【文章內(nèi)容簡介】 8 總電路 8 第三章 程序設(shè)計與說明 9 主程序框圖 9 子程序框圖 9 第四章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試 10 第五章 總結(jié) 11 參考文獻 11 附錄一 12 1 前言 在電量的測量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個被測量，其中電壓量的測量最為經(jīng)常。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是經(jīng)常需要測量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓表就成為一種必不可少的測量儀器。數(shù)字電壓表簡稱 DVM，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。由于數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準(zhǔn)確方便、精度高、誤差小、測量速度快等特而得到廣 泛應(yīng)用。 傳統(tǒng)的指針式刻度電壓表功能單一，進度低，容易引起視差和視覺疲勞，因而不能滿足數(shù)字化時代的需要。采用單片機的數(shù)字電壓表，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，從而精度高、抗干擾能力強，可擴展性強、集成方便，還可與 PC 實時通信。數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心與基礎(chǔ)。以數(shù)字電壓表為核心，可以擴展成各種通用數(shù)字儀表、專用數(shù)字儀表及各種非電量的數(shù)字化儀表。目前，由各種單片機和 A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表作全面深入的了解是很有必要的。 最近的幾十年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、集成電路（ IC）和微處理器技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路和數(shù)字化測量技術(shù)也有了巨大的進步，從而促使了數(shù)字電壓表的快速發(fā)展，并不斷出現(xiàn)新的類型。數(shù)字電壓表從 1952年問世以來，經(jīng)歷了不斷改進的過程，從最早采用繼電器、電子管和形式發(fā)展到了現(xiàn)在的全固態(tài)化、集成化（ IC 化），另一方面，精度也從 %%。 目前，數(shù)字電壓表的內(nèi)部核心部件是 A/D 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換的精度很大程度上影響著數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度，因而，以后數(shù)字電壓表的發(fā)展就著眼在高精度和低成本這兩個方面。 本文是以簡易數(shù)字直流電壓表的設(shè)計為研究內(nèi)容，本系統(tǒng)主要包括三大模塊 ：轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及顯示模塊。其中， A/D 轉(zhuǎn)換采用 ADC0808 對輸入的模擬信號進行轉(zhuǎn)換，控制核心 AT89C51 再對轉(zhuǎn)換的結(jié)果進行運算處理，最后用液晶 LM016L 顯示數(shù)字電壓信號。 2 第一章 系統(tǒng)總體方案選擇與說明 設(shè)計要求 (1)使用 51 單片機 ,AD0808,LCD 等元件組成 。 (2)能測量 05V 的直流電壓 。 (3)能連續(xù)、穩(wěn)定顯示所測電壓 。 (4)測量誤差 。 (5)整數(shù)電壓提醒 。 設(shè)計思路 ⑴根據(jù)設(shè)計要求選擇 AT89C51 單片機為核 心控制器件。 (2)A/D 轉(zhuǎn)換采用 ADC0808 實現(xiàn)。 ⑶電壓顯示采用 LCD 顯示。 設(shè)計方案 數(shù)字電壓表的設(shè)計即將連續(xù)的模擬電壓信號經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成二進制 數(shù)值 再經(jīng)由單片機軟件編程轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)值并通過顯示屏顯示。該設(shè)計主要 由三個模塊組成 A/D轉(zhuǎn)換模塊 數(shù)據(jù)處理模塊及顯示模塊。A/D轉(zhuǎn)換主要由芯片 ADC0808來完成它負(fù)責(zé)把采集到的模擬量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量在傳送到數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理則由芯片 AT89C51來完成 其負(fù)責(zé)把 ADC0808傳送來的數(shù)字 量經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生相應(yīng)的顯示碼送到顯示 模塊進行顯示。 此外 ,它還控制著 ADC0808 芯片工作。 系統(tǒng)框圖如圖 所示。 圖 系統(tǒng)框圖 P2 P3 P0 時鐘電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路 測量電壓輸入 顯示系統(tǒng) 指示電路時鐘電路 P1 AT89C51 3 第二章 硬件電路設(shè)計 AT89C51 的功能介紹 簡單概述 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器 FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory 的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器俗稱單片機。 AT89C51 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造 與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中 ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器 AT89C2051 是它的一種精簡版本AT89C51 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖 所示。 圖 AT89C51 芯片模型 主要功能特性 (1) 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器。 (2)32 個雙向 I/O 口 128 8 位內(nèi)部 RAM 。 (3)2 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷時鐘頻率 024MHz。 (4)可編程串行通道。 (5)5 個中斷源。 (6)2 個讀寫中斷口線。 (7)低功耗的閑置和掉電模式。 (8)片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。 AT89C51 的引腳介紹 4 (1)電源引腳。電源引腳接入單片機的工作電源。 VCC(40 引腳 ) 電源 。 GND(20 引腳 )接地。 (2)時鐘引腳。 XTAL1（ 19引腳 ) 反相放大器和時鐘發(fā)生器電路的輸入端。 XTAL2 (20引腳 ) 。 (3)復(fù)位 RST(9 引腳 )。在振蕩器運行時有兩個機器周期 24 個振蕩周期以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時將使單片機復(fù)位只要這個腳保持高電平， 51 芯片便循環(huán)復(fù)位。 (4)EA/Vpp(31 引腳 )。 EA 為外部程序存儲器訪問允許控制端。當(dāng)它為高電平時單片機讀片內(nèi)程序存儲器在 PC 值超過 0FFFH 后將自動轉(zhuǎn)向外部程序存儲器。當(dāng)它為低電平時只限定在外部程序存儲器地址為0000H~FFFFH。 Vpp 為該引腳的第二功能為編程電壓輸入端。 (5)ALE/PROG(30 引腳 )。 ALE 為低八位地址鎖存允許信號。在系統(tǒng)擴展時 ALE 的負(fù)跳沿將發(fā)出的第八PROG時此引腳為編程脈沖輸入端。 (6)PSEN(29 引腳 )。片外程序存儲器的讀選通信號。在單片機讀片外程序存儲器時此引腳輸出脈沖的負(fù)跳沿作為讀片外程序存儲器的選通信號。 (7) pin39pin32 為 輸入輸出腳稱為 P0 口。 P0 是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 口。內(nèi)部不帶上拉電阻 ， 當(dāng)外接上拉電阻時 P0 口能以吸收電流的方式驅(qū)動八個 LSTTL 負(fù)載電路。通常在使用時外接上拉電阻用來驅(qū)動多個數(shù)碼管。在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時 P0 口是分時轉(zhuǎn)換的地址 (低 8 位 )/數(shù)據(jù)總線不需要外接上拉電阻。 (8)Pin1Pin8 為 輸入輸出腳稱為 P1