课程设计---基于ADC0809的数字电压表设计

基于ADC0809液晶显示的数字电压表设计目录摘要 (I)前言............................................................... I I 1主要元器件的介绍和本系统的选择 (1)1.1常用单片机的特点比较及本设计单片机的选择 (1)1.5 LCD1602使用说明 (4)1.6 常用的A/D芯片简介 (7)1.7 ADC0809引脚结构功能说明 (7)2 总体设计及硬件电路模块功能简介 (8)2.1 技术要求： (8)2.2 设计方案： (8)2.3 系统硬件电路的设计 (8)2.4 单片机系统 (9)2.5 数模转换系统 (9)2.6 时钟电路 (9)2.7 复位电路 (9)2..8 显示电路设计 (9)3电压表系统电路的制做 (10)3.1 绘制电路板 (10)3.2 铜板的转印、腐蚀、钻孔、焊接 (10)3.3 焊接好后的电压表系统 (11)3.4 动手制作心得 (12)4 系统的调试 (13)4.1 硬件调试 (13)4.2 软件件调试 (13)4.3 软硬联调 (14)5 数据结果分析 (14)5.1 系统调试和校准 (14)5.2 测试数据 (14)总结 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附件一（系统电路原理图） (18)附件二（电压表系统程序） (19)基于ADC0809液晶显示的数字电压表设计谭小品摘要单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力(的微处理器(CPU)。

随着单片机技术的飞速发展，各种单片机蜂拥而至，单片机技术已成为一个国家现代化科技水平的重要标志。

单片机可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。

单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化。

现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。

基于ADC0809的数字电压表课程设计1. 概述数字电压表是一种用于测量电路中电压的仪器，它将电压值转换为数字信号以便显示和记录。

本课程设计将以ADC0809集成电路为基础，设计一种数字电压表，并通过实验验证其功能和性能。

2. ADC0809介绍ADC0809是一种8位的模数转换器，能够将模拟输入信号转换为对应的8位二进制数字输出。

它具有较高的精度和稳定性，被广泛应用于模拟-数字转换电路中。

3. 课程设计目标本课程设计旨在帮助学生了解数字电压表的工作原理和设计过程，培养学生的电路设计和实验能力。

具体目标包括：- 了解ADC0809的基本特性和工作原理- 设计数字电压表电路- 调试和验证数字电压表电路- 进行实际测量和性能评估4. 课程设计内容4.1 ADC0809特性分析学生将学习ADC0809的特性和工作原理，包括输入范围、精度、时序要求等。

通过理论学习和实验验证，学生将掌握ADC0809的基本参数和限制条件。

4.2 数字电压表电路设计在掌握了ADC0809的基本特性后，学生将开始设计数字电压表的电路。

设计过程将包括模拟输入和参考电压的设定、时钟信号的生成、数字显示和控制逻辑的设计等。

4.3 电路调试和验证设计完成后，学生将进行电路的调试和验证工作。

他们需要确保电路能够正常工作，并对其性能进行评估。

如果有必要，他们还可以进行一些改进和优化。

4.4 实际测量和性能评估学生将使用数字电压表进行实际测量，并对其测量精度、稳定性和速度进行评估。

他们还可以与市售数字电压表进行对比，验证自己设计的数字电压表的性能和特点。

5. 实验设备和材料为了完成这个课程设计，学生将需要以下设备和材料：- ADC0809芯片及支持器件- 电压源和参考电压源- 模拟输入信号源- 时钟脉冲发生器- 数字显示器和控制电路- 示波器和信号发生器等测试设备6. 实验步骤和过程学生将按照以下步骤完成课程设计实验：6.1 学习ADC0809的特性和工作原理6.2 进行数字电压表电路设计6.3 搭建电路并进行调试6.4 进行性能评估和实际测量7. 结果分析和总结学生将对实验结果进行分析，总结数字电压表的性能和特点，并讨论可能的改进方向和应用场景。

1 引言随着微电子技术的不断发展与进步，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器／计数电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。

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。

由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用。

传统的指针式刻度电压表功能单一，进度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需要。

采用单片机的数字电压表，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，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC实时通信。

数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。

以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。

目前，由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。

最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路（IC）和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电压表的快速发展，并不断出现新的类型。

数字电压表从1952年问世以来，经历了不断改进的过程，从最早采用继电器、电子管和形式发展到了现在的全固态化、集成化（IC化），另一方面，精度也从0.01%-0.005%。

目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，因而，以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面。

本文是以数字电压表的设计为研究内容，主要包括数据的A/D转换、数字数据处理及LED显示。

其中，A/D转换采用ADC0809对输入的模拟信号进行转换，控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算处理，最后驱动输出装置LED显示数字电压信号。

2 设计总体方案2.1 设计要求基本要求：采用51系列单片机和ADC设计一个数字电压表，输入为0～5V线性模拟信号，输出通过LED显示，要求显示两位小数。

基于AT89S51和ADC0809的数字电压表设计本课题是利用单片机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，使用的元器件数目较少。

外界电压模拟量输入到A/D转换部分的输入端，通过A/D转换变为数字信号，输送给单片机。

然后由单片机给数码管数字信号，控制其发光，从而显示数字。

注：因为ADC0809的通道选择端口是使用插针，做出电路板后再用导线连起来的，在程序里也少了通道选择的语句，请注意一下。

一.原理图二.仿真图三.存储空间定义（1）70H用于存放A/D转换结果，71H、72H、73H、74H分别存储显示用的三位数据如表所示。

（2）地址30H～39H存放显示在数码管上0～9的数。

如表所示。

四.程序程序可分为数据采集系统、数据转换系统、显示系统，这三部分先独立测试，然后整体调试。

①数据采集系统：因为ADC0809本身并没有内部时钟，需要外部时钟来提供工作的时钟频率。

如果利用单片机ALE端脚提供的频率为6MHZ，而ADC0809工作的频率在10KHZ-1MHZ。

因此，需要增加含触发器功能的器件，从面增加了系统的复杂程度。

后来，最终用软件编程来提供ADC0809工作的时钟频率，从而解决了这个问题。

②显示系统的调试：要显示的数据存放在71H、72H、73H、74H单元中，先在30H~39H分单元中存放0~9的数，运行显示程序，进行查表指令，察看显示的结果是否与存放值一样。

在测试的过程中发现小数点没有显示，通过下面几条指令，把小数点显示出来。

MOVC A,@A+DPTRCJNE R2,#0FEH,NOT_ONE ;不是左边第一个数码管，则转移ORL A,#80H ;左边第一个数码管显示小数点NOT_ONE: MOV P0,A ;数码管段选(1) 汇编语言程序清单QIAN EQU 71HBAI EQU 72HSHI EQU 73HGEWEI EQU 74H ;71H-74H存放显示数据，依次为个位、十位、百位、千位SHUJU EQU 70H ;地址70H存放采集数据ST BIT P3.0 ;START和ALE共用一个端口OE BIT P3.6EOC BIT P3.7CLK BIT P3.3ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHSTART:MAIN: LCALL TEST ;数据采集函数LCALL TURNDATA ;数据处理函数LCALL DISPLAY ;显示函数LJMP MAINDELAY: MOV R7,#06H ;约延时1.5msLOOP1: MOV R6,#0FFHLOOP2: DJNZ R6,LOOP2DJNZ R7,LOOP1RETTEST: CLR STCLR OESETB STCLR ST ;ST端口下降沿，开始转换LOOPCLK: SETB CLK ;由软件来提供ADC0809工作的时钟频率CLR CLKJNB EOC,LOOPCLK ;EOC=1时，退出循环SETB OE ;转换后数据的传送MOV P1,#0FFH ;P1端口读数据，需先给高电平MOV A,P1CLR OEMOV SHUJU,A ;存储数据到地址70HRETTURNDA TA:MOV A,SHUJUMOV B,#51DIV AB ;余数在B,相除以后C=0MOV QIAN,A ;储存千位CLR F0MOV A,BSUBB A,#1AH ;A减去26，测试上面AB相除时，余数与26相比较MOV F0,C ;余数<26，则C=1，不用加5调整MOV A,#10MUL ABMOV B,#51DIV ABJB F0,LP1ADD A,#5 ;若AB相除后B>=26，百位加五LP1: MOV BAI,A ;储存百位CLR F0MOV A,BSUBB A,#1AHMOV F0,CMOV A,#10MUL ABMOV B,#51DIV ABJB F0,LP2 ;F0=1时，转移ADD A,#5 ;若AB相除后B>=26，十位加五LP2: MOV SHI,A ;储存十位CLR F0MOV A,BSUBB A,#1AHMOV F0,CMOV A,#10MUL ABMOV B,#51DIV ABJB F0,LP3 ;F0=1时，转移ADD A,#5 ;若AB相除后B>=26，个位加五LP3: MOV GEWEI,A ;储存个位RETDISPLAY:MOV R1,#4 ;循环四次MOV R2,#0FEHMOV R0,#71H ;存放显示初始地址XIANSHI:MOV DPTR,#TABMOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRCJNE R2,#0FEH,NOT_ONE ;不是左边第一个数码管，则转移ORL A,#80H ;左边第一个数码管显示小数点NOT_ONE: MOV P0,A ;数码管段选MOV P2,R2 ;数码管位选LCALL DELAY ;延时MOV A,R2RL A ;循环左移MOV R2,AINC R0 ;选取下一个地址DJNZ R1,XIANSHIRETEND(2) C语言程序清单#include<reg51.h>sbit CLK=P3^3;sbit OE=P3^6;sbit ST=P3^0;sbit EOC=P3^7;unsigned int dianya;unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};void delay(unsigned int z){while(z--);}void ADC_0809(){unsigned char temp=2;ST=0;OE=0;ST=1;ST=0;CLK=1;CLK=0;CLK=1;CLK=0;while(!EOC){CLK=1;CLK=0;}OE=1;P1=0xff; //读取P1端口数据temp=P1;dianya=(unsigned int)temp*19.53;OE=0;}void Vpp_Show(){unsigned char qian,bai,shi,ge;qian=dianya/1000;bai=dianya00/100;shi=dianya0/10;ge=dianya;P2=0xfe;P0=table[qian]|0x80; //显示小数点delay(50);P2=0xfd;P0=table[bai];delay(50);P2=0xfb;P0=table[shi];delay(50);P2=0xf7;P0=table[ge];}void main(){while(1){ADC_0809();Vpp_Show();}}。