数字电压表说明书Word文档下载推荐.docx

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数字电压表（DigitalVoltmeter简称DVM）是采用数字化测量技术，把连续的模拟电压量转换成不连续、离散的数字化形式并加以显示的仪表。

传统指针式电压表功能单一、精度低，难于满足数字化时代的需求，采用A/D转换器和单片机构成的数字电压表，由于具有测量精度高,抗干扰和可扩展能力强,以及集成性能好等优点，目前已被广泛应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。

2.系统设计技术参数要求

该简易电压表对输入0~5V的模拟电压进行测量和数据显示（要求使用ADC0804）。

具体设计要求是：

（1）实现电压表的电源自检显示。

（2）实现电压表的电压测量功能（电压范围为：

0~5V）。

（3）实现测试数据的正确显示。

3.系统设计

3.1系统设计总体框图

图3-1系统设计总体框图

3.2各模块原理说明

3.2.1AT89S51模块

本设计采用以AT89S51为核心的最小系统，其电路图如图3-2。

图3-2最小系统

1.功能特性概括:

AT89S51提供以下标准功能：

40个引脚、4KBytesFlash片内程序存储器、128Bytes的随机存取数据存储器（RAM）、32个外部双向输入/输出（I/O）口、5个中断优先级2层中断嵌套中断、2个数据指针、2个16位可编程定时/计数器、2个全双工串行通信口、看门狗（WDT）电路、片内振荡器及时钟电路。

此外，AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM、定时/计数器、串行通信口、外中断系统可继续工作。

掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。

2.本设计所用到管脚说明：

VCC：

供电电压。

GND：

接地。

P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。

作为输出口用时，能驱动8个TTL逻辑门电路。

对端口写“1”时，被定义为高阻输入。

EA/VPP：

外部访问允许。

欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。

需要注意的是:

如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA端状态。

如EA端保持高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。

Flash存储器编程期间，该引脚用于施加+12V编程电压（VPP）。

XTAL1：

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入端。

XTAL2：

反向振荡放大器器的输出端。

3.2.2ADC0804模数转换模块

本模块以ADC0804芯片为核心的电路设计，其电路图如图3-3。

图3-3ADC0804模数转换

ADC0804是用CMOS集成工艺制成的逐次比较型摸数转换芯片。

分辨率8位，转换时间100μs，输入电压范围为0~5V，增加某些外部电路后，输入模拟电压可为5V。

该芯片内有输出数据锁存器，当与计算机连接时，转换电路的输出可以直接连接在CPU数据总线上，无须附加逻辑接口电路。

所谓A/D转换器就是模拟/数字转换器（ADC）是将输入的模拟信号转换成数字信号。

ADC0804LCN与单片机AT89S51的接口是由11条线来完成的，单片机AT89S51的P0口与ADC0804LCN芯片的数据传输端相连，P3.2用来作为ADC0804LCN输入时钟CLKIN控制端,P3.6与P3.7和ADC0804LCN的RW与RD端相连。

3.2.3四位数码管显示模块

本模块以四个三极管驱动数码管进行显示，其电路图如图3-4。

图3-4四位数码管

八段数码显示管有两种，一种是共阳数码管，其内部是由八个阳极相连接的发光二极管组成；

另一种是共阴数码管，其内部是由八个阴极相连接的发光二极管组成。

二者原理不同但功能相同。

本设计的电压显示选用4个共阳八段数码管LED作为电路的显示使用。

其中4个9012三极管是为数码管提供驱动。

4个上拉电阻连接AT89S51拉高电路电平为显示提供充足电压。

3.3系统总原理图说明

总原理图参见附录一。

数字电压表是利用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。

本系统在接入电源后电路指示灯点亮，复位后数码管显示0.00U，电路正常运行。

可接入待测电源进行测量。

每次测量开始前都需要进行复位，以避免上次的测量影响到下次测量的结果。

3.4系统印刷电路板的制作图

详见附录二。

3.5系统的操作说明

接通电源，数码管显示0.00U则为正常情况可接入待测电压；

若不为0.00U请按下复位键至正常情况是方可接入待测电压。

本系统最高峰值只可到5V，若超过这依然显示5V。

3.6系统操作注意事项

（1）要注意该电压表的量程，切误测量比额定值大。

（2）电压表使用或存放应避免高温、寒冷、阳光直射、高湿度及强烈振动环境。

（3）为了延长电池的使用寿命，每次用完时应将电源拨断开。

长期不用，要取出电池，以防止电池漏出电解液而腐蚀电池盒。

参考文献

[1]李建忠，单片机原理及应用[M].西安：

电子科技大学出版社，2002.2

[2]王为青，邱文勋，51单片机应用开发案例精选[M].北京：

人民邮电出版社，2007.8

[3]张齐，朱宁西，单片机应用系统设计技术[M].北京：

电子工业出版社，2009.1

[4]万光毅，单片机实验与实践教程1[M].北京：

航空航天大学出版社，2006.5

[5]吴金戌,沈庆阳,郭庭吉.8051单片机实践与应用[M].北京：

清华大学出版社，2004

[6]钟富昭，张晨，8051单片机典型模块设计与应用[M].北京：

人民邮电出版社，2007

[7]胡学海，单片机及应用系统设计[M].北京：

北京电子工业出版社，2001

[8]楼然苗，李光飞，51系列单片机设计实例[M].北京：

北京航空航天大学出版社，2006

致谢词

三年的大学时光一晃而过，犹如白驹过隙一般的不着痕迹。

可细细回想起来却又那么的耐人寻味。

在毕业设计即将完成之际，我想向曾经给我帮助和支持的人表示衷心的感谢。

首先我要感谢在背后辛勤劳动默默支持着我的父母，是他们的付出才有我在校园安静学习生活的机会。

其次感谢湄洲湾职业技术学院，给我提供这么好的学习生活环境，在校学习和生活的日子是我一生中一段难忘的经历。

感谢蔡明雄老师细心为我修改论文，从他那里学到的不只是专业知识，更多的是做人的道理。

感谢梁峰林老师三年来担任我们的班主任，对我们生活、学习方面都付出了许多努力，没有她的带领，我们不会成为合格的毕业生，另外还要感谢许振龙、林寿光、邱兴阳、李清生、郑维清、陈辉煌、杨阿弟、陈丽霞、宋进老师，他们在学习方面给了我大量的指导，让我学到了知识，也获得了实践锻炼的机会。

他们严谨的治学态度、对我的严格要求以及为人处世的坦荡将使我终身受益。

除此之外，他们对我生活的关心和照顾也使得我得以顺利完成大学的学业。

在此祝愿他们身体健康，全家幸福！

最后还要感谢三年来一起生活学习的同学们，人生旅途中有着各种的幸酸与喜悦。

是你们在陪伴着我一起度过，希望即将融入社会的你们能够闯出属于自己的一片天空。

附录

附录一：

电路总原理图

附录二：

印刷电路板原理图

附录三：

元件清单

序号

元件名称

型号与规格

单位

数量

1

电阻

R25R274.7K

只

2

R9R10R11R12R20R26RP210K

7

R19R181K

R1-----R8510

8

电解电容

C947UFC3105PF

3

磁片电容

CY1CY230P

C1104

4

晶振

12MHz

5

发光二级管

φ3红色蓝

6

三级管

Q1—Q48550

单片机

AT89C51

块

集成电路插座

40脚

9

按钮

6*6轻触

10

ADC0804

快

11

20脚

12

数码管

共阴4位

13

线路板

单面PCB