基于51单片机的数字电压表adc0808多种设计方案单通道、ADC0809双通道、多通道可选

设计要求和条件要求：利用开发板和ADC0809构成一数字电压表，实现对外部多路电压信号的巡回测量和显示，电压范围为0~5V。

条件：开发板、AT89C52、ADC0809设计方案论证（包括设计思路、设计方法、有关计算、图表、程序等。

）主要设计方框图如下：数码管显示单片机处理模数转换电压采集1、主控芯片四、电路设计思路模拟电压经过档位切换后形成七段码，经隔离干扰送到A/D转换器进行A/D 转换，转换成BCD码。

然后送到单片机中进行数据处理。

处理后的数据送到74ls47形成数码管的段选和74ls138形成数码管的位选。

而硬件电路又大体可分为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Keil和PROTEUS 软件对其编译和仿真。

一般I/O接口芯片的驱动能力是很有限的，在LED显示器接口电路中，输出口所能提供的驱动电流一般是不够的尤其是设计中需要用到多位LED，此时就需要增加LED驱动电路。

我利用数码管与三极管串联作为驱动电路。

本实验采用AT89C52单片机芯片配合ADC0809模/数转换芯片构成一个简易的数字电压表。

该电路通过ADC0809芯片采样输入口IN0输入的0～5 V的模拟量电压，经过模/数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道D0～D7传送给AT89C52芯片的P1口。

AT89C52负责把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示段码，并通过其P0口传送给数码管。

同时它还通过其三位I/O口P0.4、P0.5、P0.6产生位选信号，控制数码管的亮灭。

另外，AT89C52还控制着ADC0809的工作。

其P3.3管脚为ADC0809提供了1MHz工作的时钟脉冲；P3.5控制ADC0809的地址锁存端(ALE)；P3.6控制ADC0809的启动端(START)；P3.4控制ADC0809的输出允许端(OE)；P3.7控制ADC0809的转换结束信号(EOC)。

基于51单片机的简易数字电压表的设计单片机————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2个人收集整理勿做商业用途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：目录毕业设计任务书 (1)开题报告 (3)摘要 (6)关键词 (7)引言 (7)第一章A/D转换器 (9)1．1A/D转换原理 (9)1．2 ADC性能参数 (11)1．2．1 转换精度 (11)1．2．2。

转换时间......................................... 错误!未定义书签。

1．3 常用ADC芯片概述 (13)第二章8OC51单片机引脚 (14)第三章ADC0809 (16)3。

1 ADC0809引脚功能 (16)3。

2 ADC0809内部结构 (18)3.3ADC0809与80C51的接口 (19)3.4 ADC0809的应用指导 (20)3.4。

1 ADC0809应用说明 (20)3.4.2 ADC0809转换结束的判断方法 (20)3。

4.3 ADC0809编程方法 (21)第四章硬件设计分析 (22)4。

1电源设计 (22)4.2 关于74LS02，74LS04 (22)4。

3 74LS373概述 (23)4。

3。

1 引脚图 (23)4。

3。

2工作原理 (23)4.4简易数字电压表的硬件设计 (24)结论 (25)参考文献 (25)附录.......................................................................................... 错误!未定义书签。

致谢 (29)毕业设计任务书学生姓名专业班级信息工程技术08。

2指导教师论文题目基于51单片机的简易数字电压表的设计研究的目标、内容及方法目标：基于MCS—51单片机，对设计硬件电路和软件程序应用的设计，使用发光二极管来显示所要测试模拟电压的数字电压值。

基于51单片机的数字电压表设计摘要：文章设计了一种以AT89S51为核心、以ADC0809为A/D转换器的数字电压表，可以精确测量0～5V内直流电压，测量精度可达0.02V。

可以满足科研、测试等各方面的需求。

关键词：AT89S51；ADC0809；数字电压表文章介绍了一种用于测试0～5 V直流电压的数字电压表，通过LED七段管显示当前测试电压。

测试结果准确可信且读取方便，有着传统电压表无可比拟的优点。

1硬件设计本设计中数字电压表主要由：A/D转换电路、单片机控制电路、数字显示电路组成。

总电路图如图1所示。

?譹?訛A/D转换电路选用最为常用的通用A/D芯片ADC0809，它由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。

多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。

三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。

单片机P3.0接A/D转换器ST端控制A/D转换的启动；单片机P3.1接A/D转换器OE端控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据，OE=1，输出转换得到的数据；OE=0，输出数据线呈高阻状态。

单片机P3.2接A/D转换器EOC端接收转换结束信号，当EOC 为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。

单片机P3.3提供A/D转换器工作所需时钟脉冲；IN0作为电压信号接收通道，经A/D转换后电压数字信号接入单片机P0.0～P0.7。

取5V为基准电压，故待测电压经A/D转换后的数值D=V256/5.0，所以最终LED七段管显示电压V=5.0/256D。

?譺?訛数字显示电路使用一块四位LED七段管，a、b、c、d、e、f、g、dp口分别单片机P1.0～P1.7口分别接七段管a、b、c、d、e、f、g、dp口控制显示值，单片机P2.0～P2.3口分别接七段管S1～S4口控制七段管的点亮。

摘要随着电子技术的发展，电子测量技术对测量的精度和功能的要求也越来越高，而数字电压表作为实验室的基本测量设备，它可以很好的满足测量精度和功能的要求。

本设计利用AT89S51单片机技术结合A/D转换（采用ADC0809）构建了一个直流数字电压表。

经过对数字电压表基本原理的分析，本文设计了一个以51单片机为核心的数字电压表系统，给出了直流数字电压表的设计流程，设计了电压测量子系统和电流测量子系统，给出了硬件电路的框图、电气原理图和软件流程图。

系统设置了3个键的键盘，用于设定电压、电流切换的功能键、系统复位键以及清零键。

关键词：数字电压表；AT89S51单片机；A/D转换；ADC0809；AbstractAs electronic science and technology development, electronic measurement technology on the accuracy of measurement and functional requirements are increasingly high, and digital voltmeter measurement equipment as the basic laboratory, it can well meet the measuring precision and function requirements. A dc digital voltmeter is built by using AT89S51 with the A/D convertor (ADC0809)in the paper.This paper first introduces the main method and design voltmeter SCM system advantage; Then introduces the design process of dc digital voltmeter, and hardware system and the design of software system, and gives the hardware circuit design system diagram and software system design flow diagram.Keywords: Digital voltmeter； AT89S51MCS; A/D conversion; ADC0809.目录1 绪论 (1)1.1前言 (1)1.2数字电压表的介绍 (1)1.2.1数字电压表的发展概况 (1)1.2.2数字电压表在各领域中的应用 (2)1.2.3数字电压表的优点 (2)1.3单片机的介绍 (3)1.3.1单片机简介 (3)1.3.2单片机的发展概况 (3)1.3.3单片机的应用 (4)1.3.4单片机的特点 (6)1.4课题背景，国内外研究现状 (6)1.5本文主要研究内容 (8)2 数字电压表的工作原理 (9)2.1数字电压表的基本结构 (9)2.2数字电压表的工作原理 (9)2.2.1模数（A/D）转换与数字显示电路 (10)2.2.2多量程数字电压表分压原理 (10)2.2.3多量程数字电压表分流原理 (11)3 硬件系统各模块具体设计及实现 (14)3.1单片机的选择 (14)3.1.1AT89S51的引脚框图 (15)3.1.2AT89S51的内部结构图 (17)3.2A/D转换器的选择 (18)3.2.1ADC0809的引脚结构 (19)3.2.2ADC0809的内部逻辑结构 (21)3.3显示器的选择 (21)3.4键盘的选择 (23)3.5表笔探针设计 (23)4 系统总体方案研究 (25)4.1总体方案确定 (25)4.2系统框图及阐述 (25)4.3ADC0809与AT89S51的连接 (26)4.4键盘与单片机的连接 (27)4.5多量程数字电压表档位切换原理 (28)4.5.1多量程电压的测量 (28)4.5.2多量程电流的测量 (30)5 系统的软件设计 (31)5.1系统软件设计的总体思想 (31)5.2系统单片机的软件设计 (31)5.2.1键盘的处理 (31)5.2.2显示的处理 (31)5.2.3档位切换的处理 (32)6 系统软件流程图 (33)6.1主程序流程图 (33)6.2A/D转换流程图 (34)7 设计总结 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录 (38)1 绪论1.1前言数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

基于ADC0809的数字电压表设计摘要本电路以ADC0809和AT89S51为核心，该系统有四个模块：数据采集模块、控制模块、显示模块、A/D转换模块，设计中采用ADC0809进行摸数转换，利用MCS-51单片机进行数据的处理，显示模块采用LCD1602液晶显示器显示，采用独立式按键选择单路显示或者8路轮流显示。

能够测量0－5V之间的直流电压值。

读数据准确，测量方便。

误差范围在-0.02~+0.02之间最小分辨率位0.019。

硬件设计应用电子设计自动化工具，软件设计采用模块化编程方法。

关键词：简易数字电压表；AT89S51；ADC0809；LCD1602; 数据处理。

目录第1章系统方案的选择与论证 (1)1.1 设计任务及要求 (1)1.1.1 任务 (1)1.2 简易数字电压表基本方案 (1)1.2.1 模块方案选择与论证 (1)1.2.2 单片机方案选择和论证 (1)1.2.3 A/D模数转换方案的选取 (1)1.2.4 显示方案 (3)1.2.5 输入方案 (3)1.2.6 电源提供方案 (3)1.2.7 系统组成 (4)第2章系统硬件设计与实现 (5)2.1 简易数字电压表基本组成部分 (5)2.2.1 电源电路 (5)2.2.2 复位电路 (5)2.2.3 时钟电路 (6)2.2.4 按键控制 (6)2.2.5 LCD1602 (8)2.2 电路原理图 (10)第3章软件的设计 (11)3.1 程序流程图 (11)3.1.1主总流程图 (11)3.1.2 主要子程序程序流程图 (12)第4章仿真及调试 (18)4．1KEIL C51简介 (18)4.2PROTEUS ISIS简介 (18)4.3测试结果分析 (21)第5章总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (25)附录1 实物图 (25)附录2 元件清单 (26)附录3 主要程序 (27)第1章系统方案的选择与论证1.1 设计任务及要求●查阅相关的资料，了解电压表的的原理与应用；研究一个比较合理的设计方案，并对其进行理论分析及方案论证。

1．实验任务利用单片机AT89S51与ADC0809设计一个数字电压表，能够测量0－5V 之间的直流电压值，四位数码显示，但要求使用的元器件数目最少。

2．电路原理图图1.28.13．系统板上硬件连线a) 把“单片机系统”区域中的P1.0－P1.7与“动态数码显示”区域中的ABCDEFGH端口用8芯排线连接。

b) 把“单片机系统”区域中的P2.0－P2.7与“动态数码显示”区域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端口用8芯排线连接。

c) 把“单片机系统”区域中的P3.0与“模数转换模块”区域中的ST端子用导线相连接。

d) 把“单片机系统”区域中的P3.1与“模数转换模块”区域中的OE端子用导线相连接。

e) 把“单片机系统”区域中的P3.2与“模数转换模块”区域中的EOC端子用导线相连接。

f) 把“单片机系统”区域中的P3.3与“模数转换模块”区域中的CLK端子用导线相连接。

g) 把“模数转换模块”区域中的A2A1A0端子用导线连接到“电源模块”区域中的GND端子上。

h) 把“模数转换模块”区域中的IN0端子用导线连接到“三路可调电压模块”区域中的VR1端子上。

i) 把“单片机系统”区域中的P0.0－P0.7用8芯排线连接到“模数转换模块”区域中的D0D1D2D3D4D5D6D7端子上。

4．程序设计内容i. 由于ADC0809在进行A/D转换时需要有CLK信号，而此时的ADC0809的CLK是接在AT89S51单片机的P3.3端口上，也就是要求从P3.3输出CLK信号供ADC0809使用。

因此产生CLK信号的方法就得用软件来产生了。

ii. 由于ADC0809的参考电压VREF＝VCC，所以转换之后的数据要经过数据处理，在数码管上显示出电压值。

实际显示的电压值(D/256*VREF) 5．汇编源程序（略）6．C语言源程序#include <AT89X52.H>unsigned char code dispbitcode[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};unsigned char dispbuf[8]={10,10,10,10,0,0,0,0};unsigned char dispcount;unsigned char getdata;unsigned int temp;unsigned char i;sbit ST=P3^0;sbit OE=P3^1;sbit EOC=P3^2;sbit CLK=P3^3;void main(void){ST=0;OE=0;ET0=1;ET1=1;EA=1;TMOD=0x12;TH0=216;TL0=216;TH1=(65536-4000)/256; TL1=(65536-4000)%256; TR1=1;TR0=1;ST=1;ST=0;while(1){if(EOC==1){OE=1;getdata=P0;OE=0;temp=getdata*235; temp=temp/128;i=5;dispbuf[0]=10;dispbuf[1]=10;dispbuf[2]=10;dispbuf[3]=10;dispbuf[4]=10;dispbuf[5]=0;dispbuf[6]=0;dispbuf[7]=0;while(temp/10){dispbuf[i]=temp%10; temp=temp/10;i++;}dispbuf[i]=temp;ST=1;ST=0;}}}void t0(void) interrupt 1 using 0{CLK=~CLK;}void t1(void) interrupt 3 using 0{TH1=(65536-4000)/256;TL1=(65536-4000)%256;P1=dispcode[dispbuf[dispcount]];P2=dispbitcode[dispcount];if(dispcount==7){P1=P1 | 0x80;}dispcount++;if(dispcount==8){dispcount=0;}}利用单片机AT89S51与ADC0809设计一个数字电压表2008-05-22 14:521．实验任务利用单片机AT89S51与ADC0809设计一个数字电压表，能够测量0－5V之间的直流电压值，四位数码显示，但要求使用的元器件数目最少。

基于51单片机和ADC0809多通道模数转换的设计与实现一、硬件结构
本文采用51单片机作为控制器，ADC0809多通道模数转换芯片作为
输入，用LED显示检测到的数据，通过串口（UART）与电脑端（PC）连接，软件编程实现数据采集和转换。

1.ADC0809芯片
ADC0809是一款8位8通道模拟采样数据转换器，采用多重码轮结构，具有数据校正、自动零点抑制（AZC）和同步数据转换的特点。

多重码轮
结构可提供8位分辨率，给定的数据可在10个微秒内完成转换。

2.51单片机
51单片机是一种8位元的定时器/计算机结构，包括单指令，双指令，程序可编程I/O芯片，具有模拟/数字转换、无线电和控制功能，并具有
多重定时器/计数器，多个PWM管脚和多个外部中断管脚。

它具有低功耗，非常适合多功能控制和自动测试的应用场合。

3.串口
串口（UART）是一种通信接口，它可以将一定的数据传输到电脑端（PC），从而实现两设备之间的通信。

4.LED显示
LED可以将检测到的数据呈现在外观上，以便更好地使用和管理检测
到的数据。

二、实现原理
本文采用51单片机对ADC0809多通道模数转换的四个外部模拟输入采集，经过多通道模数转换。

多路数据采集系统摘要本系统利用现场信号产生器给八路数据采集器(ADC0809)进行提供信号，通过模数转换把哪一路数据多少传送给单片机，通过单片机程序处理显示。

采集方式利用循环采集和选择采集两种，显示部分用四位一体共阳数码管。

一．系统原理ADC0809是CMOS工艺、采用逐次逼近法的8位A/D转换芯片，28引脚DIP（双列直插式封装）封装，可以进行8路模拟量到数字量的变换。

利用单片机可以对8路进行循环采集显示，要对信号进行选择采集，只对单片机外围加入按键利用按键判别选取哪一路进行数据采集。

通过单片机P3.0~P3.3进行对ADC0809提供时钟信号还有启动转换信号，读取信号等。

P3.5~P3.8经74LS373（带三态缓冲输出的8D触发器）进行选择通道（如图1、图2）。

（此处选择74LS373是因为选择通道是不能太快，否则会出错）。

由P1口进行接收采集到的数据。

通过P0进行段选输出到数码管，由P2口低四位进行位选。

P2高四位对按键信号输入处理选择哪个通道。

图1 ADC0809通道选择表图2 74LS47功能图图3 系统原理框图二．系统程序框图系统为了提高模拟信号—采样—量化—数字信号的过程的量化误差，通过程序的计算提高精度。

由于ADC0809只有八位数据输出，最大值为255，所以再显示前在单片机中要对ADC0809输出的数据进行以下处理。

显示值=ADC0809输出值/255*输入值如果输入5V电压，后面输入值就是500。

提供仿真图和仿真程序三．系统原理图原理图中八个数据采集口都悬空，接入想要采集模拟信号。

四．系统PCB图五．系统主要操作与性能（1）循环采样速率：50ms（2）电压采样精度：0.01V（3）再选择哪个通道时，要把哪个通道的按键一直按住就可以显示出你要的哪个通道的数据。

（4）不选择任一通道时，就会让它自已自动循环显示。

基于AT89C51单片机的简易数字电压表设计摘要本论文给出基于单片机的简易数字电压表设计，控制系统采用AT89C51单片机,A/D转换器采用ADC0809为主要硬件,实现数字电压表的硬件电路与软件设计。

数字电压表可以测量0～5V的8路输入电压值,并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。

关键词：数字电压表；单片机；AT89C51； ADC0809；1 引言数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

传统的指针式电压表功能单一、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，还可与PC进行实时通信。

目前，由各种单片A/D 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，示出强大的生命力。

与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。

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,这有别于传统的以指针加刻度盘进行读数的方法, 避免了读数的视差和视觉疲劳。

目前数字电压表的内部核心部件是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,本文A/D转换器采用ADC0809对输人模拟信号进行转换, 控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算和处理,最后驱动输出装置显示数字电压信号。

数字式电压表是由高阻抗电压表头与分压电路组成的。

数字式电压表头的等效输入电阻通常在200M欧以上，满量程时所流经的电流通常在1皮安左右。

以上述表头制成的数字式电压表，满量程时所流经的电流与量程有关，通常在1皮安至100微安之间。

数字电压表(数字面板表)是当前电子、电工、仪器、仪表和测量领域大量使用的一种基本测量工具有关数字电压表的书籍和应用已经非常普及了。