【正文】 p design A / D converter module and display module, system programming is through the first AT89C51 SCM system initialization, by ADC0808 converter chip to convert analog to digital, and finally through a digital display data. Measuring range designed digital voltmeter is 200mv10v, DC voltage measurement. The circuit is powerful, alarm system, control measuring range, digital display and high precision, scalability and other advantages. Application of digital voltmeter in many areas, there is a very good prospect. Conduct research on the digital voltmeter very necessity. This singlechip technology for our study is helpful. Key words: T89C52。 該電路功能強大，有報警系統(tǒng)，可控制測量范圍，數(shù)碼管顯示精度高，可擴展性強等優(yōu)點。本文設計的 數(shù)字 電壓表以 AT89C51 單片機為主要控制器件，利用 ADC0808 把模擬信號轉換為數(shù)字信號并加以顯示的電路。它的設計主要包括硬件電路和系統(tǒng)程序兩部分設計。 數(shù)字 電壓表的 應用 在 很多 領域， 有 非常好的 應用 前景。 ADC0808。 數(shù)字電壓表有很多優(yōu)點： (1).通過數(shù)碼管顯示數(shù)字清晰直觀，讀數(shù)準確，相對于借用指針和刻度盤的讀數(shù)有了很大的改進。 (4).分辨率高。 (6).測量速率快 。數(shù)字電言表在測量時從被測電路上吸取的電流極小，為顯示更加精確，可以用放大電路放大電流，不會影響被測信號源的工作狀態(tài)，能減小由信號源內阻引起的測量誤差。（ 10）測量電壓時系統(tǒng)恢復初始化，無需像指針式電壓表那樣置零。由 DVM技術發(fā)展而形成的通用及專用的更高級的數(shù)字儀器儀表也更多的應用在監(jiān)測電量和非電量的測試中并且得到了較快的發(fā)展，也將這項技術提高到了嶄新高度。自動校準技術、 A/D 轉換技術、資源再利用技術，使得數(shù)字電壓表更加精度化、智能化、經濟化、環(huán)?；?，向著更高水平發(fā)展。主要是由 AT89c51 單片機控制，顯示模塊由 A/D 轉換器和數(shù)碼管控制，數(shù)據(jù)處理模塊及顯示模塊組成，芯片由 ADC0808 采集到的模擬量轉化為相應的數(shù)字量再傳送到相應的模塊處理中。 （ 3）測量電壓的范圍從 200mv 到 10V之間。 設計 思路 電壓表由 模擬和數(shù)字轉換兩大部分，電路應盡量采用中、大規(guī)模集成電路。 （ 3）電壓顯示采用兩位一體的 LED 數(shù)碼管。 P1 口引腳：只可作為普通的 I/O 口使用，在電路結構上和 P0口不同，因為 P1 口只傳送數(shù)據(jù)，所以不再需要轉換開關， P1 口是準雙向口， P1 口作為輸出用時，可以獨立對外提供推拉電流負載，外電路就不再需要上 拉電阻，作為輸入使用時，必須在鎖存器寫入 1，使 FET 截止。 有 51 個外部總線， 16 位地址線，數(shù)據(jù)線為 8，而低 8 位的地址跟數(shù)據(jù)線是重合，所以單獨訪問低 8位的地址和數(shù)據(jù)，這就需要用到 ALE 信號。 在設計時單片機系統(tǒng)如上圖 P0 口接收由 ADC0808 送來的數(shù)據(jù)，然后通過 P1 口將數(shù)據(jù)送給 LED 顯示器，通過顯示器將數(shù)值都顯示出來。 復位電路 復位電路是用來返回到電路設備初始化狀態(tài)的電路， AT89C51 的上電復位電路，只要田 唯 迪 ： 數(shù)字電壓表的設計 8 在復位輸入引腳上接一電容在 ACC 上端，下端接地就行了。 一般來說復位方式有上電自動復位和按鈕復位兩種 。每個位比較一次，那么一個 n位久需比較 n次，這過程中所消耗的由位數(shù)和單片機時鐘周期來共同決定，因為現(xiàn)實中更注重效率，而逐次逼近型 A/D轉換器轉換速度快，在現(xiàn)實的生產生活中被大量采用。 地址控制： ALE 為地址輸入鎖存許可線，輸入高電平時有效，當 ALE 置高電平時，做為地址輸入線使用。 REF+、 REF:輸入電壓參考量，指給電阻階梯網(wǎng)絡的參考電壓和標準值。 LED有低功耗、亮 度強、線路簡單、壽命長等優(yōu)點，數(shù)碼管的引腳圖 如圖 36 所示： 華東 交通 大學 理工學院畢業(yè) 設計 11 圖 36數(shù)碼管引腳排列 發(fā)光二極管有兩種接法，分別是共陽極接法和共陰極接法，把 8 個點連在一起，高電平在公共端接入的叫共陽極，低電平在公共端接入的叫共陰極。但是也存在著缺點，大量的 I/O 端口在數(shù)碼管過 多時將被占用。 數(shù)碼管顯示模塊電路 數(shù)碼管要求的驅動電流在 10mA～ 20mA，為防止數(shù)碼管灌入的電流太大， 超出了單片機允許的電流范圍 而導致器件損壞 ， 在 P1 口輸出段碼顯示處 ，要加入 10K 的限流電阻排阻，一共 8個同阻值的電阻，分別 對應 LED 的 8 個接口，既保護數(shù)碼管，又簡單電路。 在 LED 驅動電路的設計過程中，可以利用上拉電阻解決這種問題， 就是可以在 LED 的DP引腳到 P0口和 7 段顯示引腳之間接上上拉電阻， 以此來增強 P0口的驅動能力， LED 以正常的亮度運行。數(shù)字直流電壓表電路 圖的工作原理是：輸入模擬電壓，對模擬電壓信號進行處理然后再由ADC0808 的 IN0 通道進入，這樣經過轉換后的數(shù)字量經過 D0D7 輸出通道再傳送給單片機芯片的 P1 口，接收到的數(shù)字量可以通過 AT89C51 進行數(shù)據(jù)處理，通過 P0口輸出給譯碼器，從而 7段數(shù)碼管的顯示段碼再傳送給 74HC245 譯碼然后去驅動 LED， 還控制 、 、 的段選以及小數(shù)點。如圖 310 所示： 田 唯 迪 ： 數(shù)字電壓表的設計 14 圖 310 系統(tǒng)電路圖 華東 交通 大學 理工學院畢業(yè) 設計 15 4 程序 設計 流程圖 主 程序流程分成 3個模塊，初始化模塊，顯示 A/D 轉換子程序模塊和子程序模塊構成的。另外，還可設置系統(tǒng)電壓的測量范圍，通過限制設置一欄設定想要的測量范圍。 //上電先關閉蜂鳴器 LED=1。 //延時計數(shù)清 0 value=GetValue()。 //關 LED b_over=0。 //設定限值 } } } A/D轉換子程序流程圖 模擬輸入電壓經過 ADC0808 轉換成數(shù)值，再經過 A/D轉換子程序移入相應的存儲單元中，輸入電壓與 A/D 轉化結果對比，正確則輸出轉換結果，錯誤則重新對比，將正確的 輸出結果進行數(shù)值轉換，以數(shù)值形式顯示結果，顯示階段出現(xiàn)問題則重新回到啟動轉化階段重復循環(huán)，顯示正確數(shù)值后 A/D 轉換子程序結束。 ADALE=1。 //延時幾毫秒 ADSTART=0。 //等待轉換結束 ADOE=1。 //返回 AD 數(shù)據(jù) } 田 唯 迪 ： 數(shù)字電壓表的設計 18 顯示子程序 顯示子程序采用動態(tài)顯示實現(xiàn)數(shù)碼管的數(shù)值顯示，在采用動態(tài)掃描顯示方式時，要使得 LED 顯示的均勻穩(wěn)定，還要有足夠的亮度，需要設置適當?shù)膾呙桀l率，設置掃描頻率在70HZ 左右時，能夠產生比較好的顯示效果。 華東 交通 大學 理工學院畢業(yè) 設計 19 5 仿真與 調試 protues仿真的介紹 Proteus 是一款 EDA 工具軟件，它可以對電路系統(tǒng)進行仿真，也可以對單片機及其他器件仿真，國內外普遍使用 protues 進行仿真，此軟件的功能在非常完善，仿真的效果與實物的測試，兩者誤差非常小，很實用的軟件。就可以進行模擬測試 了。 當 IN0 口輸入電壓為 0時，數(shù)碼管顯示 。 華東 交通 大學 理工學院畢業(yè) 設計 23 總 結 本設計是我第一次設計的電路，利用 Proteus 的仿真與實現(xiàn)。該系統(tǒng)的功能，得到了理想的效果，在系統(tǒng)硬件設計有可擴展性，增加了限值電壓測量范圍，過壓報警等功能。該設計也可用于模數(shù)轉換芯片 ADC0808，在單一的課程對知識的理論有一個初步的了解。 田 唯 迪 ： 數(shù)字電壓表的設計 24 參考文獻 [1]謝自美 .電子線路設計實驗測試 (第二版 )[M],.武漢 :華中科技大學出版社 ,2020. [2]張文祥 .單片機系統(tǒng)設計與開發(fā)教程 [M].北京 :電 子工業(yè)出版社 ,2020. [3]劉宏 .Protel 電路設計實用指南 [M].西安：西安電子科技大學出版 ,2020. [4]陳明熒 .8051 單片機課程設計實訓教材 [M].北京 :清華大學出版社 . [5]孟祥蓮 .單片機原理及應用 :基于 Proteus 與 KeilC[M].北京 :哈爾濱工業(yè)大學出版社 ,2020. [6]周潤景 .PROTEUS 入門實用教程 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2020. 華東 交通 大學 理工學院畢業(yè) 設計 25 附 錄 1. 電路原理圖。 //按鍵 2 sbit KEY3 = P3^2。 //ADC0808 地址鎖存允許信號 (高有效 ) sbit ADOE =P3^7。 //不顯示， (共陽 ) char disbuf[4]