数字电压表课程设计

《单片机技术》课程设计说明书

数字电压表

院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师： xx 职称 副教授 专 业： 通信工程 班 级：

完成时间： 2013年12月

摘 要

随着电子科学技术的发展，电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段，对测量的精度和功能的要求也越来越高，而电压的测量甚为突出。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，而采用单片机的数字电压表，由于精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信数字电压表是采用数字化测量技术。

该设计主要由四个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块、显示模块及独立键盘模块。A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。数据处理则由芯片AT89C52来完成，它控制着ADC0809芯片工作，还负责把ADC0809传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示。

本设计通过A/D转换模块，数据处理模块及显示模块，实现了对模拟电压的转换，并通过软件实现了在数码管上显示。虽然有一点误差，但基本实现了技术指标中的要求。

关键词：数字电压表；模数转换；AT89S52；ADC0809

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ABSTRACT

With the development of electronic technology, electronic measurement electronics workers must become the master of the method, the measurement accuracy and functional requirements are increasingly high, while the voltage measurement is very prominent. function pointer voltmeter traditional single, low accuracy, can not meet the demand of digital era, and the use of singlechip digital voltage meter, because of high accuracy, strong anti-interference ability, expansibility, convenient integration with pc, can communicate in real time digital voltage meter is used in digital measurement technology.

The design consists of three main modules: a/d conversion module, data processing module and display module. a/d conversion is mainly completed by the adc0809, it is responsible to collect the analog conversion to digital quantity corresponding to the transmitted to the data processing module. data processing is mainly completed by the at89c52 chip, it controls the adc0809 chip, is also responsible for the digital adc0809 transmission after data processing, the generated code to display the display module to display the corresponding.

This design through the a/d conversion, data processing module and display module, realizes the conversion of the analog voltage, and realized by software in the digital tube display. although there is a little bit error, but the basic realization of the technical index requirements.

Key words: digital voltage；a/d conversion;at89s52;adc0809

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目 录

1 总体设计......................................................... 6 1.1 设计目的 ........................................................................................................................... 6 1.2 功能要求 ........................................................................................................................... 6 1.3 系统设计 ........................................................................................................................... 6 1.4 设计思路 ........................................................................................................................... 6 1.5 设计方案 ........................................................................................................................... 6 1.6 总体设计框图 ................................................................................................................. 7 2 硬件电路设计..................................................... 8 2.1 核心元器件介绍............................................................................................................. 8 2.2 其它部分电路介绍 ...................................................................................................... 11 2.3 电路原理图、CAD电路原理图、PCB图、元件布局图 ................................. 12 2.4 元件清单 ......................................................................................................................... 12 3 软件设计........................................................ 13 3.1 ADC0809模块 ................................................................................................................ 13 3.2 单片机模块 .................................................................................................................... 13 3.3 按键模块 ......................................................................................................................... 13 3.4 显示模块 ......................................................................................................................... 13 3.5 程序流程图 .................................................................................................................... 13 3.6 程序清单 ......................................................................................................................... 16 3.7 程序说明 ......................................................................................................................... 16 4 调试仿真及结论.................................................. 17 4.1 仿真结果 ......................................................................................................................... 17 4.2 设计体会 ......................................................................................................................... 18 4.3 教学建议 ......................................................................................................................... 18 结束语............................................................. 19 致 谢............................................................. 20 参考文献........................................................... 21 附 录............................................................. 21 附录A 原理图 ........................................................................................................................ 22

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附录B PCB ............................................................................................................................... 22 附录C CAD图 ......................................................................................................................... 25 附录D 元器件布局图 ......................................................................................................... 26 附录E 元件清单 ................................................................................................................... 27 附录F 程序清单 ................................................................................................................... 28

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2.2 其它部分电路介绍

（1）.四位八段共阳极数码管

在本设计中，选择4位一体的数码型LED显示器。前一位显示电压的整数位，即个位，后两位显示电压的小数位。

四位LED数码显示管中，a，b，c，e，f，g为4位LED各段的公共输出端，1、2、3、4分别是每一位的位数选端，dp是小数点引出端，4位一体LED数码显示管的内部结构是由4个单独的LED组成，每个LED的段输出引脚在内部都并联后，引出到器件的外部。

本设计LED采用软件编程来实现，因为简化硬件线路设计。软件显示使用四位共阳数码管段控码，显示程序通常为查表法。由于本设计采用的是共阳极LED，其对应的字符和字段码如下表2所示：

表3 共阳极字段码表 显示字符 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 灭

（2）. 键盘部分

共阴极字段码 C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 90H 88H 83H C6H A1H 86H 8EH FFH 键盘有独立式键盘和行列式键盘，本设计使用。键盘是单片机不可缺少的人机交互设备，手按下键闭合，手放开键释放，单片机通过与键盘接口技术，以实现通过键盘扫描发现闭合键并产生键码，然后执行相应的键功能程序。

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（3）.下载电路

通过在电路中插入下载口以实现把总功能程序下载进单片机完成设计要求。 （4）.电源电路

为单片机、DAC0809及其他各芯片和部分电路提供工作电压，以实现该数字电压表正常工作。 （5）.NE555定时电路

通过外接硬件NE555定时器产生500KHz时钟信号给ADC0809，使之正常转换

2.3 电路原理图、CAD电路原理图、PCB图、元件布局图

电路原理图、PCB图、CAD电路原理图、元件布局图分别见附录A,附录B、附录C与附录D

2.4 元件清单

元件清单见附录E

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3 软件设计

3.1 ADC0809模块

软件是单片机系统最重要的组成部分，本设计中A/D转换中，用软件定义ADC0809的采集信号输入端、开启A/D转换。

3.2 单片机模块

软件定义单片机控制对外寻址，以达到单片机控制A/D输入端,读取A/D转换后的数字量，并把读取的数字量转换成十进制，用查表法查找相应段控码，并选中位控、配合延时程序在数码管上显示出来。

3.3 按键模块

以软件调用键扫描程序，定义键功能程序来实现不同按键功能。本设计两个

按键，一个按键开启测量电压功能，另一个按键复位并显示”P.”。

3.4 显示模块

以表格方式把段控码建立表格，，供单片机查询并输出到数码管显示，在上电后数码管显示“P.”。

3.5 程序流程图

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（1）.主程序

开始 数码显示P.

（2）.键功能程序判断是否NO 有键按下 YES 是否按键 键0功能程0 序 是否按键键1功能程1 序复位 返回子程序 图2 主程序流程图

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开始 系统初始化 启动A/D转换 采集A/D转换值 数据转换 N 转换结束？ Y 调用显示 Y N 三位是否显示完？ Y 读电压值 END 图3 键功能程序

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/dba3.html