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基于单片机的多路数字电压表设计
导读：就爱阅读网友为您分享以下“基于单片机的多路数字电压表设计”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to.com的支持!咸阳师范学院2013届本科毕业毕业论文（设计）
A/D转换子程序流程图
5 软件调试
软件调试的主要任务是排查错误，错误主要包括逻辑和功能错误，这些错误有些是显性的，而有些是隐形的，可以通过仿真开发系统发现逐步改正。本系统的调试主要以软件为主，其中，系统电路图的绘制和仿真我采用的是Proteus软件，而程序方面，采用的是c语言，用Kiel软件将程序写入单片机。
基于单片机的多路数字电压表设计
5.1 仿真电路图
仿真电路图如图11 所示
仿真电路图 5.2 显示结果及误差分析
5.21 显示结果
1. 当输入电压值为0V时，显示结果如图12所示，测量误差为0V。
咸阳师范学院2013届本科毕业毕业论文（设计）
图12 输入电压为0V时，LCD显示结果
2.当输入电压值为1.64V时，显示结果如图13所示，测量误差为+0.1V。
图13 输入电压为1.64V时，LCD显示结果
3.当输入电压值为3.84V时，显示结果如图14所示，测量误差为+0.1V。
图14 输入电压为3.84V时，LCD显示结果
4.当输入电压值为5V时，显示结果如图15所示，测量误差为0V。
基于单片机的多路数字电压表设计
输入电压为5V时，LCD显示结果
5.22 误差分析
通过以上仿真测量结果可得到简易数字电压表与“标准”数字电
压表对比测试表，如下表1所示：
表1 数字电压表与“标准”数字电压表对比测试表
由于单片机AT89C51为8位处理器，当输入电压为5.00V时，ADC0808输
号 级本科毕业论文
专业名称 学科门类 指导教师 提交论文日期成绩评定
近十几年来，单片机技术的发展极为迅速，广泛应用于生产、生活的各个领域。从测量领域来看，一部分电子测量仪表在高速化、精确化方面有了明显的进步。电子测量仪表精确度的高低，直接影响着企业的经济效益。在我国现有经济水平下，使用单片机开发的电子测量仪表，测量精确而且性价比极高，不仅适用于电压、电流、电阻等的测量，还广泛适用于温度、湿度等测量场合。
本课题设计的多路数字电压表具有性能稳定、携带方便、显示清晰直观、读数准确，大大地减少了因人为因素所造成的测量误差事件，大大的提高了测量的精确度。
关键词：数字电压表；AT89C51；ADC0808
In recent years,the technology of SCM has got a jolly rapid development and been widely used in every field of our life and production.Judging from the measure realm,some electronical measuring instruments have remarkable improvments in its speed and accuracy.the accuracy of electronical measuring instruments directly affect enterprises' economic effectiveness.In the current economic level of our country,electronical measuring instruments developed by SCM have high accuracy as well as high cost performance,not only can be used to measure Voltage、Current and Resistance,but also be widely used in measuring temperature、humidity or some other Measurement situations.
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10:53:50来源: 21ic 关键字：&&&&
　　1.引言
　　在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，而电压的测量最为常见，现在学生使用的数字万用表能够测量多种电量，并且具有一定的精度，使用方便。为了让学生更好地了解的工作原理，从而激发他们对单片机课程的学习兴趣。本文从软硬件设计、proteus仿真、制作实物、误差分析几个方面着手，阐述数字电压表的工作原理、数据的程序处理方法、数字信号软件滤波原理。
　　2.硬件设计
　　硬件电路设计由4个部分组成：a/d转换电路，at89c51单片机系统，led显示系统、测量电压输入电路。硬件电路设计框图如图1所示。其总设计框图如下：
　　此电路的工作原理是：+5v模拟电压信号通过变阻器vr1分压后由adc08008的in0通道进入（由于使用的in0通道，所以adda,addb,addc均接低电平），经过模/数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道d0-d7传送给芯片的p0口，at89c51负责把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示段码传送给四位led,同时它还通过其四位i/o口p2.0、p2.1、p2.2、p2.3产生位选信号控制数码管的亮灭。
　　简易数字直流电压表的硬件电路已经设计完成，就可以选取相应的芯片和元器件，利用pROTEUS软件绘制出硬件的原理，并仔细地检查修改，直至形成完善的硬件原理图。但要真正实现电路对电压的测量和显示的功能，还需要有相应的软件配合，才能达到设计要求。
　　3.软件设计
　　根据模块的划分原则，将该程序划分初始化模块，a/d转换子程序和显示子程序，这三个程序模块构成了整个系统软件的主程序，如图2所示。
　　整个程序设计的核心在于对a/d转换的数据进行处理，包括数字滤波处理，数据小数位数的处理等。a/d转换子程序用来控制对输入的模块电压信号的采集测量，并将对应的数值存入相应的内存单元。
关键字：&&&&
编辑：什么鱼
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北京航空航天大学教授，20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。您所在位置： &
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单片机课程设计-数字电压表[精心整理].doc 17页
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单片机课程设计-数字电压表[精心整理]
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电子信息工程课程设计报告
目：基于单片机的数字电压表设计
系部名称 ： 信息工程学院
专业名称 ： 电子信息工程
级 ： 2011级电子信息工程（1）班
学号 ： 47
指导教师 ： 陈肇基
2设计原理及要求 2
2.1数字电压表的实现原理 2
3系统硬件设计方案 3
3.1设计思路 3
3.2仿真电路图 3
3.3设计过程 4
3.4 AT89C51的功能介绍 4
3.4.1简单概述...............................................4
3.4.2主要功能特性 5
3.4.3 AT89C51的引脚介绍 5
3.5 ADC0808的引脚及功能介绍 7
3.5.1芯片概述 7
3.5.2 ADC0809的工作时序 8
3.5.3 3档位控制电路 8
3.6 LED数码管的控制显示 9
3.6.1 LED数码管的模型及结构分析 9
4系统软件程序的设计 10
4.1 程序代码分析 11
5电压表的调试及性能分析 12
5.1 调试与测试 12
5.2 性能分析 12
参考文献 13
数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础，电压表的数字化是将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，这有别于传统的以指针加刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视差和视觉疲劳。目前数字万用表的内部核心部件是A/D转换器，转换器的精度很大程度上影响着数字万用表的准确度，本文AID转换器采用ADC0809对输入模拟信号进行转换，控制核心AT89c51N对转换的结果进行运算和处理，最后驱动输出装置显示数字电压信号。
2系统设计要求
基本要求：实现8路直流电压检测，测量电压范围0-5V，显示指定电压通道和电压值，用按键切换显示通道，发挥要求，测量电压范围为0-25V，循环显示8路电压
ADC0808是8位的A/D转换器。当输入电压为5.00V时，输出的数据值为255（0FFH），因此最大分辨率为0.）。ADC0808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。通过按键选择可对8路循环显示，也可单路显示，单路显示可通过按键选择显示的通道数。
3系统硬件设计方案
3.1设计思路
多路数字电压表应用系统硬件电路由单片机、A/D转换器、数码管显示电路和滑动变阻器电路组成，由于ADC0808在进行A/D转换时需要有CLK信号，本试验中ADC0808的CLK直接由外部电源提供为500kHz的方波。由于ADC0808的参考电压VREF＝VCC，所以转换之后的数据要经过数据处理，在数码管上显示出电压值。实际显示的电压值(temp1/255*VREF) ADC0808采用逐次逼近法转换，把模拟电压转换成16进制的temp1，由于是对直流电压0～5V进行采集，所以D对应的电压为V0?，我们的目的就是要把V0显示在LED显示器上，因为单片机不好进行小数点计算，所以有：V0=2*D扩大了100倍，扩大100倍后的结果再次放入temo1中，通过查表使之显示在LED显示器。同理再动态显示小数点后的数。
3.2仿真电路图
用Protues软件仿真设计的电路如图3-1所示。
图3-1 仿真电路
3.3设计过程
简易数字电压测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。电路原理图见附录2。A/D转换由集成电路0808完成。0808具有8路模拟输入端口，地址(23-25)脚可决定对哪路模拟输入作A/D转换，22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。6脚为测试控制，当输入一个2us宽高电平脉冲时，就开始A/D转换。7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时7脚输出高电平。9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从该端口输出。10脚为0808的时钟输入端，由外部信号源提供。单片机的P1、P3.0-P3.3端口作为四位LED数码管现实控制。P3.5端口用作单路显示/循环显示转换按钮，P3.6端口用作单路显示时选择通道。P0端口作A/D转换数据读入用，P2端口用作0808的A/D转换控制。
3.4 AT89C51的功能介绍
3.4.1简单概述
AT89C51是一种带4K字节闪存
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基于51单片机的数字电压表设计
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3秒自动关闭窗口8路数字电压表散件 AD模数转换学习板 电子制作散件 电子制作散件/套件
8路数字电压表散件 AD模数转换学习板 电子制作散件
售价：178元/套
&&&&AD模数转换学习板核心IC使用的是8路8位AD转换器ADC0809芯片，该板可以测量8路 0--5V的电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示，测量最小分辨率为0.019V,测量误差为0.02V，我们可以将其做成多路数字电压表。
基本原理：
&&&&ADC0809是采样频率为8位的、以逐次逼近原理进行模―数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8个模拟输入信号中的一个进行A/D转换。ADC0809对输入模拟量要求为信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。学习板采用STC89C51单片机，最小化应用设计，采用共阳七段LED显示器，P1口输出段码数据，P3.0―P3.3做列扫描输出，为了提高共阳数码管的驱动电压，用9012做电源驱动输出。
????????&&&&板上资源有51MCU、4位LED显示、4位按键输入、8路8位AD转换器ADC0809、一路可调的模拟电压输入(0--5V)、ISP下载接口（通过RS232串口下载，使用更方便）、LCD1602液晶接口、一路继电器输出、蜂鸣器。
&&&&套装清单：
学习板：1块 该板为散件，需要用户自行组装、焊接
外接电源：1个
RS232串口线（程序ISP下载使用）：1条
配套光盘（含学习板软硬件资料）：1份
&&&&文章介绍刊登于2009年第4期《电子制作》杂志，也是《电子制作》杂志推荐产品，适合学习毕业设计及课程设计使用。
&&&&概述：该可以测量0--5V的8路电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示，测量最小分辨率为0.019V,测量误差为0.02V。
&&&&这是我们的AD模数转换学习板操作演示视频录像，大家可以点击下载视频文件进行观看，视频中我们介绍了学习板的硬件和软件资料的情况以及初次使用的应用实例。注意，为了达到较好的显示效果，请全屏播放进行观看
--&&下载高品质视频文件
点击上面窗口进行在线播放，双击进行全屏观看
AD模数转换学习板安装制作全过程：
首先焊接电阻，焊接遵循从最小体积元器件开始安装。
然后，安装焊接二极管、三极管，电容，IC等直插件。
继续安装元件，较后焊上体积较大的接插件。
成品，完工！
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