单片机数字电压表格课程设计资料报告材料.doc

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1、容摘要电压表是测量仪器中不可缺少的设备，目前广泛应用的是采用专用集成电路实现的数字电压表。本系统以8051单片机为核心，以逐次逼近式A/D转换器ADC0809、LED显示器为主体，设计了一款简易的数字电压表，能够测量0～5V的直流电压，最小分辨率为0.02V。该设计大体分为以下几个部分，同时，各部分选择使用的主要元器件确定如下：1、单片机部分。使用常见的8051单片机，同时根据需要设计单片机电路。2、测量部分。该部分是实验的重点，要求将外部采集的模拟信号转换成数字信号，通过单片机的处理显示在显示器上，该部分决定了数字电压表的精度

2、等主要技术指标。根据需要本设计采用逐次逼近型A∕D转换器ADC0809进行模数转换。3、键盘显示部分。利用4×6矩阵键盘的一个按键控制量程的转换，3或4位LED显示。其中一位为整数部分，其余位小数部分。索引关键词：8051模数转换LED显示矩阵键盘目录一概述…………………………………………………………………4二方案设计与论证……………………………………………………………4三单元电路设计与参数计算…………………………………………………43.1.A∕D转换器0809……………………………………………………53.1.LED数码显示……

3、…………………………………………………7四总原理图及参考程序………………………………………………………9五结论…………………………………………………………………………10六心得体会……………………………………………………………………14七参考文献……………………………………………………………………15一、概述数字电压表的基本工作原理是利用A/D转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号，通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。较之于一般的模拟电压表，数字电压表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。电压表的数

4、字化测量，关键在于如何把随时连续变化的模拟量转化成数字量，完成这种转换的电路叫模数转换器（A/D）。数字电压表的核心部件就是A/D转换器，由于各种不同的A/D转换原理构成了各种不同类型的DVM。一般说来，A/D转换的方式可分为两类：积分式和逐次逼近式。积分式A/D转换器是先用积分器将输入的模拟电压转换成时间或频率，再将其数字化。根据转化的中间量不同，它又分为U-T（电压-时间）式和U-F（电压-频率）式两种。逐次逼近式A/D转换器分为比较式和斜坡电压式，根据不同的工作原理，比较式又分为逐次比较式及零平衡式等。斜坡电压式又分为线性

5、斜坡式和阶梯斜坡式两种。在高精度数字电压表中，常采用由积分式和比较式相结合起来的复合式A/D转换器。本设计以8051单片机为核心，以逐次比较型A/D转换器ADC0809、LED显示器为主体，构造了一款简易的数字电压表，能够测量1路0～5V直流电压，最小分辨率0.02V。二、方案设计与论证该设计是基于8051的数字电压表，大体分为以下几个部分，同时，各部分选择使用的主要元器件确定如下：（1）单片机部分使用常见的8051单片机，同时根据需要设计单片机电路。（2）测量部分该部分是实验的重点，要求将外部采集的模拟信号转换成数字信号，通过

6、单片机的处理显示在显示器上，该部分决定了数字电压表的精度等主要技术指标。根据需要本设计采用逐次逼近式A/D转换器0809进行模数转换。（3）键盘显示部分利用4×6矩阵键盘的一个按键控制量程的转换，3或4位LED显示。其中一位为整数部分，其余位小数部分。三、单元电路设计与参数计算3.1ADC0809(1)主要特性1）8路8位A/D转换器，即分辨率8位。2）具有转换起停控制端。3）转换时间约为128μs4）单个＋5V电源供电5）模拟输入电压围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。6）工作温度围为-40～＋85摄氏度7）低功耗，约15mW

7、。(2)部结构　图1ADC0809部结构框图ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，部结构如图1所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D/A转换器、逐次逼近寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。输入输出与TTL兼容。(3)外部特性（引脚功能）　　ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如上图所示。下面说明各引脚功能。IN0～IN7：8路模拟量输入端。　　D0～D7：8位数字量输出

8、端。START：A/D转换启动信号，输入，高电平有效。ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640K