【正文】 ......................................................................26 硬件調(diào)試 ...................................................................................................................26 結(jié) 論 ....................................................................................................................... 28 參 考 文 獻 ............................................................................................................... 29 謝 辭 ......................................................................................................................... 30 附錄 1 電路原理圖 ................................................................................................. 31 附錄 2 靜態(tài)電路圖 ................................................................................................. 32 附錄 3 動態(tài)顯示圖 ................................................................................................. 33 附錄 4 程序清單 ......................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 automatic shift。 系統(tǒng)可實現(xiàn) 測量 直流電壓 范圍 020V， 可實現(xiàn) 20V 檔， 2V 檔， 200MV 檔 間 自動換檔， 使用 LCD 液晶 顯示 測量 的 電壓 值 。顯示模塊中，采用 LCD 液晶模塊 1602 顯示。在數(shù)據(jù) 采集 模塊中，主要 是在對電壓信號采樣前 ， 用 運算放大器 LM324 進行電壓放大 和電阻進行衰減 ，后 采用 ADC0809 進行轉(zhuǎn)換 ， 將轉(zhuǎn)換得到的信號送入單片機中 ， 利用 74HC4051實現(xiàn)多檔 自動 換擋及測量 。主要包括硬件電路設(shè)計和軟件 程序設(shè)計。單片機控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復(fù)雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，可以軟件控制來實現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化。 摘 要 單片機是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力 (如算術(shù)運算，邏輯運算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理 )的微處理器 (CPU)。單片機可單獨地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機最大的特征。 本文介紹一種 以 89S52 單片機 為主要控制器件 ， 采用 常見的 ADC0809 作為 A/D轉(zhuǎn)換 器 的一種電壓測量電路 。硬件電路主要包括 數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)處理模塊（單片 機系統(tǒng)）和輸出顯示模塊。在數(shù)據(jù)處理模塊（單片機系統(tǒng)）中，通過 89S52 單片機將A/D 轉(zhuǎn)換后得到的信號進行處理。 在軟件設(shè)計方面，主要包括初始化程序， 中斷 程序， AD 轉(zhuǎn)換程序， 檔位選擇程序和顯示程序等幾個子程序模塊。 關(guān)鍵字 ： 電壓測量 ； 自動 換檔 ； ADC0809； 1602 液晶模塊 ABSTRACT SCM is a kind of integrated circuit chip, using VLSI technology have data processing capabilities (such as arithmetic, logic operation, data transmission, interrupt processing) microprocessor (CPU).SCM can be done alone by the request of modern industrial control intelligent control function， ,this is the biggest feature of SCM .Single chip microputer control system to replace the use of plex electronic circuits or digital circuit control system, software control can be achieved, and to achieve intelligent. This paper introduces a 89S52 microcontroller as the main control device, adopts the mon ADC0809 as A/D converter, a voltage measuring circuit .Mainly includes the design of hardware circuit and software program design. The hardware electric circuit mainly prises a data acquisition module, data processing module (SCM system) and the output display module .In the data acquisition module, mostly in the voltage signal before sampling, with operational amplifier voltage amplification, after using ADC0809 conversion, will convert the received signal into the microcontroller, using 74HC4051 to realize automatic measurement .In a data processing module (SCM system), through the 89S52 singlechip A/D converted signals are processed .The display module, using LCD liquid crystal display module software design, including initialization, interrupt, AD conversion process, gear selection procedures and display program, subroutine module. The system can realize the measurement of the DC voltage range of 020V, can be realized 20V files, 2V files, 200MV files shift, the use of LCD liquid crystal display measured voltage value. Keywords: Voltage measurement。 ADC0809。 基于單片機的數(shù)字電壓表 設(shè)計與實現(xiàn) 1 第 1 章 緒論 本設(shè)計的研究背景和研究目的 數(shù)字電壓表（ Digital Voltmeter）簡稱 DVM，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。與此同時，由DVM 擴展而成的各種 通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術(shù)提高到嶄新的水平。正是由于數(shù)字電壓表的以上優(yōu)點，本次畢業(yè)設(shè)計選擇制作一個基于單片機的數(shù)字電壓表。這些電路能在軟件的控制下準確、迅速、高效地完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務(wù)。 單片機的應(yīng)用領(lǐng)域 單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個范疇： (1)在智能儀器儀表上的應(yīng)用 單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度等物理量的測量。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)， 與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。 (4)在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件。 單片機的應(yīng)用領(lǐng)域 縱觀單片機的發(fā)展過程大致有： (1)低功耗 CMOS 化 MCS51 系列的 8031 推出時的功耗達到 630mW，而現(xiàn)在的單片機普遍都在基于單片機的數(shù)字電壓表 設(shè)計與實現(xiàn) 3 100mW 左右。 (3)主流與多品種共存 現(xiàn)在雖然單片 機的品種繁多，各具特色，但仍以 80C51 為核心的單片機占主流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有 PHILIPS 公司的產(chǎn)品， ATMEL 公司的產(chǎn)品和中國臺灣的Win bond 系列單片機。 雖然單片機的硬件選型不盡相同，軟件編寫也千差萬別，但系統(tǒng)的研制步驟和方 法是基本一致的，一般都分為總體設(shè)計、硬件電路的構(gòu)思設(shè)計、軟件的編制和仿真調(diào)試幾個階段。 數(shù)字電壓表的特點 (1)顯示清晰直觀，讀數(shù)準確 數(shù)字電壓表 采用先進的數(shù)顯技術(shù)，使測量結(jié)果一目了然，只要儀表不發(fā)生跳讀現(xiàn)西南石油大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 象，測量結(jié)果就是唯一的。 (3)分辨率高 數(shù)字電壓表在最低電壓量程上末位 1 個字所代表的 電壓值，稱為儀表的分辨力，它反映儀表靈敏度的高低。分辨率是指所能顯示的最小數(shù)字（零除外）與最大數(shù)字的百分比。 (5)擴展能力強 在數(shù)字電壓表的基礎(chǔ)上，還可擴展成各種通用及專用數(shù)字儀表、數(shù)字多用表（ DMM）和智能儀表，以滿足不同的需要。它主要取決于 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率，其倒數(shù)是測量周期。 (8)集成度高，微功耗 新型數(shù)字電壓表普遍采用 CMOS 大規(guī)模集成電路，整機功耗很低。正是由于數(shù)字電壓表的以上優(yōu)點，本次畢業(yè)設(shè)計選擇制作一個基于單片機的數(shù)字電壓表。 如圖 所示。 在 A/D 轉(zhuǎn)換 模塊中， A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度對測量電路極其重要，它的參數(shù)關(guān)系到測量電路 的 性能。 在數(shù)據(jù)處理及控制模塊中， 通過 89S52 將 A/D 轉(zhuǎn)換后的 串 行 信號處理 后 ，送到單片機 的 P0 端 中， 連接 LCD1602 用于顯示。 在輸出 顯示 模塊中， 采用 LCD1602 液晶屏 顯示 輸入電壓值， 連接線較少，控制方便 ，顯示簡潔且可控性強 。 實現(xiàn)方法介紹 通過檔位變換對處于不同量程的電壓值 輸出到 AD 的輸入端口，單片機自動選擇量程， 并通過 控制 模擬開關(guān)將輸出的電壓信號送到 A/D。其內(nèi)部有一個 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 路模擬輸入信號中的一個進行 A/D 轉(zhuǎn)換。 實現(xiàn)方法介紹 ADC0809 具有 8 路模擬開關(guān)，輸出具有 TTL三態(tài)鎖存緩沖器，能直接連到單片機數(shù)據(jù)總線上，從設(shè)計硬件電路角度來說，使硬件電路的設(shè)計變簡單，便于手工搭焊，使器件之間連線減少，便于調(diào)試 。然后在 ALE 輸入端加一個正跳變脈沖，將通道地址鎖存到 ADC0809 的內(nèi)部地址鎖存器中，這樣對應(yīng)的模擬輸入就和內(nèi)部變換電路接通。變換結(jié)束， EOC 又由低電平變?yōu)楦唠娖剑藭r在 OE 端加一個高電平，即可打開數(shù)據(jù)線的三態(tài)緩沖器從 D0~D7 讀得變換后的數(shù)據(jù)。 圖 ADC0809 時序圖 A/D模塊流程圖 圖 A/D 模塊流程圖 數(shù)據(jù)處理及控制模塊 芯片選擇 AT89S52 為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程 Flsah 存儲器。同時控制液晶屏顯 示電壓值。因此，我們將得到的四位 BCD 碼進行處理轉(zhuǎn)換，例如：數(shù)字 1 的 BCD 碼為 0001，而 ASCⅡ 值為 49，即為 31H，我們只要將采集得到的 BCD 碼加上 30H，即可得到對應(yīng) ASCⅡ 值。我們可以利用剛才采集的數(shù)據(jù)，進行檔位判斷，例如： 首先我們選擇最 低 檔 2V，當測的電壓大于