数字电压表的设计与实现

论文编号:DZXX066  论文字数:14038,页数:46

摘要
 
 随着电子科学技术的发展，电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段，对测量的精度和功能的要求也越来越高，而电压的测量甚为突出，因为电压的测量最为普遍。本设计在参阅了大量前人设计的数字电压表的基础上，利用单片机AT89C51技术结合A/D转换芯片A/C0808构建了一个直流数字电压表。
 数字电压表是利用模/数（A/D）转换原理，将被测的摸拟量转换成数字量，并将转换结果送入单片机进行分析、运算和处理，最终以数字形式显示出来的一种测量仪表。A/D转换包括对模拟量采样，再将采样值进行量化处理，然后通过编码实现转换的过程。
 本文首先简要介绍了设计电压表的主要方式以及单片机系统的优势；然后详细介绍了直流数字电压表的设计流程，以及硬件系统和软件系统的设计，并给出了硬件电路的设计细节，包括各部分电路的走向、芯片的选择以及方案的可行性分析等。
 
关键词:  数字电压表，单片机，A/D转换
 
  
 
 Abstract
 
 With the development of electronical scientific technology, electronical measurement became a technic that everyone of engaging electronical had to master it. What’s more, the precision is higher and higher and, the function is more and more powerful, and voltage’s measurement is best important. Primarily, I designed a Digital-Voltmeter use MCU technic with A/D-switch chip(ADC0808) base on lots of predecessor design.
 Digital-Voltmeter is (A/D) transforms the principle using the mold/number, is measured traces draws up the quantity to transform the digital quantity, and will transform the result to send in the monolithic integrated circuit to carry on the analysis, the operation and processing, finally one kind of measuring instrument which will demonstrate by the digital form. A/D transforms including to simulates the quantity sampling, again carries on the sampling value quantification processing, then process which transforms through the code realization.
 In this article, introduce some methods that design Digital- Voltmeter and the advantages of use MCU system to do it on the first; then treat the procedure of design of direct- Digital-Voltmeter, contain the hardware and software.
 
 Key words: Digital-Voltmeter，Single-Chip computer，A/D switch
 
   　　
 
 目录
 
摘要 I
Abstract II
第1章 引言 1
  1.1 背景 1
  1.2 研究意义和内容 2
第2章 数字电压表系统原理设计 4
  2.1设计思路 4
    2.1.1准备工作 4
    2.1.2研究步骤 4
    2.1.3设计方案 4
  2.2 系统原理设计 4
    2.2.1 系统原理框图 5
    2.2.2 电路原理图 5
    2.2.3 系统板上的硬件连线 7
    2.2.4系统器件芯片选择 7
第3章 系统硬件设计 8
  3.1 单片机模块 8
    3.1.1 单片机简介 8
    3.1.2 管脚说明 9
    3.1.3 主要特性 12
    3.1.4振荡器特性： 12
    3.1.5芯片擦除： 12
  3.2 模数转换模块 13
    3.2.1 ADC0808简介 13
    3.2.2 管脚说明 14
    3.2.3主要性能 16
    3.2.4 极限参数 16
    3.2.5 功能框图 17
    3.26 ADC0808接收外电压模块 18
    3.27基准电压的设定输入 18
    3.28 单片机和模数转换芯片的连接 19
  3.3 D触发器74LS74芯片 19
    3.3.1芯片74LS74的逻辑管脚图 20
    3.3.2 74LS74与单片机，AD转换模块的连接 21
  3.4 数码显示模块 22
    3.4.1 四位共阴数码管 23
    3.4.2数码管与单片机的连接 24
第4章 系统软件设计 25
  4.1 系统软件的整体框架图 26
  4.2 系统的初始化 27
  4.3 数码管的显示 27
  4.4 A/D的转换 28
  4.5 A/D的中断方式 30
  4.6 数据采集处理 31
第5章 系统调试与分析 33
  5.1 Protues的仿真 33
  5.2 电路调试 33
    5.2.1 硬件调试 34
    5.2.2 软件调试 34
  5.3 测试结果 34
第6章 结束语 35
致谢 36
参考文献 37
附录 源代码 38
元件清单 41
实物图 42