内容发布更新时间 : 2024/11/7 17:55:54星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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。

? 对电压表原理进行理论分析、并进行方案论证； ? 进行方案设计、绘制电压表的电路原理图； ?

1.1.1 任务

本设计要求能够测量0～5V电压，通过A/D转换模块和单片机及显示器进行电压的测量与显示，具体要求如下： ? 用Protel软件绘制电路原理图；

? 下载程序，焊接元器件，实现数字电压表的功能，检测精度。 ? 撰写10000字以上的课程设计说明书。 1.2 简易数字电压表基本方案 1.2.1 模块方案选择与论证

本设计选择AT89C51单片机作为核心控制器件。A/D转换采用ADC0809实现。电压显示采用4位一体的LED数码管，LED数码管的段码输入由并行端口P2产生；位码输入由并行端口P3低四位产生[6]。

硬件电路设计由7个部分组成：主控模块AT89C51单片机系统，A/D转换电路，LED显示系统，LED驱动电路，复位电路，晶振电路以及测量电压输入电路。

1.2.2 单片机方案选择和论证 采用AT89C51，它是一个低电压，高性能CMOS8位单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

1.2.3 A/D模数转换方案的选取

采用ADC0809，它是是带有8：1多路模拟开关的8位A/D转换芯片，所以它可有8个模拟量的输入端，由芯片的A，B，C三个引脚来选择模拟通道中的一个。A，B，C三端分别与8051的P1.0~P1.2相接。地址锁存信号(ALE)和启动转换信号（START），由P2.7和/WR或非得到。输出允许，由P2.7和/RD或非得到。时钟信号，可有8051的ALE输出得到，不过当采用6M晶振时，应

该先进行二分频，以满足ADC0809的时钟信号必须小于640K的要求。 ADC0809参考资料： 1． 芯片管脚图：

图1 ADC0809管脚图

ADCADC0809模数转换器的引脚功能 IN0～IN7:８路模拟量输入。

A、B、C:３位地址输入，２个地址输入端的不同组合选择八路模拟量输入。 ALE:地址锁存启动信号，在ALE的上升沿，将A、B、C上的通道地址锁存到内部的地址锁存器。

D0～D7:八位数据输出线，A/D转换结果由这８根线传送给单片机。

OE:允许输出信号。当OE=1时，即为高电平，允许输出锁存器输出数据。 START:启动信号输入端，START为正脉冲，其上升沿清除ADC0808的内部的各寄存器，其下降沿启动A/D开始转换。

EOC:转换完成信号，当EOC上升为高电平时，表明内部A/D转换已完成。 CLK:时钟输入信号，0809的时钟频率范围在10～1200kHz，典型值为640kHz。