基于51單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-02-12 04:56 本頁(yè)面
【正文】 ................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致 謝 ........................................................................................................................ 25 基于 51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 信息工程技術(shù) 指導(dǎo)教師 論文題目 基于 51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 研究的目標(biāo)、內(nèi)容及方法 目標(biāo)：基于 MCS—51 單片機(jī)，對(duì)設(shè)計(jì)硬件電路和軟件程序應(yīng)用的設(shè)計(jì)，使用發(fā)光二極管來(lái)顯示所要測(cè) 試模擬電壓的數(shù)字電壓值。 內(nèi)容：設(shè)計(jì)符合要求的原理圖，完成硬件電路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)符合要求的軟件。 方法：分階段，分模塊設(shè)計(jì)，先自己查找相關(guān)資料，熟悉設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo)，然后進(jìn)行硬件電路的設(shè)計(jì)，最后實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)，并且書寫規(guī)范的設(shè)計(jì)論文。 分階段完成的工作 2021 年 9 月 1 日之前查閱資料，進(jìn)行功能分析、完成總體方案設(shè)計(jì)。 2021 年 9 月 15 日之前完成各單元電路的設(shè)計(jì)。 2021 年 10 月 1 日之前完成各模塊軟件的設(shè)計(jì)。 2021 年 10 月 15 日之前完成系統(tǒng)仿真及調(diào)試。 2021 年 10 月 25 日之前進(jìn)行排 錯(cuò)、改進(jìn)，完成設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫。 離校頂崗實(shí)習(xí)之前進(jìn)行設(shè)計(jì)答辯。 系（部）主 任意 見 基于 51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 3 隨著我國(guó)現(xiàn)代化技術(shù)建設(shè)的發(fā)展，電子檢測(cè)技術(shù)日新月異 ,本此設(shè)計(jì)基于80C51 單片機(jī)的一種 8 路輸入電壓測(cè)量電路，該電路采用 ADC0809 A/D 轉(zhuǎn)換元件 ,實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表的硬件電路與軟件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)的數(shù)字電壓表電路簡(jiǎn)單 , 可以測(cè)量 0～ 5V 的電壓值 ,并在四位 LED 數(shù)碼管上輪流顯示或單路選擇顯示。所用的元件較少 ,成本低 ,調(diào)節(jié)工作可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。還可以方便地進(jìn)行 8 路 A/D 轉(zhuǎn)換量的測(cè)量 ,遠(yuǎn)程測(cè)量結(jié)果傳送等功能。 With the construction of modern technology, electronic detection technology advances, the 80C51 microcontroller for this design is based on an 8input voltage measurement circuit that uses ADC0809 A / D conversion ponents, digital voltage meter hardware and software design . The system39。s digital voltmeter circuit is simple, can measure the voltage 0 ~ 5V, and the four turns on the LED digital display or a single select Show. Fewer ponents used in low cost, regulation work can be automated. You can also easily 8 A / D conversion volume measurement, remote measurement transfer functions. 關(guān)鍵詞 數(shù)字電壓表 單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換 AT80C51 Digital voltmeter microcontroller A / D conversion AT80C51基于 51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 4 引 言 數(shù)字電壓表簡(jiǎn)稱 DVM，它是采用了數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)，離散的數(shù)字形式加以現(xiàn)實(shí)的儀表。傳統(tǒng)的指針是電壓表功能單一，精度低，不能滿 足數(shù)字化時(shí)代的需求，采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，由精度高，抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)，集成方便，不可與 PC 進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。目前由各種單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛的應(yīng)用為電子及其電工的測(cè)量，工業(yè)自動(dòng)化儀表，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心與基礎(chǔ)，電壓表的數(shù)字化是將連續(xù)的模擬量如直流電壓轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的離散的數(shù)字形式，并加以顯示，這有別于傳統(tǒng)的指針加刻度盤進(jìn)行讀數(shù)的方法，避免了讀數(shù)的視差和視覺的疲勞，目前數(shù)字電壓表的核心部件是 A/D 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器的精度很大 程度上影響著數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度。本設(shè)計(jì)主要分為兩部分：硬件電路及軟件程序。而硬件電路又大體可分為單片機(jī)小系統(tǒng)電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、 LED 顯示電路，各部分電路的設(shè)計(jì)及原理將會(huì)在硬件電路設(shè)計(jì)部分詳細(xì)介紹；程序的設(shè)計(jì)使用匯編語(yǔ)言編程，利用緯福軟件對(duì)其編譯，詳細(xì)的設(shè)計(jì)算法將會(huì)在程序設(shè)計(jì)部分詳細(xì)介紹。 基于 51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 第一章 A/D 轉(zhuǎn)換器 1． 1A/D 轉(zhuǎn)換原理 模擬量可以是電壓、電流等電信號(hào)，也可以是壓力、溫度、濕度、位移、聲音等非電信號(hào)。但在 A/D 轉(zhuǎn)換前，輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)必須經(jīng)各種傳感器把各種物理量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理 主要介紹以下三種方法： (1). 逐次逼近法 逐次逼近式 A/D 是比較常見的一種 A/D 轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換的時(shí)間為微秒級(jí)。 圖 逐次逼近法 原理 逐次逼近法轉(zhuǎn)換過(guò)程是：初始化時(shí)將逐次逼近寄存器各位清零；轉(zhuǎn)換開始時(shí)，先將逐次逼近寄存器最高位置 1，送入 D/A 轉(zhuǎn)換器，經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換后 生成的模擬量送入比較器，稱為 Ｖ o，與送入比較器的待轉(zhuǎn)換的模擬量Ｖ i 進(jìn)行比較，若Ｖ oＶ i，該位 1 被保留，否則被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位為 1，將寄存器中新的數(shù)字量送 D/A 轉(zhuǎn)換器，輸出的 Ｖ o 再與Ｖ i 比較，若Ｖ oＶ i，該位1 被保留，否則被清除。 (2)雙積分法 采用雙積分法的 A/D 轉(zhuǎn)換器由電子開關(guān)、積分器、比較器和控制邏輯等部件組成。 如圖 所示。 基本原理是將輸入電壓變換成與其平均值成正比的時(shí)間間隔，再把此時(shí)間間隔轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，屬于間接轉(zhuǎn)換。 基于 51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 6 雙積分法 圖 雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換的原理框 雙積分法 A/D 轉(zhuǎn)換的過(guò)程是：先將開關(guān)接通待轉(zhuǎn)換的模擬量Ｖ i，Ｖ i 采樣輸入到積分器，積分器從零開始進(jìn)行固定時(shí)間Ｔ的正向積分，時(shí)間Ｔ到后，開關(guān)再接通與Ｖ i 極性相反的基準(zhǔn)電壓ＶＲＥ F，將ＶＲＥ F 輸入到積分器，進(jìn)行反向積分，直到輸出為 0V 時(shí)停止積分。Ｖ i 越大，積分器輸出電壓越大，反向積分時(shí)間也越長(zhǎng)。計(jì)數(shù)器在反向積分時(shí)間內(nèi)所計(jì)的數(shù)值，就是輸入模擬電壓Ｖ i 所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，實(shí)現(xiàn)了 A/D 轉(zhuǎn)換 。 (3)電壓頻率轉(zhuǎn)換法 采用電壓頻率轉(zhuǎn)換法的 A/D 轉(zhuǎn)換器，由計(jì)數(shù)器、控制門及一個(gè)具有恒定的 時(shí)鐘門控制信號(hào)組成 ，如圖 所示 : 圖 電壓頻率轉(zhuǎn)換法 原理 電壓頻率轉(zhuǎn)換法
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