单片机的数字电压表的设计毕业论文
目 录
一、 引言 1
（一）数字电压表的发展现状 1
（二）本课题研究的主要内容 1
二、 设计总体方案 1
（一）设计要求 1
（二）设计思路 1
（三）设计方案 1
三、 硬件电路设计 2
（一）A/D转换模块 2
（二）单片机系统 5
（三）复位电路和时钟电路 7
（四）LED显示系统设计 8
（五）总体电路设计 11
四、 程序设计 12
（一）程序设计总方案 12
（二）系统子程序设计 12
（三）仿真 12
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录 19
一、 引言
(一) 数字电压表的发展现状
在我们日常工作中测量电量时，电压量是必不可少的参考数据，能直观的反映出很多数据,数字电压表的作用是把连续的量（电压）转换成离散的数字形式通过LED显示器直观的显现出来，是我们测量电压的优先考虑的器材选择之一。
在这十几年随着各种科学技术的发展，要想紧随时代的潮流，任何东西都要不断地发展完善，数字电压表也不例外，随着社会的进步市场上出现了各种各样的元件，电路，为了适应不同的环境，也出现了各种样式的数字电压表。就目前看来，数字电压表提升的空间主要还在于如何在控制成本的情况下提高精度。
(二) 本课题研究的主要内容
本次设计的主要内容为数字直流电压表的设计，最终期望的结果是能够测出0-5v的电压量。而关于元器件方面，本次设计围绕MCS-61单片机芯片为中心，设计出电路，并会在最后做好调试与检测。
二、 设计总体方案
(一) 设计要求
⑴单片机选择MCS-51系列。
⑵测量的值最小为0V，最大为1V。输入1路模拟量。
⑶最终读出的数据精确到小数点后两位。
(二) 设计思路
⑴选用AT89C51芯片。
⑵A/D转换通过ADC0808实现。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
会在最后做好调试与检测。
二、 设计总体方案
(一) 设计要求
⑴单片机选择MCS-51系列。
⑵测量的值最小为0V，最大为1V。输入1路模拟量。
⑶最终读出的数据精确到小数点后两位。
(二) 设计思路
⑴选用AT89C51芯片。
⑵A/D转换通过ADC0808实现。
⑶最终电压测试结果通过LED显示器显示。
(三) 设计方案
电路的设计框图下图1。
图1 设计电路图
三、 硬件电路设计
(一) A/D转换模块
1. 逐次逼近型A/D转换器原理
要做好电路设计，了解所需要的元件是很必要的。而本次设计中要用到的逐次逼近型A/D转换器是由好几个部分组成，除了A/D转换器外，还有比较器、存储器、控制电路这几个部分。其转换过程为：在把数据传送至A/D转换器之前清零寄存器各位，把最高位置1，最后得出结果，如果输入量比结果大则保留1，反之不保留。其中的原理框图如下图2。
图2 A/D转换器原理图
2. ADC0808主要特性
ADC0808芯片是本次设计进行A/D转换所选择的芯片。由于他的模拟输入电压最低在0伏到正5伏浮动，所以不需要满度与外部零点调整，另外它还容易与各种微控制器接口，适应各种电路环境，兼容本次设计，这些特性都是我们这次选择它的理由。
3. ADC0808的外部引脚特征
ADC0808芯片共有引脚28条，如下图3所示。
图3 ADC0808引脚图
而这些引脚的功能也不尽相同，有着不同的作用功能，如下:
IN0-IN7：转换的模拟电压由这些引脚进行输入或者控制。
ALE:用于实现A/D转换。
ADDA,ADDB,ADDC:3位地址输入线，它们之间的联系同下表1所示：
START：此部位正脉冲由CPU输入，此正脉冲的宽度需要大于100ns。
EOC: 可以通过此线电平的高低判断A/D转换是否结束，若为高电平，则说明结束A/D转换已经结束，在电路是担当转换结束输出线。
D1-D8：数字量输出端，D1是高位。
OE：输出允许端。
REF+、REF-:电阻阶梯网络需要它们提供电压。
Vcc、GND: REF+与Vcc相连，REF-与GND相连。是做为输入端(Vcc)与接地端(GND)。
CLK:时钟输入端。
4. ADC0808的内部结构及工作流程
图4为我们展示了ADC0808的组成。
图4 ADC0808的内部结构
而 ADC0808的工作流程可以被我们大致划分为以下几个步骤：
输入3位地址并使ALE=1。此时地址锁存器会将地址存入，经地址译码器将数据送入比较器。
（2）输入一个高脉冲至START，此时寄存器会被复位，当脉冲下降时则A/D转换，EOC信号变成低电平。
转换结果会被送入到输出三态锁存器，此时转换已经结束了，这样会使EOC又重新变回高电平，从而让CPU知道转换工作已经结束，然后数据指令被CPU读取，最终我们可以从输出端D0-D7够得出最后的测试结。
(二) 单片机AT89C51芯片
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一、 引言 1
（一）数字电压表的发展现状 1
（二）本课题研究的主要内容 1
二、 设计总体方案 1
（一）设计要求 1
（二）设计思路 1
（三）设计方案 1
三、 硬件电路设计 2
（一）A/D转换模块 2
（二）单片机系统 5
（三）复位电路和时钟电路 7
（四）LED显示系统设计 8
（五）总体电路设计 11
四、 程序设计 12
（一）程序设计总方案 12
（二）系统子程序设计 12
（三）仿真 12
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录 19
一、 引言
(一) 数字电压表的发展现状
在我们日常工作中测量电量时，电压量是必不可少的参考数据，能直观的反映出很多数据,数字电压表的作用是把连续的量（电压）转换成离散的数字形式通过LED显示器直观的显现出来，是我们测量电压的优先考虑的器材选择之一。
在这十几年随着各种科学技术的发展，要想紧随时代的潮流，任何东西都要不断地发展完善，数字电压表也不例外，随着社会的进步市场上出现了各种各样的元件，电路，为了适应不同的环境，也出现了各种样式的数字电压表。就目前看来，数字电压表提升的空间主要还在于如何在控制成本的情况下提高精度。
(二) 本课题研究的主要内容
本次设计的主要内容为数字直流电压表的设计，最终期望的结果是能够测出0-5v的电压量。而关于元器件方面，本次设计围绕MCS-61单片机芯片为中心，设计出电路，并会在最后做好调试与检测。
二、 设计总体方案
(一) 设计要求
⑴单片机选择MCS-51系列。
⑵测量的值最小为0V，最大为1V。输入1路模拟量。
⑶最终读出的数据精确到小数点后两位。
(二) 设计思路
⑴选用AT89C51芯片。
⑵A/D转换通过ADC0808实现。
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会在最后做好调试与检测。
二、 设计总体方案
(一) 设计要求
⑴单片机选择MCS-51系列。
⑵测量的值最小为0V，最大为1V。输入1路模拟量。
⑶最终读出的数据精确到小数点后两位。
(二) 设计思路
⑴选用AT89C51芯片。
⑵A/D转换通过ADC0808实现。
⑶最终电压测试结果通过LED显示器显示。
(三) 设计方案
电路的设计框图下图1。
图1 设计电路图
三、 硬件电路设计
(一) A/D转换模块
1. 逐次逼近型A/D转换器原理
要做好电路设计，了解所需要的元件是很必要的。而本次设计中要用到的逐次逼近型A/D转换器是由好几个部分组成，除了A/D转换器外，还有比较器、存储器、控制电路这几个部分。其转换过程为：在把数据传送至A/D转换器之前清零寄存器各位，把最高位置1，最后得出结果，如果输入量比结果大则保留1，反之不保留。其中的原理框图如下图2。
图2 A/D转换器原理图
2. ADC0808主要特性
ADC0808芯片是本次设计进行A/D转换所选择的芯片。由于他的模拟输入电压最低在0伏到正5伏浮动，所以不需要满度与外部零点调整，另外它还容易与各种微控制器接口，适应各种电路环境，兼容本次设计，这些特性都是我们这次选择它的理由。
3. ADC0808的外部引脚特征
ADC0808芯片共有引脚28条，如下图3所示。
图3 ADC0808引脚图
而这些引脚的功能也不尽相同，有着不同的作用功能，如下:
IN0-IN7：转换的模拟电压由这些引脚进行输入或者控制。
ALE:用于实现A/D转换。
ADDA,ADDB,ADDC:3位地址输入线，它们之间的联系同下表1所示：
START：此部位正脉冲由CPU输入，此正脉冲的宽度需要大于100ns。
EOC: 可以通过此线电平的高低判断A/D转换是否结束，若为高电平，则说明结束A/D转换已经结束，在电路是担当转换结束输出线。
D1-D8：数字量输出端，D1是高位。
OE：输出允许端。
REF+、REF-:电阻阶梯网络需要它们提供电压。
Vcc、GND: REF+与Vcc相连，REF-与GND相连。是做为输入端(Vcc)与接地端(GND)。
CLK:时钟输入端。
4. ADC0808的内部结构及工作流程
图4为我们展示了ADC0808的组成。
图4 ADC0808的内部结构
而 ADC0808的工作流程可以被我们大致划分为以下几个步骤：
输入3位地址并使ALE=1。此时地址锁存器会将地址存入，经地址译码器将数据送入比较器。
（2）输入一个高脉冲至START，此时寄存器会被复位，当脉冲下降时则A/D转换，EOC信号变成低电平。
转换结果会被送入到输出三态锁存器，此时转换已经结束了，这样会使EOC又重新变回高电平，从而让CPU知道转换工作已经结束，然后数据指令被CPU读取，最终我们可以从输出端D0-D7够得出最后的测试结。
(二) 单片机AT89C51芯片
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