2022年单片机简易数字电压表设计.docx

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1、精品学习资源该系统地数字电压表电路简洁,所用地元件较少,成本低 ,且测量精度和牢靠性较高. 此数字电压表可以测量0-5V 地 1 路模拟直流输入电压值,并通过一个四位一体地7 段数码管显示出来 .关键词 单片机；数字电压表；A/D 转换； AT89C51 ； ADC0808目 录1 引言12 设计总体方案22.1 设计要求22.2 设计思路22.3 设计方案23 硬件电路设计33.1 A/D转换模块33.2 单片机系统73.3 复位电路和时钟电路9欢迎下载精品学习资源3.4 LED显示系统设计113.5 总体电路设计134 程序设计154.1 程序设计总方案154.2 系统子程序设计155仿真

2、175.1 软件调试175.2 显示结果及误差分析17结 论20参考文献21附录 程序代码22致谢25欢迎下载精品学习资源1 引言在电量地测量中,电压 .电流和频率是最基本地三个被测量, 其中电压量地测量最为常常.而且随着电子技术地进展,更是常常需要测量高精度地电压, 所以数字电压表就成为一种必不行少地测量仪器. 数字电压表简称DVM, 它是采纳数字化测量技术,把连续地模拟量转换成不连续 . 离散地数字形式并加以显示地外表.由于数字式仪器具有读数精确便利. 精度高 .误差小 .测量速度快等特而得到广泛应用1.传统地指针式刻度电压表功能单一,进度低 ,简洁引起视差和视觉疲惫,因而不能满意数字化时

3、代地需要. 采纳单片机地数字电压表,将连续地模拟量如直流电压转换成不连续地离散地数字形式并加以显示,从而精度高 . 抗干扰才能强 ,可扩展性强 . 集成便利 , 仍可与 PC 实时通信.数字电压表是诸多数字化外表地核心与基础2. 以数字电压表为核心, 可以扩展成各种通用数字外表 .专用数字外表及各种非电量地数字化外表.目前 ,由各种单片机和A/D转换器构成地数字电压表作全面深化地明白是很有必要地.最近地几十年来,随着半导体技术.集成电路（ IC ）和微处理器技术地进展,数字电路和数字化测量技术也有了庞大地进步,从而促使了数字电压表地快速进展, 并不断显现新地类型4. 数字电压表从1952 年问

4、世以来,经受了不断改进地过程,从最早采纳继电器.电子管和形式进展到了现在地全固态化. 集成化（ IC 化） , 另一方面 ,精度也从 0.01%-0.005%.目前 ,数字电压表地内部核心部件是A/D转换器 ,转换地精度很大程度上影响着数字电压表地精确度 ,因而 ,以后数字电压表地进展就着眼在高精度和低成本这两个方面3.本文是以简易数字直流电压表地设计为讨论内容, 本系统主要包括三大模块：转换模块. 数据处理模块及显示模块.其中 ,A/D转换采纳 ADC0808对输入地模拟信号进行转换,掌握核心 AT89C51再对转换地结果进行运算处理,最终驱动输出装置LED 显示数字电压信号11.2 设计总

5、体方案2.1 设计要求以 MCS-51系列单片机为核心器件,组成一个简洁地直流数字电压表.采纳 1 路模拟量输入 ,能够测量0-5V 之间地直流电压值.电压显示用4 位一体地LED 数码管显示 ,至少能够显示两位小数.尽量使用较少地元器件.欢迎下载精品学习资源2.2 设计思路依据设计要求,挑选 AT89C51单片机为核心掌握器件. A/D转换采纳ADC0808实现 , 与单片机地接口为P1 口和 P2 口地高四位引脚.电压显示采纳4 位一体地 LED 数码管 . LED数码地段码输入 , 由并行端口 P0 产生：位码输入 ,用并行端口 P2 低四位产生 .2.3 设计方案硬件电路设计由6 个部

6、分组成；A/D 转换电路 ,AT89C51单片机系统 ,LED显示系统 .时钟电路 .复位电路以及测量电压输入电路. 硬件电路设计框图如图1 所示 .AT89C51时钟电路P1A/D转换电路测量电压输入P2P2显示系统复位电路P0图 1 数字电压表系统硬件设计框图3 硬件电路设计3.1 A/D转换模块现实世界地物理量都是模拟量,能把模拟量转化成数字量地器件称为模/数转换器（ A/D 转换器） ,A/D 转换器是单片机数据采集系统地关键接口电路, 依据各种A/D 芯片地转化原理可分为逐次靠近型, 双重积分型等等 .双积分式A/D转换器具有抗干扰才能强.转换精度高 .价格廉价等优点. 与双积分相比

7、, 逐次靠近式A/D转换地转换速度更快,而且精度更高, 比如ADC0809.ADC0808 等,它们通常具有 8 路模拟选通开关及地址译码 .锁存电路等 ,它们可以与单片机系统连接 , 将数字量送到单片机进行分析和显示 .一个 n 位地逐次靠近型 A/D 转换器只需要比较 n 次,转换时间只取决于位数和时钟周期 ,逐次靠近型 A/D 转换器转换速度快 ,因而在实际中广泛使用 1.欢迎下载精品学习资源3.1.1 逐次靠近型 A/D 转换器原理逐次靠近型A/D转换器是由一个比较器.A/D转换器 .储备器及掌握电路组成. 它利用内部地寄存器从高位到低位一次开头逐位摸索比较.转换过程如下：输入电压输入

8、数字量次序脉冲发生逐 次 逼 近电压ADC器寄存器比较器开头时 ,寄存器各位清零 , 转换时 ,先将最高位置1,把数据送入A/D转换器转换 , 转换结果与输入地模拟量比较,假如转换地模拟量比输入地模拟量小,就 1 保留 , 假如转换地模拟量比输入地模拟量大, 就 1 不保留 , 然后从其次位依次重复上述过程直至最低位,最终寄存器中地内容就是输入模拟量对应地二进制数字量5. 其原理框图如图2 所示：图 2 逐次靠近式 A/D 转换器原理图3.1.2 ADC0808主要特性ADC0808 是 CMOS 单片型逐次靠近式A/D 转换器 ,带有使能掌握端 ,与微机直接接口 ,片内带有锁存功能地8 路模

9、拟多路开关 ,可以对 8 路 0-5V 输入模拟电压信号分时进行转换 ,由于 ADC0808设计时考虑到如干种模 /数变换技术地特长 , 所以该芯片特别适应于过程掌握,微掌握器输入通道地接口电路,智能仪器和机床掌握等领域 5.ADC0808 主要特性 :8 路 8 位 A/D 转换器 ,即辨论率 8 位；具有锁存掌握地8 路模拟开关；易与各种微掌握器接口；可锁存三态输出,输出与 TTL兼容；转换时间： 128s；转换精度： 0.2% ；单个 +5V 电源供电；模拟输入电压范畴0- +5V,无需外部零点和满度调整；低功耗,约 15mW6.3.1.3 ADC0808 地外部引脚特点ADC0808

10、芯片有 28 条引脚 ,采纳双列直插式封装 ,其引脚图如图 3 所示 .欢迎下载精品学习资源图 3 ADC0808 引脚图下面说明各个引脚功能 :IN0-IN7 （ 8 条）： 8 路模拟量输入线 ,用于输入和掌握被转换地模拟电压.地址输入掌握（ 4 条）：ALE: 地址锁存答应输入线 ,高电平有效 ,当 ALE 为高电平常 ,为地址输入线 ,用于挑选 IN0-IN7上那一条模拟电压送给比较器进行A/D 转换 .ADDA,ADDB,ADDC:3位地址输入线 ,用于挑选 8 路模拟输入中地一路 ,其对应关系如表 1 所示：表 1 ADC0808通道挑选表地址码对应地输入通道CBA000IN000

11、1IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7START ： START为“启动脉冲 ”输入法 ,该线上正脉冲由CPU 送来 , 宽度应大于100ns, 上升沿清零SAR, 下降沿启动 ADC 工作 .EOC:EOC 为转换终止输出线,该线上高电平表示A/D 转换已终止 ,数字量已锁入三态输欢迎下载精品学习资源出锁存器 .D1-D8 ：数字量输出端 ,D1 为高位 .OE ： OE 为输出答应端 ,高电平能使D1-D8引脚上输出转换后地数字量. REF+.REF-:参考电压输入量,给电阻阶梯网络供应标准电压.Vcc.GND:Vcc 为主电源输入端,GND为接地

12、端 ,一般 REF+ 与 Vcc 连接在一起 ,REF- 与GND 连接在一起 .CLK: 时钟输入端 .3.1.4 ADC0808地内部结构及工作流程ADC0808由 8 路模拟通道挑选开关,地址锁存与译码器,比较器 ,8 位开关树型A/D转换器,逐次靠近型寄存器,定时和掌握电路和三态输出锁存器等组成,其内部结构如图4 所示 .图 4 ADC0808地内部结构其中：（ 1） 8 路模拟通道挑选开关实现从8 路输入模拟量中挑选一路送给后面地比较器进行比较.（ 2）地址锁存与译码器用于当ALE信号有效时 ,锁存从 ADDA.ADDB.ADDC 3根地址线上送来地 3 位地址 ,译码后产生通道挑选

13、信号,从 8 路模拟通道中挑选当前模拟通道.（ 3）比较器 ,8 位开关树型 A/D 转换器 ,逐次靠近型寄存器,定时和掌握电路组成8 位 A/D 转换器 , 当 START 信号有效时 ,就开头对当前通道地模拟信号进行转换,转换完成后 ,把转换得到地数字量送到8 位三态锁存器 , 同时通过引脚送出转换终止信号.（ 4 ）三态输出锁存器储存当前模拟通道转换得到地数字量,当 OE 信号有效时 ,把转换地结果送出 .欢迎下载精品学习资源ADC0808地工作流程为：（ 1）输入 3 位地址 ,并使 ALE=1, 将地址存入地址锁存器中, 经地址译码器从8 路模拟通道中选通 1 路模拟量送给比较器.（

14、 2）送START一高脉冲 ,START地上升沿使逐次寄存器复位,下降沿启动A/D转换 ,并使EOC 信号为低电平 .（ 3 ）当转换终止时,转换地结果送入到输出三态锁存器中,并使 EOC信号回到高电平,通知CPU 已转换终止 .（ 4）当 CPU 执行一读数据指令时,使 OE 为高电平 , 就从输出端 D0-D7读出数据 .3.2 单片机系统3.2.1 AT89C51 性能AT89C51是美国 ATMEL公司生产地低电压,高性能 CMOS8位单片机 ,片内含有4KB 地可反复擦写地只读程序储备器和128 字节地随机储备器. 该器件采纳ATMEL高密度非易失储备器制造技术制造,与工业标准地MC

15、S-51指令集和输出管脚相兼容,由于将多功能8 位CPU和闪耀储备器组合在单个芯片中,ATMEL地 AT89C51是一种高效微掌握器, 它为很多嵌入式掌握系统供应了一种敏捷性高且价廉地方案.AT89C51功能性能 :与 MCS-51成品指令系统完全兼容；4KB 可编程闪速储备器；寿命： 1000次写 / 擦循环；数据保留时间：10 年；全静态工作：0-24MHz；三级程序储备器锁定； 128*8B内部 RAM ； 32 个可编程 I/O 口线； 2 个 16 位定时 /计数器； 5 个中断源；可编程串行 UART 通道；片内震荡器和掉电模式6.3.2.2 AT89C51 各引脚功能AT89C5

16、1供应以下标准功能：4KB地 Flash 闪速储备器 ,128B 内部 RAM,32个 I/O 口线,两个 16 位定时 /计数器 ,一个 5 向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内震荡器准时钟电路 ,同时 ,AT89C51可降至0Hz 静态规律操作 , 并支持两种软件可选地节电工作模式.闲暇方式停止CPU 地工作 ,但答应RAM, 定时 / 计数器 , 串行通信口及中断系统连续工作,掉电方式 保 存 RAM中 地 内 容 , 但 震 荡 器 停 止 工 作 并 禁 止 其 他 所 有 工 作 直 到 下 一 个 硬 件 复位.AT89C51采纳 PDIP 封装形式 ,引脚配置如图5 所

17、示 7.欢迎下载精品学习资源图 5 AT89C51地引脚图AT89C51芯片地各引脚功能为：P0 口：这组引脚共有8 条,P0.0 为最低位 .这 8 个引脚有两种不同地功能,分别适用于不同地情形 ,第一种情形是89C51 不带外储备器 ,P0 口可以为通用I/O 口使用 ,P0.0-P0.7用于传送 CPU 地输入 /输出数据 ,这时输出数据可以得到锁存,不需要外接专用锁存器,输入数据可以得到缓冲 ,增加了数据输入地牢靠性；其次种情形是89C51 带片外储备器 ,P0.0-P0.7在 CPU 拜访片外储备器时先传送片外储备器地低8 位地址 ,然后传送CPU 对片外储备器地读/写数据.P0 口

18、为开漏输出 ,在作为通用I/O 使用时 , 需要在外部用电阻上拉.P1 口：这 8 个引脚和 P0 口地 8 个引脚类似 ,P1.7 为最高位 ,P1.0 为最低位 , 当 P1 口作为通用 I/O 口使用时 ,P1.0-P1.7地功能和 P0 口地第一功能相同,也用于传送用户地输入和输出 数据 .P2 口：这组引脚地第一功能与上述两组引脚地第一功能相同即它可以作为通用I/O 口使用 , 它地第一功能和 P0 口引脚地其次功能相协作 , 用于输出片外储备器地高 8 位地址 ,共同选中片外储备器单元 ,但并不是像 P0 口那样传送储备器地读 /写数据 .P3 口：这组引脚地第一功能和其余三个端口

19、地第一功能相同 ,其次功能为掌握功能 ,每个引脚并不完全相同 ,如下表 2 所示：表 2 P3 口各位地其次功能P3 口各位其次功能P3.0RXT （串行口输入）P3.1TXD （串行口输出） P3.2/INT0 （外部中断 0 输入） P3.3/INT1 外部中断1 输入 P3.4T0 （定时器 /计数器 0 地外部输入）欢迎下载精品学习资源P3.5T1 （定时器 /计数器 1 地外部输入）P3.6/WR （片外数据储备器写答应）P3.7/RD （片外数据储备器读答应）Vcc 为+5V 电源线 ,Vss 接地 .ALE ：地址锁存答应线 ,协作 P0 口地其次功能使用 , 在拜访外部储备器时

20、 ,89C51 地 CPU 在 P0.0-P0.7 引脚线去传送随后而来地片外储备器读 / 写数据 . 在不拜访片外储备器时 ,89C51 自动在 ALE 线上输出频率为 1/6 震荡器频率地脉冲序列 . 该脉冲序列可以作为外部时钟源或定时脉冲使用 ./EA: 片外储备器拜访挑选线,可以掌握89C51 使用片内ROM 或使用片外 ROM,如/EA=1, 就答应使用片内 ROM, 如/EA=0, 就只使用片外 ROM./PSEN ：片外ROM地选通线 ,在拜访片外ROM时,89C51自动在 /PSEN 线上产生一个负脉冲 ,作为片外ROM 芯片地读选通信号.RST ：复位线 , 可以使 89C5

21、1 处于复位 即初始化 工作状态 .通常 89C51 复位有自动上电复位和人工按键复位两种.XTAL1和 XTAL2 ：片内震荡电路输入线,这两个端子用来外接石英晶体和微调电容,即用来连接89C51 片内 OSC 震荡器 地定时反馈回路 .3.3 复位电路和时钟电路3.3.1 复位电路设计单片机在启动运行时都需要复位,使 CPU 和系统中地其他部件都处于一个确定地初始状态,并从这个状态开头工作.MCS-51单片机有一个复位引脚RST, 采纳施密特触发输入.当震荡器起振后,只要该引脚上显现2 个机器周期以上地高电平即可确保时器件复位1. 复位完成后 , 假如 RST 端连续保持高电平,MCS-5

22、1就始终处于复位状态,只要 RST 复原低电平后 ,单片机才能进入其他工作状态. 单片机地复位方式有上电自动复位和手动复位两种, 图 6 是 51 系列单片机统常用地上电复位和手动复位组合电路,只要 Vcc 上升时间不超过1ms, 它们都能很好地工作 1.图 6复位电路欢迎下载精品学习资源3.3.2 时钟电路设计单片机中 CPU 每执行一条指令,都必需在统一地时钟脉冲地掌握下严格按时间节拍进行,而这个时钟脉冲是单片机掌握中地时序电路发出地.CPU执行一条指令地各个微操作所对应 时间次序称为单片机地时序.MCS-51单片机芯片内部有一个高增益反相放大器,用于构成震荡器 ,XTAL1为该放大器地输

23、入端,XTAL2为该放大器输出端,但形成时钟电路仍需附加其他 电路 1.本设计系统采纳内部时钟方式,利用单片机内部地高增益反相放大器,外部电路简 , 只需要一个晶振和 2 个电容即可 ,如图 7 所示 .图 7时钟电路电路中地器件挑选可以通过运算和试验确定, 也可以参考一些典型电路地参数, 电路中 , 电容器 C1 和 C2 对震荡频率有微调作用,通常地取值范畴是3010pF, 在这个系统中挑选了 33pF ；石英晶振挑选范畴最高可选24MHz, 它打算了单片机电路产生地时钟信号震荡频率 , 在本系统中挑选地是12MHz, 因而时钟信号地震荡频率为12MHz.3.4 LED显示系统设计3.4.

24、1 LED 基本结构LED是发光二极管显示器地缩写.LED由于结构简洁 .价格廉价 .与单片机接口便利等优点而得到广泛应用.LED显示器是由如干个发光二极管组成显示字段地显示器件6. 在单片机中使用最多地是七段数码显示器.LED 七段数码显示器由8 个发光二极管组成显示字段,其中 7 个长条形地发光二极管排列成“日 ”字形 ,另一个圆点形地发光二极管在显示器地右下角作为显示小数点用, 其通过不同地组合可用来显示各种数字.LED引脚排列如下图8 所示 :欢迎下载精品学习资源图 8 LED引脚排列3.4.2 LED 显示器地挑选在应用系统中 , 设计要求不同 ,使用地LED显示器位置数也不同,因此

25、就生产了位数,尺寸 , 型号不同地LED显示器供挑选 ,在本设计中 ,挑选4 位一体地数码型LED显示器 ,简称 “4- LED”.本系统中前一位显示电压地整数位,即个位 ,后两位显示电压地小数位.4-LED显示器引脚如图9 所示 , 是一个共阴极接法地4 位 LED数码显示管, 其中a,b,c,e,f,g 为 4 位 LED 各段地公共输出端 ,1.2.3.4 分别是每一位位置数选端 ,dp 是小数点引出端 ,4 位一体 LED 数码显示管地内部结构是由 4 个单独地 LED 组成 ,每个 LED 地段输出引脚在内部都并联后 , 引出到器件地外部 .图 94 位 LED 引脚对于这种结构地L

26、ED显示器 , 它地体积和结构都符合设计要求,由于 4 位 LED阴极地各段已经在内部连接在一起,所以必需使用动态扫描方式（将全部数码管地段选线并联在一起, 用一个 I/O 接口掌握）显示.3.4.3 LED 译码方式译码方式是指由显示字符转换得到对应地字段码地方式, 对于LED数码管显示器 ,通常地译码方式有硬件译码和软件译码方式两种.硬件译码是指利用特地地硬件电路来实现显示字符码地转换.欢迎下载精品学习资源软件译码就是编写软件译码程序, 通过译码程序来得到要显示地字符地字段码, 译码程序通常为查表程序3.本设计系统中为了简化硬件线路设计,LED译码采纳软件编程来实现.由于本设计采纳地是共阴

27、极LED, 其对应地字符和字段码如下表3.3 所示 .表 3.3 共阴极字段码表显示字符0共阴极字段码3FH123406H5BH4FH66H567896DH7DH07H7FH6FH3.4.4 LED 显示器与单片机接口设计由于单片机地并行口不能直接驱动LED显示器 , 所以 ,在一般情形下 ,必需采纳专用地驱动电路芯片 ,使之产生足够大地电流, 显示器才能正常工作7. 假如驱动电路才能差,即负载才能不够时 ,显示器亮度就低,而且驱动电路长期在超负荷下运行简洁损坏,因此 ,LED显示器地驱动电路设计是一个特别重要地问题.为了简化数字式直流电压表地电路设计, 在 LED驱动电路地设计上,可以利用单

28、片机P0 口上外接地上拉电阻来实现, 即将 LED地 A-G 段显示引脚和DP 小数点显示引脚并联到P0 口与上拉电阻之间, 这样 ,就可以加大P0 口作为输出口德驱动才能,使得 LED能依据正常地 亮度显示出数字,如图 10 所示 .欢迎下载精品学习资源图 10 LED与单片机接口间地设计3.5 总体电路设计经过以上地设计过程,可设计出基于单片机地简易数字直流电压表硬件电路原理图如图11 所示 .图 11 简易数字电压表电路图此电路地工作原理是：+5V 模拟电压信号通过变阻器VR1 分压后由ADC08008地 IN0 通欢迎下载精品学习资源道进入（由于使用地IN0通道 ,所以 ADDA,AD

29、DB,ADDC均接低电平） ,经过模 /数转换后 ,产生相应地数字量经过其输出通道D0-D7传送给AT89C51芯片地P1 口,AT89C51负责把接收到地数字量经过数据处理,产生正确地7 段数码管地显示段码传送给四位LED, 同时它仍通过其四位I/O口 P2.0.P2.1.P2.2.P2.3产生位选信号掌握数码管地亮灭. 此外 ,AT89C51仍掌握ADC0808地工作 .其中 , 单片机AT89C51通过定时器中断从P2.4 输出方波 ,接到 ADC0808地CLOCK,P2.6发正脉冲启动A/D转换 ,P2.5 检测 A/D 转换是否完成 ,转换完成后 ,P2.7 置高从 P1 口读取转

30、换结果送给LED 显示出来 3.简易数字直流电压表地硬件电路已经设计完成, 就可以选取相应地芯片和元器件, 利用Proteus软件绘制出硬件地原理,并认真地检查修改,直至形成完善地硬件原理图.但要真正实现电路对电压地测量和显示地功能, 仍需要有相应地软件协作,才能达到设计要求.4 程序设计4.1 程序设计总方案依据模块地划分原就,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地主程序,如图 12 所示 .开头初始化调用 A/D 转换子程序调 用 显 示 子 程终止图 12 数字式直流电压表主程序框图欢迎下载精品学习资源4.2 系统子程序设计4.2.1

31、初始化程序所谓初始化 ,是对将要用到地MCS_51系列单片机内部部件或扩展芯片进行初始工作状态设定 , 初始化子程序地主要工作是设置定时器地工作模式,初值预置 , 开中断和打开定时器等9.4.2.2 A/D 转换子程序A/D转换子程序用来掌握对输入地模块电压信号地采集测量,并将对应地数值存入相应地内存单元 ,其转换流程图如图13 所示 .开头启动转换A/D转 换 结输出转换结果数值转换显示终止图 13 A/D转换流程图4.2.3 显示子程序显示子程序采纳动态扫描实现四位数码管地数值显示 ,在采纳动态扫描显示方式时 ,要使得 LED 显示地比较匀称 ,又有足够地亮度 ,需要设置适当地扫描频率 ,

32、当扫描频率在 70HZ 左右时 , 能够产生比较好地显示成效 ,一般可以采纳间隔 10ms 对 LED 进行动态扫描一次 ,每一欢迎下载精品学习资源位 LED 地显示时间为 1ms10.在本设计中, 为了简化硬件设计, 主要采纳软件定时地方式,即用定时器0 溢出中断功能实现 11s定时 , 通过软件延时程序来实现5ms 地延时 .5 仿真5.1 软件调试软件调试地主要任务是排查错误, 错误主要包括规律和功能错误,这些错误有些是显性地,而有些是隐形地 , 可以通过仿真开发系统发觉逐步改正 .Proteus 软件可以对基于微掌握器地设计连同全部地四周电子器件一起仿真 ,用户甚至可以实时采纳诸如 L

33、ED/LCD. 键盘 .RS232 终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真 .Proteus 支持地微处理芯片包括 8051 系列 .AVR 系列 .PIC 系列 .HC11 系列及 Z80 等等 .Proteus 可以完成单片机系统原理图电路绘制 .PCB 设计,更为显著点地特点是可以与 u Visions3 IDE 工具软件结合进行编程仿真调试 8.本系统地调试主要以软件为主 ,其中 , 系统电路图地绘制和仿真我采纳地是 Proteus 软件 ,而程序方面 ,采纳地是汇编语言 ,用 Keil 软件将程序写入单片机 .5.2 显示结果及误差分析5.2.1 显示结果1. 当 IN0 口输入电压

34、值为0V 时, 显示结果如图14 所示 ,测量误差为 0V.欢迎下载精品学习资源图 14 输入电压为 0V 时,LED 地显示结果2. 当 IN0 输入电压值为1.50V时,显示结果如图15 所示 .测量误差为 0.01V.图 15 输入电压为1.50V 时,LED地显示结果欢迎下载精品学习资源3. 当 IN0 口输入电压值为3.50V时,显示结果如图16. 测量误差为0.01V.图 16 输入电压为 3.50V时,LED地显示结果5.2.2 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4 所示：表 4 简易数字电压表与“标准 ”数字电压表对比测试表标准电压

35、简易电压表肯定误差 /V, 如下表值/V测量值/V0.000.000.000.500.510.011.001.000.001.501.510.012.002.000.002.502.500.003.003.000.003.503.500.004.004.000.004.995.000.01由于单片机AT89C51为 8 位处理器 ,当输入电压为5.00V时,ADC0808输出数据值为255 （ FFH ） , 因此单片机最高地数值辨论率为0.0196V5/255.这就打算了电压表地最高辨论率只能到 0.0196V, 从上表可看到 ,测试电压一般以0.01V 地幅度变化 .从上表可以看出,简易数

36、字电压表测得地值基本上比标准电压值偏大0-0.01V, 这可以通过校正 ADC0808地基准电压来解决.由于该电压表设计时直接用5V地供电电源作为电压,所欢迎下载精品学习资源以电压可能有偏差. 当要测量大于5V 地电压时 ,可在输入口使用分压电阻,而程序中只要将运算程序地除数进行调整就可以了.结 论经过一段时间地努力, 毕业论文 - 基于单片机地简易数字电压表基本完成.但设计中地不足之处仍旧存在.这次设计是我第一次设计电路,并用 Proteus 实现了仿真 .在这过程中 ,我对电路设计 ,单片机地使用等都有了新地熟悉. 通过这次设计学会了Proteus 和 Keil软件地使用方法,把握了从系统

37、地需要. 方案地设计.功能模块地划分.原理图地设计和电路图地仿真地设计流程 , 积存了不少体会 .基于单片机地数字电压表使用性强.结构简洁 .成本低 .外接元件少 . 在实际应用工作应能好,测量电压精确 ,精度高 .系统功能 .指标达到了课题地预期要求.系统在硬件设计上充分考虑了可扩展性 ,经过肯定地改造,可以增加功能.本文设计主要实现了简易数字电压表测量一路电压地功能 ,具体说明白从原理图地设计. 电路图地仿真再到软件地调试.通过本次设计 ,我对单片机这门课有了进一步地明白.无论是在硬件连接方面仍是在软件编程方面 .本次设计采纳了AT89C51单片机芯片 ,与以往地单片机相比增加了很多新地功

38、能, 使其功能更为完善, 应用领域也更为广泛. 设计中仍用到了模/ 数转换芯片ADC0808,以前在学单片机课程时只是对其理论学问有了初步地懂得.通过这次设计 ,对它地工作原理有了更深地懂得 . 在调试过程中遇到很多问题,硬件上地理论学问学得不够扎实,对电路地仿真方面也不够娴熟 .总之这次电路地设计和仿真,基本上达到了设计地功能要求.在以后地实践中,我将连续努力学习电路设计方面地理论学问,并理论联系实际 , 争取在电路设计方面能有所提升.参考文献1 胡健 .单片机原理及接口技术.北京：机械工业出版社,2004 年 10 月欢迎下载精品学习资源2 王毓银 .数字电路规律设计.高等训练出版社,20

39、05 年 12 月3 于殿泓 .王新年 .单片机原理与程序设计试验教程.西安电子科技高校出版社,2007 年 5 月4 谢维成 .杨加国 .单片机原理与应用及C51 程序设计实例 .电子工业出版社 ,2006 年 3 月5 李广弟 .单片机基础 . 北京航空航天高校出版社,2007 年 5 月6 姜志海 ,黄玉清等著 . 单片机原理及应用M . 北京 : 电子工业出版社 .2005 年 7 月7 魏立峰 .单片机原理及应用技术.北京高校出版社,2005 年8 周润景 .Protues在 MCS-51&ARM7系统中地应用百例 . 第一 版 . 北京：电子工业出版社,2006 年9 边春远等著

40、.MCS-51单片机应用开发有用子程序M . 北京 :人民邮电出版社 .2005 年 9 月.10 苗红霞 .单片机实现数字电压表地软硬件设计J . 河海高校常州分校学报,2002, （ 03 ） .11 宋 凤 娟 , 孙 军 , 李 国 忠 . 基 于89C51单 片 机 地 数 字 电 压 表 设 计 J. 工 业 控 制 计 算机,2007,04.附 录程序代码LED_0 EQU 30H LED_1 EQU 31H LED_2 EQU 32H ADC EQU 35H CLOCK BIT P2.4ST BIT P2.5 EOC BIT P2.6 OE BIT P2.7ORG 00H欢迎下

41、载精品学习资源SJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0START: MOV LED_0, #00H MOV P2, #0FFHMOV LED_1, #00H MOV LED_2, #00H MOV DPTR, #TABLE MOV TMOD, #02H MOV TH0, #245H MOV TL0, #00H MOV IE, #82HSETB TR0 WAIT: CLR ST SETB STHCLR ST JNB EOC, $ SETB OEMOV ADC, P1CLR OE MOV A, ADC MOV B, #51 DIV ABMOV LED_2, A MOV A, B MOV B, #5DIV ABMOV LED_1, A MOV LED_0, B LCALL DISP SJMP WAITINT_T0: CPL, CLOCK欢迎下载精品学习资源RETIDISP: MOV A, LED_0 MOVC A, A+DPTR CLR P2.3MOV P0, A LCALL DELAY SETB P2.3 MOV A, LED_1MOVC A,A+DPTR CLR P2.2MOV P0, A LCAL