简易直流电压表设计.doc

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1 设计方案 1
2 设计总体框图 1
硬件部分 1
软件部分 2
2
A/D转换子程序 3
4
3 设计单元电路 5
模数转换单元 5
ADC0808引脚说明 5
ADC0808通道选择 6
ADC0808的工作原理: 6
数据处理及控制单元 7
4位一体七段数码管 8
4 电路原理说明 9
模数转换 9
数据处理及控制 10
5 参考文献 11
6 结论及心得 11
7 附录 12
12
16
简易直流电压表的设计
1 设计方案
  本设计主要采用AT89C51芯片和ADC0808芯片来完成一个简易的数字电压表,能够对输入的0~5 V的模拟直流电压进行测量,并通过一个4位一体的7段LED数码管进行显示, V。该电压表的测量电路主要由三个模块组成:A/D转换模块、数据处理模块及显示控制模块。A/D转换主要由芯片ADC0808来完成,它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到数据处理模块。数据处理则由芯片AT89C51来完成,其负责把ADC0808传送来的数字量经一定的数据处理,产生相应的显示码送到显示模块进行显示;另外它还控制着ADC0808芯片的工作。显示模块主要由7段数码管组成,显示测量到的电压值。
2 设计总体框图
硬件部分
本实验采用AT89C51单片机芯片配合ADC0808模/数转换芯片构成一个简易的数字电压表,原理电路如图1所示。该电路通过ADC0808芯片采样输入口IN7输入的0~5 V的模拟量电压,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AT89C51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,并通过其P1口传送给数码管。同时它还通过其三位I/、、,控制数码管的亮灭。另外,AT89C51还控制着ADC0808的工作。其ALE管脚为ADC0808提供了1MHz工作的时钟脉冲;(ALE);(START);(OE);(EOC)。系统框图如图2所示。
图1电路图原理
图2 系统框图
软件部分

本设计采用C语言编程。首先是初始化,主要是针对定时器T0,设置其工作方式,装入计数初值,允许中断等。准备工作做好后便启动ADC0808对IN7脚输入进的0~5V电压模拟信号进行数据采集并转换成相对应的0~255十进制数字量。
在数据处理子程序中,运用标度变换知识,编写算法将0~~,输出到显示子程序进行显示。整个主程序就是在A/D转换,数据处理及显示程序循环执行。整个程序流程框图如图3所示。
开始
初始化
调用A/D转换子程序
数据处理
调用显示程序
图3 主程序流程图
A/D转换子程序
启动ADC0808对模拟量输入信号进行转换,通过判断EOC()来确定转换是否完成,若EOC为0,则继续等待;若EOC为1,则把OE置位,将转换完成的数据存储到AT89C51中。程序流程图如图4所示。
开始
初始化
启动A/D转换
A/=1?
,允许数字量输出
结束
Y
N
图4 数据处理子程序流程图
数据处理子程序
3 设计单元电路
模数转换单元
此处采用ADC0808模块实现,它是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器,主要由8路模拟开关、地址所存译码电路、逐次逼近寄存器SAR、树状模拟开关、256R电阻分压器、电压比较器及三态输出锁存器等组成。