基于51单片机的数字电压表的设计.doc

数字电压表的设计目录
绪论1
第1章系统总体方案选择与说明1
项目分析及其设计1
通道转换方案设计1
显示部分方案设计1
第2章系统总体结构与系统功能2
系统结构框图2

第3章硬件设计说明及计算方法2
单片机的选择及时钟电路2
驱动模块3
LED显示电路设计与器件选择4
A/D转换模块及转化电路设计6
第4章软件设计与说明7
数字电压表系统软件设计方案确定7
数字电压表应用程序设计9
第5章调试结果及其说明9
调试结果及其说明9
参考文献10
附录A 系统原理图11
附录B 系统源程序12
绪论
本设计采用了以单片机为开发平台，控制系采用AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0809。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便进行8路其它A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。简易数字电压测量电路由A/D转换、数据处理、显示控制等组成。
关键词: 单片机AT89C52A/D转换ADC0808 数据处理
课程设计要求：利用八位A/D转换器实现分辨率位八位二进制数的电压表，测量结果用四位数码管显示。
第一章 系统总体方案与选择
实现数字电压表的方案很多，目前广泛采用的时基于74系列逻辑器件，本设计将介绍基于单片机实现的方案。
项目分析及其设计
方案设计此设计包含两个模块，通道转换和显示部分方案。

方案一：考虑到ADC0808的8路模拟量输入本质上也是模拟开关，因此可以利用其8个模拟通道中的3个作为通道转换器，即根据通道对应的电压测量围确定对应的电压方法倍数设计对应的放大电路。
方案二：利用手动开关实现通道转换。该方案可简化控制程序，消减系统开销。缩短反应时间，不足之处在于操作麻烦。
综上所述：方案二所需元件少、成本低且易于实现，则选此方案。

方案一：单片机的P0、P2口分别接74LS248和ULN2003A芯片来驱动四位数码管
方案二：直接用单片机的P1、P2口驱动数码管，此处把ADC0808的输出端接P1口 ，因为P1口能够驱动数码管。
综上所述，两个方案都可行，但方案二所需元件少、成本低，则选择此方案。
第二章 系统总体结构
系统结构框图
根据项目要求，确定该系统的设计方案，图2-1为该系统设计方案的结构框图。硬件电路由6各部分组成，即单片机、时钟电路、复位电路、LED显示电路、A/D装唤器和测量电压输入电路。
图2-1 系统结构框图

在一切准备就绪以后，滑动变阻器RV1的阻值，A/D采样数据，经过单片机的处理，在4位一体的LED数码管管上显示当前电压值。每改变一次RV1的阻值，在数码管上就会获得一个新的数值。
硬件电路设计
单片机的选择及时钟电路
根据初步设计方案的分析，设计这样一个简单的应用系统，可以选择带有EPROM的单片机，应用程序直接存储在片，不用在外部扩展程序存储器，电路可以简化。此电路选择ATmel公司生产的AT89C51。AT89系列与MCS-51系列单片机相比有两大优势：第一，片程序存储器采用闪速存储器，使程序的写入更加方便;第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个电路体积更小。它以较小的体积、良好的性价比倍受青睐。
单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的。在单片机的XTAL1和XTAL2两个管脚，接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路。
电路中，电容C1和C2对震荡电路有微调的作用，通常的取值围位（30+10）pF。石英晶体选择6MHz或12MHz都可以，其结果只是机器周期时间不同，影响计数器的计数初值，此设计取12MHz。
图3-1 单片机最小系统

该设计的驱动电路是由74LS245来驱动的。74LS245是我们常用的芯片，用来驱动LED或其他设备，它是8路同相三态双向总线收发器，课双向传输数据。74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。
当51单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。
当片选端CE低电平有效时，AB/BA=0；信号由B向A传输；AB/BA=1，信号由A向B传输；当CE位高电平时，A，B均为高阻
图3-2 74LS245管脚图
LED 显示电路设计与器件选择
单片机应用系统中，通常都需要进行人机对