【導讀】本次設計用單片機芯片AT89C51設計一個數(shù)字電壓表，能夠測量直流電壓值，四位數(shù)碼顯示，量程范圍為0-200V，顯示分辨率為mV。此系統(tǒng)由分壓電阻、51. 單片機最小系統(tǒng)、顯示部分、報警部分、AD轉(zhuǎn)換和控制部分組成。本電壓表具有設計方法合理、簡單易行、成本低、安全實用等特點。DVM除了廣泛用于電壓測量外，DVM的高速發(fā)展，使它已成為實現(xiàn)量程自動化、提高工作效率不可缺少的儀表。而高準確度直流DVM的出現(xiàn)，又。使DVM進入了精密標準測量領域。與所選用單位的相同參量進行比較，從而確定它的大小?，F(xiàn)代的測量儀器儀表是科學技術成果之一，而離開測量技術，科學技術。評價某種DVM性能的優(yōu)劣，產(chǎn)品質(zhì)量。采用單片機的數(shù)字電壓表，具有精度高，抗干擾能力強，可擴展性強等優(yōu)點。20v、200v，并且通過4位LED數(shù)碼管三位半顯示其數(shù)值。顯示0－9的十個數(shù)字，稱作全位。論值為分母，實際顯示最大值為分子。根據(jù)數(shù)字電壓表的功能實現(xiàn)要求，選用AT89C51

　　

【正文】 erating項是操作系統(tǒng)選擇， Keil提供了兩種操作系統(tǒng)： Rtx tiny和 Rtx full，關于操作系統(tǒng)是另外一個很大的話題了，通常我們不使用任何操作系統(tǒng)，即使用該項的默認值： None（不使用任何操作系統(tǒng)）； Off Chip Code memory 用以確定系統(tǒng)擴展 ROM 的地址范圍， OffChip xData memory組用于確定系統(tǒng)擴展 RAM 的地址范圍，這些選擇項必須根據(jù)所用硬件來 決定，由于該例是單片應用，未進行任何擴展，所以均不重新選擇，按默認值設置。 設置對話框中的 OutPut頁面，這里面也有多個選擇項，其中 Creat Hex file用于生成可執(zhí)行代碼文件（可以用編程器寫入單片機芯片的 HEX 格式文件，文件的擴展名為 .HEX），默認情況下該項未被選中，如果要寫片做硬件實驗，就必須選中該項。選中 Debug information將會產(chǎn)生調(diào)試信息，這些信息用于調(diào)試，如果需要對程序進行調(diào)試，應當選中該項。 Browse information是產(chǎn)生瀏覽信息，該信息可以用菜單viewBrowse來查看，這里取默認值。按鈕“ Select Folder forobjects”是用來選擇最終的目標文件所在的文件夾，默認是與工程文件在同一個文件夾中。 Name ofExecutable用于指定最終生成的目標文件的名字，默認與工程的名字相同，這兩項基于單片機的三位半數(shù)字電壓表設計 33 一般不需要更改。 如圖 54所示： 圖 54 對輸出進行控制 工程設置對話框中的其它各頁面與 C51編譯選項、 A51的匯編選項、 BL51連接器的連接選項等用法有關，這里均取默認值，不作任何修改。以下僅對一些有關頁面中常用的選項作一個簡單介紹。 Listing標簽頁用于調(diào)整生成的列表文件選項。在匯編或編譯完成后將產(chǎn)生（ *.lst）的列表文件，在連接完成后也將產(chǎn)生（ *.m51）的列表文件，該頁用于對列表文件的內(nèi)容和形式進行細致的調(diào)節(jié)，其中比較常用的選項是“ C Compile Listing”下的“ Assamble Code”項，選中該項可以在列表文件中生成 C語言源程序所對應的匯編代碼。此處可以不選，因為我所用的是匯編語言。 C51標簽頁用于對 Keil的 C51編譯器的編譯過程進行控制，其中比較常用的是“ CodeOptimization”組，該組中 Level是 優(yōu)化等級， C51在對源程序進行編譯時，可以對代碼多至 9級優(yōu)化，默認使用第 8級，一般不必修改，如果在編譯中出現(xiàn)一些問題，可以降低優(yōu)化級別試一試。 Emphasis是選擇編譯優(yōu)先方式，第一項是代碼量優(yōu)化（最終生成的代碼量?。坏诙検撬俣葍?yōu)先（最終生成的代碼速度快）；第三項是缺省。默認的是速度優(yōu)先，可根據(jù)需要更改。 如圖 55所示： 圖 55 代碼生成控制 設置完成后按確認返回主界面，工程文件建立、設置完畢。 程序的編譯及運行 見附錄一所示的源程序經(jīng)過多次調(diào)試修改后，調(diào)試成功，編譯結果如圖 5 52所示。 圖 56 程序調(diào)試結果（一） 圖 57 程序調(diào)試結果（二） 基于單片機的三位半數(shù)字電壓表設計 35 第 6 章 結束語 在著手本次課程設計時，通過查閱網(wǎng)絡與圖書館搜集到的資料，再加上指導老師指點，結合數(shù)字電壓表的功能特性要求，設計出了這一套數(shù)字電壓表的主要硬件結構和軟件結構，基本完成了課題的要求。不過由于了解的專業(yè)知識不深，對課題的研究經(jīng)驗的不足，使得在技術的解決與運用上顯得粗糙了一些 。還好該系統(tǒng)能基本上完成電壓表功能。本系統(tǒng)用的 AD 分辨率比較低，對與進行衰減的電壓分辨率較低。 這個系統(tǒng)軟硬件設計簡單，易于開發(fā)，成本較低，安全可靠，操作 方便。 本次設計的電壓表的檔位是手動調(diào)整的，通過此次設計，發(fā)覺完全可以通過自動識別來改變量程，使操作更簡便 。 通過這次的畢業(yè)設計的鍛煉，我學到了很多與儀表的設計方法與工作原理 ,鞏固了匯編語言知識。期間也遇到了不少問題 ,比如如何去 檢測不同的檔位信號， 解決辦法是轉(zhuǎn)換開關采用雙刀雙擲開關，一刀用于連接被測信號，一刀用于給單片機輸入檔位信號。在設計的過程中，出現(xiàn)了很多錯誤，這讓我明白了，對總體的把握固然重要，但對于一個實際的系統(tǒng)，很難在設計之初就把握所有細節(jié)，設計任何一個系統(tǒng)都需要耐心逐步去發(fā)現(xiàn)和解決問題。 設計結 果綜述： （ 1）、數(shù)字電壓表完成的功能是對電壓的測量，它主要由分壓電、 51 單片機最小系統(tǒng)、顯示部分、報警部分、 AD轉(zhuǎn)換和控制部分組成。 （ 2）、數(shù)字電壓表屬于一種測量工具，其本身的好壞直接影響到測量結果，因此上面的設計只是設計用來測量電壓，其它量的測量則要添加擴展功能。 （ 3）、單片機部分跟 AD轉(zhuǎn)換部分是整個設計的核心， ADC0809 的參考電壓 VREF＝ VCC，所以轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)要經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，在數(shù)碼管上顯示出電壓值。實際顯示的電壓值 (D/255*VREF)； AT89C51 單片機作為主控芯片，配以 RC 上電復 位電路和 震蕩電路，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 （ 4）、在本次軟件設計過程中，采用的是 C語言編程。 36 致 謝 經(jīng)過幾個月的努力，我的畢業(yè)設計基本完成了。在畢業(yè)設計的實踐中，學到很多有用的知識，也積累了寶貴的經(jīng)驗。 在此要特別感謝老師，在我做設計期間得到他的精心指導，他對我們要求非常嚴格， 并對實踐中出現(xiàn)的問題給予耐心的解答，完稿之后在百忙之中仔細閱讀，給出修改意見 。畢業(yè)設計的順利完成離不開老師的幫助的。同時感謝身邊的同學，他們?yōu)槲姨峁┝撕芏鄬氋F的資料。 同時由于自己對一些知識的掌握不是很深刻，設計之 中難免會出現(xiàn)一些漏洞，雖然設計做的不是很完美，但是畢竟這是自己認認真真做出來的。希望各位老師給予指正。同時感謝母校對我多年來的教育和關心，在這里我不僅學到了專業(yè)知識，還學到了很多做人的道理。使我明確了以后的方向，樹立了良好的價值觀，在這里學到的一切都使我終身受益。 再次衷心感謝所有關心和幫助過我的老師和同學，謝謝你們 ! 基于單片機的三位半數(shù)字電壓表設計 37 參考文獻 [1]馮占嶺 .數(shù)字電壓表及數(shù)字多用表檢測技術 [M].北京：中國計量出版社 2020 [2]何立民 .MCS51 系列單片機應用系統(tǒng)設計 [M].北京：北 京航空航天大學出版社 .1900 [3]賈金玲 .單片機原理及應用 [M].成都：電子科技大學出版社 .2020 [4]何立民 .單片機應用系統(tǒng)（系統(tǒng)配置與接口技術） [M].北京：北京航空航天大學出版社 .1994 [5]劉曉平 .高精度數(shù)字電壓表方案設計 [J].儀表技術 .2020,6 [6]陳曉文主編 .電子線路課程設計 [M].北京：電子工業(yè)出版社 , [7]元慶等主編 .數(shù)子設計基礎與應用 [M].北京：清華大學出版 , [8]美主編 .電子線路設計、實驗、測試 [M]（第二版） .武漢：華中科技大學出版社， 2020 [9]古天祥 .厚軍，習友寶等 .電子測量原理 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [10]沙占友 .沙江 .數(shù)字萬用表功能擴展與應用 [M].北京：人民郵電出版社， 2020 [11]沙占友 .數(shù)字萬用表的原理、使用與維修 .[M].北京電子工業(yè)出版社， 2020 [12]王曉亮 .基于 MSP430 單片機的數(shù)字電壓表的設計 [J].科技創(chuàng)新導報 ,2020,(01) [13]王守華 .李智 .基于 PC 的數(shù)字電壓表設計 [J].今日電子 ,2020,(08) [14]張英平 .基于 AT89C51單片機的數(shù)字電壓表的 Proteus仿真設計與應用 [J].機床電器 ,2020,(06) [15]王珂 .基于 AT89C51 數(shù)字電壓表的仿真 [J].濰坊學院學報 ,2020,(02) [16]無線電學校 .數(shù)字測量儀器 [M].天津科學技術出版社 ,1982 年 07 月第 1 版 [17]Cohen and multiscale signal processing.[M] Chapman and Hall,1995 [18]Chui, introduction to wavelets.[J]Academic Press,1992 [19]Daubechies I. Ten lectures on wavelets.[J]SLAM,1992 附錄 1 硬件設計整體結構圖 IN026msb21212220IN12723192418IN2282582615IN312714lsb2817IN42EOC7IN53ADDA25IN64ADDB24ADDC23IN75ALE22ref()16ENABLE9START6ref(+)12CLOCK10U1 ADC0809P1P2P3P4P5P6P7P8RST/VPD9P10P11P12P13P14P15P16P17XTAL218XTAL119GND20P21P22P23P24P25P26P27P28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P32P33P34P35P36P37P38P39VCC40U2 AT89C51111226945713810abcdefgdpD1D2D3D4DP1DPY4R10R2 90K R3 9KR1 900KR6 10KR1347KC4C7 C3C6 100pFR8 R7 10KR11R9 R5 9KR4 1KR121KC2 223PfLS1SPEAKERS5 S1Q1NPNVCCQ2 PNPQ3 PNPQ4 PNPQ5 PNPY1 HZ220V1234D3Vin1GND2+5V3U3 LM7805+C1 10uf\16VVCCAR1OPA3361J2 CON11CON1黑表筆F1 FUSE1GNDVCCEOCEOCSTSTOEOECLK11D12SD10CD13Q9Q8U4B74LS74CLK3D2SD4CD1Q5Q6U4A74LS74CLKCLKVCCVCCVCCVCCV4V3V2V18VV4V3V2V1紅表筆S1 S2 S3 S4200V 檔20V 檔2V 檔200mV 檔87654231VCCVCC+C30100uF+C292200uFD? LEDP0.7P0.7ALEALE876542 31基于單片機的三位半數(shù)字電壓表設計 39 附錄 2 程序清單 include include define _Nop() _nop_()。//空操作 sbit ST=P3^0。 //ADC0809 啟動轉(zhuǎn)換 sbit OE=P3^1。 //允許 ADC0809 輸出數(shù)據(jù) sbit EOC=P3^2。 //ADC0809 轉(zhuǎn)換結束信號 sbit BEEP=P3^3。 sbit V1=P3^4。 //200V 檔位測試標志位 sbit V2=P3^5。 //20V 檔位測試標志位 sbit