简易数字电压表的设计与制作.pdf

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1、 简易数字电压表的设计与制作 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13,2020 毕业设计（论文）题 目：简易数字电压表的设计与制作 年级专业：电子信息工程 学生姓名：指导教师：2010 年 05 月 日 。毕业设计任务书 毕业设计题目：简易数字电压表的设计与制作 题目类型 工程设计 题目来源 学生自选题 毕业设计时间从 2010/4/25 至 2010/5/25 1.毕业设计内容要求：采用 AT89S52 作 MCU，ADC0809（或其他芯片）进行 AD 转换，测量电压的范围为直流 0-5V

2、 电压，四位数码管显示。2.主要参考资料 1万福君，潘松峰.单片微机原理系统设计与应用M,中国科学技术大学出版社,01 年 8 月第 2 版 2周责魁.控制仪表与计算机控制装置M,化学工业出版社,02 年 9 月第 1版 3李青.电路与电子技术基础L,浙江科学技术出版社,05 年 2 月第 1 版 4陈乐.过程控制与仪表M,中国计量学院出版社,07 年 3月 5孙育才.新型 AT89S52 系列单片机及其应用M，清华大学出版社,05 年 5月第 1 版 3.毕业设计进度安排 阶段 阶 段 内 容 起止时间 1 开讲个人选题报告 着手收集资料，并报送提纲审定 集中指导与个别指导，提交初稿审查 修

3、改，经审稿后定稿交稿 答辩与鉴定 摘 要 本设计由 A/D 转换、数据处理及显示控制等组成，测量 05V 范围内的输入电压值，由 4 位共阳 8 段数码管扫描显示，最大分辨率，误差。数字电压表的核心为 AT89S52 单片机和 ADC0832 A/D 转换集成芯片。关键词：数字电压表；单片机；AT89S52；ADC0832 目 录 摘 要.错误!未定义书签。第一章 设计方案的选择.错误!未定义书签。功能要求及设计目标.错误!未定义书签。系统设计方案.错误!未定义书签。第二章 数字电压表系统设计.错误!未定义书签。硬件系统的设计.错误!未定义书签。硬件原理框图.错误!未定义书签。硬件系统设计原理

4、.错误!未定义书签。软件系统设计.错误!未定义书签。程序流程图.错误!未定义书签。编写程序.错误!未定义书签。用 KEIL 软件编译和生成 hex 文件.错误!未定义书签。用 protues 进行仿真.错误!未定义书签。第三章 制作 PCB 板和实物的调试.错误!未定义书签。制作 PCB 板.错误!未定义书签。实物的检测功能与调试.错误!未定义书签。设计总结.错误!未定义书签。致 谢.错误!未定义书签。附录一 元件清单.错误!未定义书签。参考文献.错误!未定义书签。第一章 设计方案的选择 功能要求及设计目标 采用 AT89S52 作 MCU，ADC0809（或其他芯片）进行 AD 转换，测量电

5、压的范围为直流 0-5V 电压，四位数码管显示。(设计并制作出实物为优）系统设计方案 AT89S52 具有如下特点：40 个引脚，8k Bytes Flash 片内程序存储器，256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），32 个外部双向输入/输出（I/O）口，5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断，2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器 AT89C52 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和 Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低开发成本。AT89S5 与 AT89c

6、52相比，前者的性能比后者高，所以本设计采用AT89S52 芯片。数模转换芯片：ADC0809 是采样分辨率为 8 位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。其内部有一个 8 通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通 8 路模拟输入信号中的一个进行 A/D 转换，转换时间为 100s。ADC0832 为 8 位分辨率 A/D 转换芯片，其最高分辨可达 256 级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在 05V 之间。芯片转换时间仅为 32S，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。由于 ADC0832 芯

7、片的转换时间短，并且性能比较高，所以采用 ADC0832作为数模转换芯片.1 选择 AT89S52 作为控制芯片 2 选择 ADC0832 芯片来进行模数转换 3 选择 GEM5461GE 四位一体的共阳数码管来显示数字 4 用 9012 三极管来作为驱动电路，使 GEM5461GE 四位一体的共阳数码工作.5 用 SW1 按键作为复位按键，实现复位电路的功能。第二章 数字电压表系统设计 硬件系统的设计 2.1.1 硬件原理框图 图 2-1 硬件原理框图 2.1.2硬件系统设计原理 硬件设计原理：电阻 R11 上的电压经过 ADC0832 芯片进行模数转换后，由AT89S52 芯片的 P1 口

8、连接到驱动电路，当驱动电路工作使数码管显示前面转换过来的数字。复位电路和晶振电路的设计 在接通电源后，当按下 SW1 后 AT89S52 不工作，使数码管全部变暗，当SW1 一松开后 AT89S52 工作，数码管又变亮。晶振电路中的两个 30pF 的电容具有微调的作用.R14K7R24k7R34k7R44k7Y112MC133pC233pQ19012Q29012Q39012Q49012R5200RR6200RR7200RR8200RVCCVCCVCCVCCD05D16CLK7VCC8CS1CH02CH13GND4U2ADC08 32R111K123456789J1CON9SW1SW-PBC32

9、2uFR9200RR101KVCCVCCVCCVCCVCCp3.0/RXD10p3.1/TXD11p3.2/INT012p3.2/INT113p3.4/T014p3.5/T115p3.6/WR16p3.7/RD17p2.0/A821p2.1/A922p2.2/A1 023p2.3/A1 124p2.4/A1 225p2.5/A1 326p2.6/A1 427p2.7/A1 528p0.0/AD039p0.1/AD138p0.2/AD237p0.3/AD336p0.4/AD435p0.5/AD534p0.6/AD633p0.7/AD732p1.0/T21p1.1/T2EX2p1.23p1.34p

10、1.45p1.56p1.67p1.78PSEN29AEL30EN31VCC40RST9VSS20ATAL118ATAL219U1AT89 S5246a38b29f112cgdpddpedp3DPYgfedcbag511107142abfcgdpdeabfcgdpdeabfcgdpdeU3DIY 图 2-2 系统设计原理图 软件系统设计 2.2.1 程序流程图 图 2-3 程序流程图 2.2.2 编写程序 1 1，0 选通道 0 bADcl=1;主程序 1 秒子程序 调用 ADC0832转换程序 1 秒到了 bADcl=0;7f2.2.3后在田田 附录一 元件清单 名 称 型 号 封装形式 数量

11、 单片机 AT89S52 DIP-40 1 个 A/D 转换器 ADC0832 DIP-8 1 个 数码管显示器 GEM5461BE DIP-12 1 个 晶 振 12M XTAL-1 1 个 三极管 9012 TO-126 4 个 电阻排 1K X8 SIP-10 1 个 滑动变阻器 1K VR-5 1 个 电 阻 470 4 个 按 键 SW ANJIAN 1 个 电阻 200 5 个 瓷片电容 30pF 2 片 电解电容 22F.4 1 片 参考文献 1 童诗白主编.模拟电子技术基础（第三版）M.北京：高教出版社.2 阎石主编.数字电子技术基础（第四版/第五版）M.北京：高教出版社.3 金唯香、谢玉梅主编.电子测试技术M.长沙：湖南大学出版社.4 实用电子电路手册编写组.实用电子电路手册（数字电路分册）M.北京：高教出版社.5 姚福安.电子电路设计与实践M.济南：山东科学技术出版社.6 将卓勤，邓玉元主编.Multisim2001 及其在电子设计中的应用M.西安：西安电子科技大学出版社.