基于單片機的數(shù)字式電壓表課程設(shè)計報告

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1、基于單片機的數(shù)字電壓表設(shè)計課程設(shè)計報告設(shè)計題目:基于單片機的數(shù)字式電壓表設(shè)計名稱:單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計基于單片機的數(shù)字電壓表設(shè)計目錄引言I一、課程設(shè)計的性質(zhì)和目的2二、課程設(shè)計的要求2三、主要儀器設(shè)備及軟件2四、課程設(shè)計題目及要求2五、課題分析及設(shè)計思路25.1、課題分析及總體設(shè)計25.2、硬件設(shè)計25.2.1系統(tǒng)總體設(shè)計框圖25.2.2單片機系統(tǒng)35.2.3AD轉(zhuǎn)換電路65.3、軟件設(shè)計8六、程序主要代碼與分析8七、實驗結(jié)果截圖10八、心得體會11參考文獻12基于單片機的數(shù)字電壓表設(shè)計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

2、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，然后用電子計數(shù)器計數(shù)，并以十進制數(shù)字顯示被測電壓值。眾所周知，模擬電壓表精度較高，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，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)展的當今社會，高速信號處理的需求越來越多，由

3、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。使其精度達到與模擬電壓表一樣精確甚至更高。可見將來數(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)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)實意義。基于單片機的數(shù)字電壓表設(shè)計一、課程設(shè)計的性質(zhì)和目的通過課程設(shè)計，鞏固在課堂上學到的有關(guān)電子技術(shù)、單片機、微機原理等課程的基本知識和基本方法，強化知識的綜合運用和技能基本訓練，通過硬件電路的設(shè)計和相應(yīng)軟件的編寫，掌握軟硬結(jié)合的控制程序設(shè)計，達

4、到能獨立閱讀、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)計的要求1、遵循軟硬件模塊化設(shè)計。2、要求程序結(jié)構(gòu)化設(shè)計。3、要求程序結(jié)構(gòu)合理，語句使用得當，并附有必要的注釋。4、適當追求編程技巧和程序運行效率。三、主要儀器設(shè)備及軟件PC機、Protrus繪圖軟件、KeilC仿真軟件等。四、課程設(shè)計題目及要求題目：基于單片機的數(shù)字電壓表設(shè)計要求：1..利用單片機設(shè)計數(shù)字電壓表，用4段數(shù)碼管顯示；2.能夠較準確的測量0~5V之間的直流電壓值，測量最小分辨率為0.02V。五、課題分析及設(shè)計思路5.1、課題分析及總體設(shè)計通過滑動變阻器產(chǎn)生可變電壓；用ADC0809采集模擬電壓

5、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。5.2、硬件設(shè)計5.2.1系統(tǒng)總體設(shè)計框圖本系統(tǒng)采樣Atmel89C52單片機作為控制核心，以ADC0809為數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)，實現(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范圍，用共陰極數(shù)碼管顯示結(jié)果。顯示電路51單片機AD轉(zhuǎn)換輸入電壓圖1基于單片機的數(shù)字電壓表設(shè)計5.2.2單片機系統(tǒng)單片機最小系統(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單片機最小系統(tǒng)如下所示，其中P2口用于驅(qū)動數(shù)碼管，P1口用于數(shù)碼管顯示，P0口用于接收ADC0809轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，P3接74LS74D

6、觸發(fā)器電路?；趩纹瑱C的數(shù)字電壓表設(shè)計單片機最小系統(tǒng)：圖45.2.3AD轉(zhuǎn)換電路ADC0809的特性：ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機直接接口。（1）ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)???由下圖可知，ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)?；?/p>

7、于單片機的數(shù)字電壓表設(shè)計（2）．ADC0809引腳結(jié)構(gòu)ADC0809各腳功能如下：D7-D0：8位數(shù)字量輸出引腳。IN0-IN7：8位模擬量輸入引腳。VCC：+5V工作電壓。GND：地。REF（+）：參考電壓正端。REF（-）：參考電壓負端。START：A/D轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。ALE：地址鎖存允許信號輸入端。（以上兩種信號用于啟動A/D轉(zhuǎn)換）.EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時為低電平，當轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平。OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK：時鐘信號輸入端（一般為500KHz）。基于單片機的數(shù)字電壓表設(shè)計A