sbit P17=P17;void TimeInitial();void Delay(unsigned int i);void TimeInitial() TMOD=0x10; TH

9、1=(65536-200)/256; TL1=(65536-200)%256; EA=1; ET1=1; TR1=1; void Delay(unsigned int i) unsigned int j; for(;i0;i-) for(j=0;j125;j+) ; void Display() P1=dispbitcodedispbuf3; P20=0; P21=1; P22=1; P23=1; Delay(10); P1=0x00; P1=dispbitcodedispbuf2; P17=1; P20=1; P21=0; P22=1; P23=1; Delay(10); P1=0x00;

10、P1=dispbitcodedispbuf1; P20=1; P21=1; P22=0; P23=1; Delay(10); P1=0x00; P1=dispbitcodedispbuf0; P20=1; P21=1; P22=1; P23=0; Delay(10); P1=0x00;void main()TimeInitial();while(1)ST=0;OE=0;ST=1;ST=0;while(EOC=0);/查询转换结束OE=1;getdata=P0;OE=0;temp=getdata*1.0/255*500;dispbuf0=temp%10;dispbuf1=temp/10%10;dispbuf2=temp/100%10;dispbuf3=temp/1000;Display();void t1(void) interrupt 3 using 0 TH1=(65536-200)/256; TL1=(65536-200)%256; CLK=CLK;