课程设计论文-基于at89c51单片机的简易数字电压表的设计

课程设计论文-基于at89c51单片机的简易数字电压表的设计内容摘要：

电压。 唐山学院课程设计 5 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。 逐次逼近式 A/D 转换模块设计 逐次逼近型 A/D 转换器属于直接型 A/D 转换器，它能把输入的模拟电压直接转换为输出的数字代码，而不需要经过中间变量。 主要由比较器、环形分配器、控制门、寄存器与 D/A 转换器组成。 引脚功能 图 14 ADC0808 引脚图 IN0～ IN7： 8 路模拟量输入。 A、 B、 C： 3 位地址输入， 2 个地址输入端的不同组合选择八路模拟量输入。 ALE：地址锁存启动信号，在 ALE的上升沿，将 A、 B、 C 上的通道地址锁存到内部的地址锁存器。 D0～ D7：八位数据输出线， A/D 转换结果由这 8 根线传送给单片机。 OE：允许输出信号。 当 OE=1 时，即为高电平，允许输出锁存器输出数据。 START：启动信号输入端， START为正脉冲，其上升沿清除 ADC0808 的内部的各寄存器，其下降沿启动 A/D 开始转换。 EOC： 转换完成信号，当 EOC 上升为高电平时，表明内部 A/D 转换已 完成。 内部结构图 逐次逼近型 A/D 转换器 ADC0808 由八路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、 D/A 转换器、寄存器、控制电路和三态输出锁存器等组成。 其内部结构如图 15所示。 唐山学院课程设计 6 图 15 ADC0808 内部结构 七段数码管简介 7 段 LED 数码管，是在一定形状的绝缘材料上，利用单只 LED 组合排列成 “8”字型的数码管，分别引出它们的电极，点亮相应的点划来显示出 09 的数字。 如图16。 LED 数码管根据 LED 的接法不同分为共阴和共阳两类，了解 LED 的这些特性，对编程是很重要的，因 为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。 右图是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。 将多只 LED 的阴极连在一起即为共阴式，而将多只 LED的阳极连在一起即为共阳式。 以共阴式为例，如把阴极接地，在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。 当然， LED 的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。 假如将 b和c段接上正电源，其它端接地或悬空，那么 b和 c段发光，此时，数码管显示将显示数字 “1”。 而将 a、 b、 d、 e和 g段都接上正电源，其它引脚悬空，此时数码管将显示 “2”。 依此类推。 唐山学院课程设计 7 图 16 7 段 LED 数码管 路数电压显示 转换 控制电路 在电路中电压示数是循环显示的，也可以固定显示， 转换的自动和手动模式转换可以通过 转换开关 按钮 来控制。 按下转换开关后电压路数固定要想读取相应的电压值可以按下相应的控制按钮来切换。 如下图 17 显示 图 17 单路 数字电压表实现电路 A/D 转换电路 总体 设计 利用 AT89C51 和 ADC0809 附加一些外围电路设计出可以采样模拟信号并将其转换成数字电压值在数码管上显示出来，从 而可实现测量电压的功能，实现电路如图 18。 唐山学院课程设计 8 图 18 数字电压表实现电路 唐山学院课程设计 9 2 软件设计 根据硬件电路编写相应的程序，实现电压的采集、转换、处理、显示几个功能，从而实现测量电压的效果。 另外利用外部中断一实现通道的手动和自动之间的转换，这是本软件设计的思想。 具体程序参见附录一。 主 设计流程如图 21。 要实现的功能有： 0～ 5V 范围内的 8 路直流电压值。 4 位 LED 数码管上轮流显示各路电压值或单路选择显示，其中 3 位 LED数码管显示电压值，显示范围为 ～ ， 1 位 LED数码管显示路数 ,8 路分别为 18。 图 21 数字电压表 程序设计流程 设置初值 开始 启动 A/D 转换 读取 A/D 转换结果 转换是否结束。 调转换为查表偏移量的 子程序 调显示子程序 是否转完一次八个通道。 N Y N Y 唐山学院课程设计 10 3 PROTEUS 软件仿真 PROTEUS 软件 简介 Proteus ISIS 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。 它运行于Windows 操作系统上，可以仿真、分析 (SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是： ① 实现了单片机仿真和 SPICE电路 仿真相结合。 具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、 RS232 动态仿真、 I2C 调试器、 SPI 调试器、键盘和 LCD 系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 ② 支持主流单片机系统的仿真。 目前支持的单片机类型有：68000 系列、 8051 系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80系列、 HC11 系列以及各种外围芯片。 ③ 提供软件调试功能。 在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在 该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如 Keil C51 uVision2 等软件。 ④ 具有强大的原理图绘制功能。 总之，该软件是一款集单片机和 SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。 ISIS 的启动 双击桌面上的 ISIS 6 Professional 图标或者单击屏幕左下方的 “开始 ”→“ 程序 ”→“Proteus 6 Professional” →“ISIS 6 Professional” ，出现如图 31 所示屏幕，表明进入 Proteus ISIS。