基于-單片機(jī)數(shù)字式電壓表.doc

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1、.信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報告設(shè)計(jì)題目:基于單片機(jī)的數(shù)字式電壓表設(shè)計(jì)名稱:電子信息專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)班級:電子1004姓名:儒文瓊學(xué)號:20100132822010013281設(shè)計(jì)時間:2012.12.26至2013.01.09指導(dǎo)教師:王本有評語:評閱成績:評閱教師:.目錄引言I一、課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)和目的2二、課程設(shè)計(jì)的要求2三、主要儀器設(shè)備及軟件2四、課程設(shè)計(jì)題目及要求2五、課題分析及設(shè)計(jì)思路25.1、課題分析及總體設(shè)計(jì)25.2、硬件設(shè)計(jì)25.2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖25.2.2單片機(jī)系統(tǒng)35.2.3AD轉(zhuǎn)

2、換電路65.3、軟件設(shè)計(jì)8六、程序主要代碼與分析8七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果截圖10八、心得體會11參考文獻(xiàn)12..引言電子電壓表主要用于測量各種高、低頻信號電壓，它是電子測量中使用最廣泛的儀器之一。根據(jù)測量結(jié)果的顯示方式及測量原理不同，電壓測量儀器可分為兩大類：模擬式電壓表(AVM）和數(shù)字式電壓表（DVM）。模擬式電壓表是指針式的，多用磁電式電流表作為指示器，并在表盤上刻以電壓刻度。數(shù)字式電壓表首先將模擬量經(jīng)模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量，然后用電子計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并以十進(jìn)制數(shù)字顯示被測電壓值。眾所周知，模擬電壓表精

3、度較高，曾經(jīng)有很廣闊的市場，現(xiàn)在依然有不少工程師依然在使用模擬電壓表。的確模擬電壓表在顯示測量值方面精度校準(zhǔn)，然而卻也存在問題。模擬電壓表采用用指針式，里面是磁電或電磁式結(jié)構(gòu)，所以其響應(yīng)速度較慢。然而在高速發(fā)展的當(dāng)今社會，高速信號處理的需求越來越多，由于模擬電壓表響應(yīng)速度較慢已經(jīng)不適用與高速信號領(lǐng)域，取而代之的將是數(shù)字電壓表。但數(shù)字電壓表由于存在采樣誤差，精度不是很高。不過目前可以通過技術(shù)手段來縮小誤差。使其精度達(dá)到與模擬電壓表一樣精確甚至更高?？梢妼頂?shù)字電壓表必將取代模擬電壓表?，F(xiàn)在有越來越多的數(shù)

4、字測量儀器的出現(xiàn)但原理皆與數(shù)字電壓表殊途同歸，因此研究數(shù)字電壓表有著很大現(xiàn)實(shí)意義。.一、課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)和目的通過課程設(shè)計(jì)，鞏固在課堂上學(xué)到的有關(guān)電子技術(shù)、單片機(jī)、微機(jī)原理等課程的基本知識和基本方法，強(qiáng)化知識的綜合運(yùn)用和技能基本訓(xùn)練，通過硬件電路的設(shè)計(jì)和相應(yīng)軟件的編寫，掌握軟硬結(jié)合的控制程序設(shè)計(jì)，達(dá)到能獨(dú)立閱讀、編制和調(diào)試一定規(guī)模的電子產(chǎn)品制作或仿真。二、課程設(shè)計(jì)的要求1、遵循軟硬件模塊化設(shè)計(jì)。2、要求程序結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。3、要求程序結(jié)構(gòu)合理，語句使用得當(dāng)，并附有必要的注釋。4、適當(dāng)追求編程技巧和程序運(yùn)行效

5、率。三、主要儀器設(shè)備及軟件PC機(jī)、繪圖軟件、仿真軟件等。四、課程設(shè)計(jì)題目及要求選題后，有課題負(fù)責(zé)老師具體安排題目：基于單片機(jī)的數(shù)字式電壓表要求：能測量滑動變阻器上的電壓；當(dāng)電壓超過4v時，蜂鳴器報警。五、課題分析及設(shè)計(jì)思路5.1、課題分析及總體設(shè)計(jì).通過滑動變阻器產(chǎn)生可變電壓；用ADC0804采集模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；將此數(shù)字信號用七段數(shù)碼管顯示；連接蜂鳴器以用來電壓過高是報警。5.2、硬件設(shè)計(jì)5.2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖本系統(tǒng)采樣Atmel89C51單片機(jī)作為控制核心，以ADC0804為數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)

6、，實(shí)現(xiàn)被測電壓的數(shù)據(jù)采樣；使用系列比較器檢測輸入電壓的圍，用共陰極數(shù)碼管顯示結(jié)果。顯示電路AD轉(zhuǎn)換輸入電壓51單片機(jī)報警電路圖15.2.2單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路，晶振電路，電源電路，仿真時需搭建復(fù)位電路和晶振電路。晶振電路：.圖2復(fù)位電路：圖3報警電路：.圖4單片機(jī)最小系統(tǒng)如下所示，其中P1口用于驅(qū)動數(shù)碼管，P0口用于數(shù)碼管顯示，P2口用于接收ADC0809轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，P3口用于蜂鳴器報警。.單片機(jī)最小系統(tǒng)：圖5.5.2.3AD轉(zhuǎn)換電路ADC0804的引腳圖：圖6ADC0804的特性：?

7、CMOS的逐步逼近式AD轉(zhuǎn)換器。?具有8位分辨力，轉(zhuǎn)換時間為100微秒，而最大誤差為1個LSB值(最小電壓刻度)。?采用差動式模擬電壓輸入，三態(tài)式數(shù)字輸出。?模擬輸入電壓圍為0到5V(千萬不要輸入過高電壓，一下子就燒毀)。.ADC0804與單片機(jī)的連接：圖7.5.3、軟件設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)思路及軟件流程圖）　軟件部分采用模塊化程序設(shè)計(jì)的方法，由單片機(jī)控制主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、電壓檢測及繼電器控制程序、七段數(shù)碼管顯示組成。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是在KeilC編譯環(huán)境下進(jìn)行的，由于C語言程序可移植性好，所以提高了編程的

8、效率。軟件程序流程圖：.聲明函數(shù)設(shè)置掃描信號初始值開始讀取顯示區(qū)數(shù)組，轉(zhuǎn)換顯示編碼輸出/延遲4個字？20次?返回NoNoyesyes開始聲明變量與函數(shù)調(diào)用顯示函數(shù)讀取ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換千位數(shù)轉(zhuǎn)換百位數(shù)轉(zhuǎn)換十位數(shù)轉(zhuǎn)換個位數(shù)>=4V調(diào)用蜂鳴器發(fā)聲函數(shù)<4V顯示函數(shù)主程序.六、程序主要代碼與分析（關(guān)鍵代碼要有注釋）：#include//定義8051寄存器的頭文件#defineSEGP0//聲明七段數(shù)碼管的位置sbitbuzzer=P3^1;/