单片机简易电压表设计
在进行电路设计的时候经常会用到电压表对线路进行测量，例如一些线路的通断以及传感器输出的电压。本设计就是利用单片机作为核心的控制元件，利用AD转换元件ADC0831芯片采集被测电压。由于ADC0831最大可以检测5V的电压，因此本设计的简易电压表测量的电压只是直流0-5V的电压。所采集的电压通过数码管进行实时的显示，并且显示的精度达到小数点的两位，也就是10mV的精度测量。基于单片机的简易电压表虽然功能简单，但是价格成本比较低，利用的检测元件精度也比较高，对于一些简单的测量要求还是可以完成胜任的。通过简易电压表的设计与制作，掌握了单片机以及AD芯片的应用。大大提高了自己的动手能力以及对一个系统设计所需要的耐心。
目录
引言 1
一、方案设计论证 2
（一）系统方案 2
（二）器件选择方案 3
1.AD转换芯片选择选择 3
2.单片机选择 3
3.显示元件选择 4
二、硬件设计 4
（一）硬件系统原理图 4
（二）电源电路系统 5
（三）单片机控制系统 6
1.STC89C51工作电路介绍 6
2.STC89C51单片机 6
3.STC89C51单片机时钟电路 7
4. STC89C52单片机复位电路 7
5. STC89C52单片机工作电路原理图 8
（四）ADC0831芯片 9
1.ADC0831简介 9
2.ADC0831工作原理 10
3.ADC0831电路连接 10
（五）数码管显示电路 11
1.数码管简介 11
2.数码管显示原理 11
3.数码管工作电路 12
三、软件设计 13
（一）主函数程序设计 13
1.主函数流程 13
2.主函数程序 13
（二）ADC0831电压采集程序设计 14
1.ADC0831程序流程 14
2.ADC0831程序 15
（三）数码管显示程序 16
1.数
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码管程序流程 16
2.数码管程序 16
（四）电压保存程序设计 17
1.电压保存程序设计流程 17
2.电压保存程序 18
四、系统调试 20
（一）系统调试内容分析 20
（二）硬件调试 20
（三）软件调试 20
（四）Proteus仿真调试 20
（五）PCB图 21
结论 23
谢辞 24
参考文献 24
附录 25
引言
随着电子技术的发展，电子设计的系统越来越复杂。因此需要用到的检测工具也就越来越多，例如万用表、示波器等测量工具。然而许多应用工具的价格都是非常昂贵的，并且使用的寿命也是有有限的。但是对于许多使用者来说，万用表里面的所有功能并不是都能够用到。因此本设计在此基础上，利用了单片机为核心制作了简易的电压表。由于本设计的电压表功能非常的简单，因此成本也比较低，由于是基于单片机设计的，因此灵活性也比较高，可以进行后期的升级，改造。对于一位在校的大学生，可以运用自己的所学知识进行简单的设计。可以让自己所学的知识得到应用，提高自己的动手能力。基于单片机的简易电压表设计在我们的身边还是比较使用的，设计好的硬件可以作为二次开发， 可以让有有兴趣的电子爱好者有更多的思考。因此发展的前景还是比较乐观的，可以说是一种比较好的想法。在国内的电子技术发展，大多的电子设计还是不成熟的，对于一些爱好电子的人可以对自己所用的测量工具进行简单的设计，也是一种进步。因此，急于单片机简易电压表的设计与制作还是比较有前景的。可以作为自主的设计的一个方向，引导更多爱好者去学习，去研究，这样可以让电子技术的发展更乐观。
一、方案设计论证
（一）系统方案
基于单片机的简易电压表的设计用到了许多的电子元器件，从简单的独立元件到复杂的集成电路的使用。因此在进行本系统的方案设计的时候，要选择比较简单的设计方式。设计的主要流程图见11。
图11 系统设计流程图
对于本系统的设计方案有多种，主要的核心元件就是控制元件。核心控制元件决定系统的性能，因此在选择的时候注意它的征途性能。
系统的第一种设计方案是利用纯电子电路进行设计，采用AD芯片检测当前的电压，然后通过相应的译码驱动电路让数码管显示当前的电压。这样的设计设计方案使用的是独立电子元器件，因此使用的元件比较多，并且不同元件的电压等级也不一样，因此对于电源模块的设计需要多种供电方案，因此设计的成本也比较高。还有就是这种方案后期的升级受限，没有采用灵活的课编程逻辑器件，在后期想升级比较麻烦。由于使用的元件比较多，因此在维修的时候也比价麻烦，要对每个元件进行检查，维修。利用这种方案进行设计，显然是比较麻烦的。利用纯电子元件设计的流程图见12。
图12 独立元件设计流程图
系统的第二种方案设计利用了单片机作为系统的控制中心，单片机作为可编程的元件，集成度比较高，二次开发的空间也比较大。使用单片机作为控制的中心元件会是的系统的其他电路使用非常的简单。因此在采集的时候，可以将AD转换器直接连接在单片机的引脚上，单片机就可以直接读取采集的数字值。还有就是数码管的显示单片机可以直接的驱动数码管进行数据显示，因此使用起来非常的方便。单片机作为可编程元件，后期可以进行程序的扩展，可以进行相应的升级。因此本系统采用单片机为控制中心设计系统是比较合适的。利用单片机为核心的设计的流程图见13。
图13 单片机设计流程图
（二）器件选择方案
1.AD转换芯片选择选择
简易电压表的设计主要的采集对象就是电压，因此采集电压的精度由AD芯片来决定，市场撒花姑娘的AD转换芯片种类特别多。不同种类的AD装换芯片的精度也存在很大的差异，因此成本也不同。在进行选择的时候要在进度和成本之间达到平衡。对于常用的AD转换芯片有ADC0809，ADC0831等类型的AD转换芯片。以下就对这两种芯片的使用进行选择。
方案一：
采用ADC0831转换芯片，此种芯片可以采集一路的AD电压。可以阿静采集的电压准确的转换为数字量。通过AD转换将采集的模拟电压转换成数字量送入单片机。转换的速度也比较快，由于和单片机进行通信，因此需要用程序进行控制。由于只采集一路的电压，因此使用起来比较方便，软件编程也比较简单。简易电压表采用此种芯片是比较合适的，成本上也比较低。
目录
引言 1
一、方案设计论证 2
（一）系统方案 2
（二）器件选择方案 3
1.AD转换芯片选择选择 3
2.单片机选择 3
3.显示元件选择 4
二、硬件设计 4
（一）硬件系统原理图 4
（二）电源电路系统 5
（三）单片机控制系统 6
1.STC89C51工作电路介绍 6
2.STC89C51单片机 6
3.STC89C51单片机时钟电路 7
4. STC89C52单片机复位电路 7
5. STC89C52单片机工作电路原理图 8
（四）ADC0831芯片 9
1.ADC0831简介 9
2.ADC0831工作原理 10
3.ADC0831电路连接 10
（五）数码管显示电路 11
1.数码管简介 11
2.数码管显示原理 11
3.数码管工作电路 12
三、软件设计 13
（一）主函数程序设计 13
1.主函数流程 13
2.主函数程序 13
（二）ADC0831电压采集程序设计 14
1.ADC0831程序流程 14
2.ADC0831程序 15
（三）数码管显示程序 16
1.数
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
码管程序流程 16
2.数码管程序 16
（四）电压保存程序设计 17
1.电压保存程序设计流程 17
2.电压保存程序 18
四、系统调试 20
（一）系统调试内容分析 20
（二）硬件调试 20
（三）软件调试 20
（四）Proteus仿真调试 20
（五）PCB图 21
结论 23
谢辞 24
参考文献 24
附录 25
引言
随着电子技术的发展，电子设计的系统越来越复杂。因此需要用到的检测工具也就越来越多，例如万用表、示波器等测量工具。然而许多应用工具的价格都是非常昂贵的，并且使用的寿命也是有有限的。但是对于许多使用者来说，万用表里面的所有功能并不是都能够用到。因此本设计在此基础上，利用了单片机为核心制作了简易的电压表。由于本设计的电压表功能非常的简单，因此成本也比较低，由于是基于单片机设计的，因此灵活性也比较高，可以进行后期的升级，改造。对于一位在校的大学生，可以运用自己的所学知识进行简单的设计。可以让自己所学的知识得到应用，提高自己的动手能力。基于单片机的简易电压表设计在我们的身边还是比较使用的，设计好的硬件可以作为二次开发， 可以让有有兴趣的电子爱好者有更多的思考。因此发展的前景还是比较乐观的，可以说是一种比较好的想法。在国内的电子技术发展，大多的电子设计还是不成熟的，对于一些爱好电子的人可以对自己所用的测量工具进行简单的设计，也是一种进步。因此，急于单片机简易电压表的设计与制作还是比较有前景的。可以作为自主的设计的一个方向，引导更多爱好者去学习，去研究，这样可以让电子技术的发展更乐观。
一、方案设计论证
（一）系统方案
基于单片机的简易电压表的设计用到了许多的电子元器件，从简单的独立元件到复杂的集成电路的使用。因此在进行本系统的方案设计的时候，要选择比较简单的设计方式。设计的主要流程图见11。
图11 系统设计流程图
对于本系统的设计方案有多种，主要的核心元件就是控制元件。核心控制元件决定系统的性能，因此在选择的时候注意它的征途性能。
系统的第一种设计方案是利用纯电子电路进行设计，采用AD芯片检测当前的电压，然后通过相应的译码驱动电路让数码管显示当前的电压。这样的设计设计方案使用的是独立电子元器件，因此使用的元件比较多，并且不同元件的电压等级也不一样，因此对于电源模块的设计需要多种供电方案，因此设计的成本也比较高。还有就是这种方案后期的升级受限，没有采用灵活的课编程逻辑器件，在后期想升级比较麻烦。由于使用的元件比较多，因此在维修的时候也比价麻烦，要对每个元件进行检查，维修。利用这种方案进行设计，显然是比较麻烦的。利用纯电子元件设计的流程图见12。
图12 独立元件设计流程图
系统的第二种方案设计利用了单片机作为系统的控制中心，单片机作为可编程的元件，集成度比较高，二次开发的空间也比较大。使用单片机作为控制的中心元件会是的系统的其他电路使用非常的简单。因此在采集的时候，可以将AD转换器直接连接在单片机的引脚上，单片机就可以直接读取采集的数字值。还有就是数码管的显示单片机可以直接的驱动数码管进行数据显示，因此使用起来非常的方便。单片机作为可编程元件，后期可以进行程序的扩展，可以进行相应的升级。因此本系统采用单片机为控制中心设计系统是比较合适的。利用单片机为核心的设计的流程图见13。
图13 单片机设计流程图
（二）器件选择方案
1.AD转换芯片选择选择
简易电压表的设计主要的采集对象就是电压，因此采集电压的精度由AD芯片来决定，市场撒花姑娘的AD转换芯片种类特别多。不同种类的AD装换芯片的精度也存在很大的差异，因此成本也不同。在进行选择的时候要在进度和成本之间达到平衡。对于常用的AD转换芯片有ADC0809，ADC0831等类型的AD转换芯片。以下就对这两种芯片的使用进行选择。
方案一：
采用ADC0831转换芯片，此种芯片可以采集一路的AD电压。可以阿静采集的电压准确的转换为数字量。通过AD转换将采集的模拟电压转换成数字量送入单片机。转换的速度也比较快，由于和单片机进行通信，因此需要用程序进行控制。由于只采集一路的电压，因此使用起来比较方便，软件编程也比较简单。简易电压表采用此种芯片是比较合适的，成本上也比较低。
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