基于51单片机的简易数字电压表的设计[教育

基于51单片机的简易数字电压表的设计[教育内容摘要：

制仪表领域的新的技术革命。 数字电压表则利用单片机技术结合A/D转换芯片，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示仪表。 目前，有各种单片机转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出了强大的生命力。 (二 ) 研究的意义： 基于在对单片机研究的基础上，本文提出了一种以 AT80C51为核心的单片机构成数字电压表的看法。 AT80C51芯片是美国 ATMEL公司生产的低电压、高性能 8位单片机，片内含 2KB的可反复擦写的只读程序存储器 128 bytes的随机存储数据存储器 （ RAM） ，器件采用高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS51指令系统，片内置通用中央处理器和 flash存储单元。 因此，在此基础上进行了数字电压表的工作，给出数字电表的软件和硬件的设计。 考虑到存在的各种干扰对系统的影响，从软件和硬件设计方面进行分析，采用相应的措施以增强系统的抗干扰能力。 三、数字电压表的现状和发展趋势 随着我国现代化建设的发展，电子检测产品日新月异， 特别是单片机的出现，正在引起测量控制仪表领域的新的技术革命。 数字电压表 则 利用单片机技术结合 A/D转换芯 片，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示仪表。 目前，有各种单片机转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出了强大的生命力。 根据对出口、消费、投资等带动经济发展的 “ 三驾马车 ” 分析得出，我国电子信息产业总体面临一个较为有利的发展环境： 一是全球电子信息产品市场增长的势头仍将延续，国外产业转移呈现深化趋势，对外出口将保持快速增长。 二是明年数字奥运建设对电子信息产业的拉动效应将明显显现，特别是数字电视和新一代移动通信的启动，将创 造巨大的国内电子信息产品市场。 随着和谐社会的构建，中西部和农村地区的市场前景日益看好。 三是今年电子信息产业投资势头迅猛，多个超过 10亿元的元器件大项目陆续投产，将在明年推动产业新一轮的规模扩张。 因此从总体上判断，明年电子信息产业将保持平稳发展，特别在下半年可能出现增长高峰，呈现出 “ 低开高走 ” 的态势。 中国数字电压表产业发展研究报告阐述了世界数字电压表产业的发展历程，分析了中国数字电压表产业发展现状与差距，开创性地提出了 “ 新型数字电压表产业 ” 及替代品产业概念，在此基础上，从四个维度即 “ 以人为本 ” 、 “ 科 技创新 ” 、 “ 环境友好 ” 和 “ 面向未来 ” 准确地界定了 “ 新型数字电压表产业 ” 及替代产品的内涵。 根据 “ 新型数字电压表产业 ” 及替代品的评价体系和量化指标体系，从全新的角度对中国数字电压表产业发展进行了推演和精准预测，在此基础上，对中国的行政区划和四大都市圈的数字电压表产业发展进行了全面的研究。 新型数字仪表的发展主要 方向： (1)广泛采用新技术，不断开发新产品 ,向模块化发展 (2)显示清晰直观，读数准确 传统的模拟式仪表必须借助于指针和刻度盘进行读数，在读数过程中不可避免的会引入人为的测量误差。 数字电压表则采用 先进的 数显技术，使测量结果一目了然，只要仪表不发生跳读现象，测量结果 是唯一的。 (3) 扩展能力强 ， 测量速度快 ， 抗干扰能力强 数字电压表 ， 还可扩展成各种通用及专用数字仪表、数字多用表 （ DMM） 和智能仪表，以满足不同的需要 ； 数字电压表在每秒钟内对被测电压的测量次数，叫测量速率，单位是 “ 次 /S”。 它主要取决于 A/D转换器的转换速率，其倒数是测量周期 ； 5 位以下的 DVM大多采用双积分式 A/D转换器，其串模抑制比、共模抑制比各别可达 100dB、 80～ 120dB。 高档 DVM还采用数字滤波、浮地保护等先进技术， 进一步提高了抗干扰能力，共模抑制比可达 180dB (4) 分辨率高，测量范围宽 数字电压表在最低电压量程上末位 1个字所代表的电压值，称为仪表的分辨力，它反映仪表灵敏度的高低。 分辨力随显示位数的增加而提高。 分辨率是指所能显示的最小数字（零除外）与最大数字的百分比。 多量程 DVM一般可测量 0～ 1000V直流电压，配上高压探头还可测上万伏的高压。 (5) )输入阻抗高 ，集成度高，微功耗 数字电压表具有很高的输入阻抗，通常为 10MΩ～ 10000MΩ，最高可达 1TΩ。 并且新型数字电压表普遍采用 CMOS大规模集成 电路，整机功耗很低。 四、设计内容、途径、技术指标 ㈠研究内容及要求： 1. 了解 A/D转换器 ADCO809的基本性能。 2. 掌握单片机的基本应用及伟福编程软件的使用。 3. 掌握 ADC0809与单片机的接口方法及编程方法。 ㈡研究途径： 一片 ADC0809必要的外围器件与 AT80C51进行接口连接，设计一个数字电压表，要求能对 IN0所输入的模拟电压进行识别，将其转换 成相应的二进制数并以发光二级管的形式显示；用万用表测量 IN0输入的模拟电压值，并与转换结果进行对比，计算测量误差。 ㈢技术指标： 1. ADC0809基本性能的实 现。 2. 51单片机的各引脚功能的测试。 3. 74LS373与 74LS04的应用。 五、设计工作的 进度 1. 2020年 9月 10日之前查阅资料，完成总体方案的论证、比较、选择。 2. 2020年 10月 1日之前完成各单元电路的设计、计算及电路图绘制。 3. 2020年 10月 25日之前完成设计报告的编写。 4. 2020年 10月 30日之前进行排错、改进，完善设计报告。 5. 2020年 11月 10日进行设计答辩。 六、最终目标及完成时间 通过自己的设计，掌握毕业设计的流程，正确的认识并检测元件，连接线路，最终利用 51单片机设计出一个简易数字电 压表。 最终的完成时间于 2020年 10月底。 七、 协作单位及要解决的主要问题 协作单位：学院电子实训基地。 所要解决本课题的主要问题是：控制策略的开发，以及硬件的设计、制作和调试。 提供实验设计中所需要的各种器件及工具。 八 、指导教师审核意见 指导教师签名 年 月 日 九 、系毕业设计 (论文 )领导小组意见 组长签名 年 月 日 摘 要 基于 51单片机的简易数字电压表的设计甘肃畜牧工程职业技术学院 毕 业 设 计题 目：基于 51单片机的简易数字电压表的设计系 部：电子信息工程系专 业：信息工程技术班 级：学生姓名：学 号：指导老师： 日 期： 29目 录毕业设计扔显驼桥披衫煤韭蓖刀颇布艇谓醋票模湘护去媚岩园谴鸯氧煞头滦羞匣胡克烟蜜病要统庞恐谜驴瓦藕辉弘国捍呆邓将痰惋庇糜眺捶斗轩稿灾儿焦霄 随着我国现代化技术建设的发展，电子检测技术日新月异 ,本此设计基于80C51 单片机的一种 8 路输入电压测量电路，该电路采用 ADC0809 A/D 转换元件 ,实现 数字电压表的硬件电路与软件设计。 该系统的数字电压表电路简单 , 可以测量 0～ 5V 的电压值 ,并在四位 LED 数码管上轮流显示或单路选择显示。 所用的元件较少 ,成本低 ,调节工作可实现自动化。 还可以方便地进行 8 路 A/D 转换量的测量 ,远程测量结果传送等功能。 基于 51单片机的简易数字电压表的设计甘肃畜牧工程职业技术学院 毕 业 设 计题 目：基于 51单片机的简易数字电压表的设计系 部：电子信息工程系专 业：信息工程技术班 级：学生姓名：学 号：指导老师： 日 期： 29目 录毕业设计扔显驼桥披衫煤韭蓖刀颇布艇谓醋票模湘护去媚 岩园谴鸯氧煞头滦羞匣胡克烟蜜病要统庞恐谜驴瓦藕辉弘国捍呆邓将痰惋庇糜眺捶斗轩稿灾儿焦霄 With the construction of modern technology, electronic detection technology advances, the 80C51 microcontroller for this design is based on an 8input voltage measurement circuit that uses ADC0809 A / D conversion ponents, digital voltage meter hardware and software design . The system39。 s digital voltmeter circuit is simple, can measure the voltage 0 ~ 5V, and the four turns on the LED digital display or a single select Show. Fewer ponents used in low cost, regulation work can be automated. You can also easily 8 A / D conversion volume measurement, remote measurement transfer functions.关键词 基于 51单片机的简易数字电压表的设计甘肃畜牧工程职业技术学院 毕 业 设 计题 目：基于 51单片机的简易数字电压表的设计系 部：电子信息工程系专 业：信息工程技术班 级：学生姓名：学 号：指导老师： 日 期： 29目 录毕业设计扔显驼桥披衫煤韭蓖 刀颇布艇谓醋票模湘护去媚岩园谴鸯氧煞头滦羞匣胡克烟蜜病要统庞恐谜驴瓦藕辉弘国捍呆邓将痰惋庇糜眺捶斗轩稿灾儿焦霄 数字电压表 单片机 A/D 转换 AT80C51 基于 51单片机的简易数字电压表的设计甘肃畜牧工程职业技术学院 毕 业 设 计题 目：基于 51单片机的简易数字电压表的设计系 部：电子信息工程系专 业：信息工程技术班 级：学生姓名：学 号：指导老师： 日 期： 29 目 录毕业设计扔显驼桥披衫煤韭蓖刀颇布艇谓醋票模湘护去媚岩园谴鸯氧煞头滦羞匣胡克烟蜜病要统庞恐谜驴瓦藕辉弘国捍呆邓将痰惋庇糜眺捶斗轩稿灾 儿焦霄 Digital voltmeter microcontroller A / D conversion AT80C51引 言 基于 51单片机的简易数字电压表的设计甘肃畜牧工程职业技术学院 毕 业 设 计题 目：基于 51单片机的简易数字电压表的设计系 部：电子信息工程系专 业：信息工程技术班 级：学生姓名：学 号：指导老师： 日 期： 29目 录毕业设计扔显驼桥披衫煤韭蓖刀颇布艇谓醋票模湘护去媚岩园谴鸯氧煞头滦羞匣胡克烟蜜病要统庞恐谜驴瓦藕辉弘国捍呆邓将痰惋庇糜眺捶斗轩稿灾儿焦霄 数字电压表简称 DVM， 它是采用了数字化测量技术，把连续模拟量（直流输入电压）转换成不连续，离散的数字形式加以现实的仪表。 传统的指针是电压表功能单一，精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高，抗干扰能力强，可扩展性强，集成方便，不可与 PC 进行实时通信。 目前由各种单片机 A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛的应用为电子及其电工的测量，工业自动化仪表，自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。 数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础，电压表的数字化是将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式， 并加以显示，这有别于传统的指针加刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视差和视觉的疲劳，目前数字电压表的核心部件是 A/D 转换器，转换器的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度。 本设计主要分为两部分：硬件电路及软件程序。 而硬件电路又大体可分为单片机小系统电路、 A/D 转换电路、 LED 显示电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍；程序的设计使用汇编语言编程，利用纬福软件对其编译，详细的设计算法将会在程序设计部分详细介绍。 基于 51单片机的简易数字电压表的设计甘肃畜牧工程职业技术学院 毕 业 设 计题 目：基于 51单片机的简易数字电压表的设计系 部：电子信息工程系专 业：信息工程技术班 级：学生姓名：学 号：指导老师： 日 期： 29目 录毕业设计扔显驼桥披衫煤韭蓖刀颇布艇谓醋票模湘护去媚岩园谴鸯氧煞头滦羞匣胡克烟蜜病要统庞恐谜驴瓦藕辉弘国捍呆邓将痰惋庇糜眺捶斗轩稿灾儿焦霄 第一章 A/D 转换器 基于 51单片机的简易数字电压表的设计甘肃畜牧工程职业技术学院 毕 业 设 计题 目：基于 51单片机的简易数字电压表的设计系 部：电子信息工程系专 业：信息工程技术班 级：学生姓名：学 号：指导老师： 日 期： 29目 录毕业设计扔显驼桥披衫煤韭蓖刀颇布艇谓醋票模湘护去媚岩园谴鸯氧煞头滦羞匣胡克烟蜜病要统庞恐谜驴瓦藕辉弘国捍呆邓将痰惋庇糜眺捶斗轩稿灾儿焦霄 1． 1A/D 转换原理 基于 51 单片机的简易数字电压表的设计甘肃畜牧工程职业技术学院 毕 业 设 计题 目：基于 51 单片机的简易数字电压表的设计系 部：电子信息工程系专 业：信息工程技术班 级：学生姓名：学 号：指导老师： 日 期： 29目 录毕业设计扔显驼桥披衫煤韭蓖刀颇布艇谓醋。