基于单片机的数字电压表设计.doc

文档介绍：引言
数字电压表(Digital Voltmeter)简称DVM,它是采用数字化测量技术,把连续的模拟量(直流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低,不能满足数字化时代的需求,采用单片机的数字电压表,由精度高、抗干扰能力强,可扩展性强、集成方便。目前,由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表,已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域,示出强大的生命力。与此同时,由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表,也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本论文重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。
1 实训要求
(1)基本要求:
实现8路直流电压检测
‚测量电压范围0-5V
ƒ显示指定电压通道和电压值
④用按键切换显示通道
(2)发挥要求
测量电压范围为0-25V
‚循环显示8路电压
2 实训目的
(1) 进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理;
(2) 掌握单片机的借口技术及,ADC0809芯片的特性,控制方法;
(3) 通过这次实训设计,掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术;
(4) 通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计的方法和调试技术。
3 实训意义
通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,使自身了解开发单片机应用系统的全过程,强化巩固所学知识,为以后的学习和工作打下基础。
4 总体实训方案
测量一个0——5V的直流电压,通过输入电路把信号送给AD0809,转换为数字信号再送至89s52单片机,通过其P1口经数码管显示出测量值。
结构框图
如图1—1所示

图1—1
原理及功能
8路数字电压表主要利用A/D转换器,其过程为如下:先用A/D转换器对各路电压值进行采样,得到相应的数字量,再按数字量与模拟量成比例关系运算得到相应的模拟电压值,然后把模拟值通过数码管显示出来。设计时假设待测的输入电压为8路,电压值的范围为0——5v,要求能在4位LED数码上轮流显示或单路显示。。
根据系统的功能要求,控制系统采用AT89s51单片机,A/D转换器。当输入电压为5V时,输出的数据值为255(0FFH),(5/255)。ADC0809具有8路模拟量输入端口,通过3位地址输入端能从8路中选择一路进行转换。如每隔一段时间依次轮流改变3位地址输入端的地址,就能依次对8路输入电压进行测量。LED数码管显示采用软件译码动态显示。通过按键选择可8路循环显示,也可以单路循环。单路显示可通过按键选择所要显示的通道数。
5 硬件电路设计
8路数字电压表应用系统硬件电路由单片机、A/D转换器、数码管显示电路和按键处理电路等组成,电路原理图如图1—2所示。
图1—2
ADC0809具有8路模拟量输入通道IN0---IN7,通过3位地址输入端C、B、A(引脚23--25)进行选择。引脚22为地址锁存控制端ALE,当输入为高电平时,C、B、A引脚输入的地址锁存于ADC0809内部是锁存器中,经内部译码电路译码选中相应的模拟通道。引脚6为启动转换控制端START,当输入一个2μs宽的高电平脉冲时,就启动ADC0809开始对输入通道的模拟量进行转换。引脚7为A/D转换器,当开始转换时,EOC信号为低电平,经过一段时间,转换结束,转换结束信号EOC输出高电平,转换结果存放于ADC0809内部的输出数据寄存器中。引脚9脚为A/D转换数据输出允许控制端OE,当OE为高电平时,存放于输出数据锁存器中的数据通过ADC0809的数据线D0—D7输出。引脚10为ADC0809的时钟信号输入端CLOCK。在连接时,ADC0809的数据线D0—D7与AT89S52的P0口相连接,ADC0809的地址引脚、地址锁存端ALE、启动信号START、数据输出允许控制端OE分别与AT89S52的P2口相连接,。时钟信号输入端CLOCK信号,由单片机的地址锁存信号ALE得到。
LED数码管采用动态扫描方式连接,—。P1口为LED数码管的字段码输出端,—,通过三极管驱动并反相。
S1和S2是两个按键开关,。S1用于单路显示或多路循环显示转换控制,S2用于单路显示时的通道选择。
6 系统软件程序的设计
多路数字电压表的系统软件程序由主程序、A/D转换子程序和显示子程序组成。
主程序
主程序包