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1、精品学习资源江苏农林职业技术学院毕 业 设 计（论 文）SNL/QR7.5.4-3基于单片机地简易数字电压表设计专 业10 电气自动化同学姓名钱霞冬班 级电气自动化 2 班学 号202105100220指导老师许燕萍完成日期2021 年 5 月 25 日欢迎下载精品学习资源成果评议学号202105100220姓名 钱霞冬题目 基于单片机地简易数字电压表设计指导老师建议成果：评阅老师建议成果：答辩小组建议成果：院答辩委员会评阅看法及评定成果：答辩委员会主任签字（盖章）：年 月日欢迎下载精品学习资源毕业设计（论文）任务书姓名钱霞冬学号202105100220班级10 电气自动化 2 班题目基于单片
2、机地简易数字电压表设计设 计论文利用单片机 AT89C51 与 ADC0808 设计一个数字电压表，将模拟信号0 5 V 之间地电压主值转换成数字量信号，以两位数码管显示，并通过虚拟电压表观看ADC0808 模拟量输入信要内号地电压值， LED 数码管实时显示相应地数值量.容重研点所要解决本课题地主要问题是：究1.硬件地设计、制作；问2.软件调试 .题我如1. ADC0808 基本性能地实现；主2. 51 单片机地各引脚功能地测试；要3. 辨论率 8 位；术技4. 转换时间： 128s；指5. 转换精度： 0.2%；标6. 单个+5V 电源供电；7. 模拟输入电压范畴0- +5V ，无需外部零
3、点和满度调整.其它要说1. 一片 ADC0808 必要地外围器件与AT80C51 进行接口连接；地明2. 设计一个数字电压表，要求能对IN0 所输入地模拟电压进行识别；问3. 将其转换成相应地二进制数并以发光二级管地势式显示；题4. 用万用表测量 IN0 输入地模拟电压值，并与转换结果进行对比，运算测量误差.指导该设计具有可行性、有用性.老师看法指导老师签字：2021年 12 月 20 日欢迎下载精品学习资源指导老师看法对论文地简短评判：1. 指出论文存在地问题及错误2. 对制造性工作评判3. 建议成果优良 中及格不及格指导老师签字年月日评阅老师看法对论文地简短评判：1. 指出论文存在地问题及
4、错误2. 对制造性工作评判3. 建议成果优良 中及格不及格评阅老师签字年 月 日欢迎下载精品学习资源答辩小组评议看法学号202105100220姓名 钱霞冬题目基于单片机地简易数字电压表设计答辩小组看法：1、对论文地评判2. 建议成果等级优良中及格不及格3. 需要说明地问题答辩小组长签字年 月日欢迎下载精品学习资源基于单片机地简易数字电压表设计摘要：本文介绍了一种基于单片机地简易数字电压表地设计.该设计主要由三个模块组成：A/D 转换模块，数据处理模块及显示模块.A/D转换主要由芯片ADC0808来完成，它负责把采集到地 模拟量转换为相应地数字量在传送到数据处理模块.数据处理就由芯片AT89C
5、51 来完成，其负责把 ADC0808传送来地数字量经过肯定地数据处理，产生相应地显示码送到显示模块进行显示；此外 ,它仍掌握着 ADC0808 芯片工作 .该系统地数字电压表电路简洁，所用地元件较少，成本低，且测量精度和牢靠性较高.此数字电压表可以测量 0-5V 地 1 路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体地7 段数码管显示出来. 关键词 单片机；数字电压表；A/D 转换； AT89C51 ； ADC0808The Design of Simple Digital Voltmeter Based on Single-chip MicrocontrollerAbstract: This p
6、aper which introduces a kind of simple digital voltmeter is based on single-chip microcontroller design. The circuit of the voltage meter is mainly consisted of three mould pieces: A/D converting mould piece, A/D converting is mainly completed by the ADC0808, it converts the collected analog data in
7、to the digital data and transmits the outcome to the manifestation controlling mould piece. Data processing is mainlycompleted by the AT89C51chip, it processes the data produced by the ADC0808 chip and generates the right manifestation codes, also transmits the codes to the manifestation controlling
8、 mould piece. Also, the A T89C51 chip controls the ADC0808 chip to work.The voltmeter features in simple electrical circuit,lower use of elements, low cost, moreover, its measuring precision and reliability. The voltmeter is capable of measuring voltage inputs from 1 route ranging from 0 to 5 volt,
9、and displaying the measurements though a digital code tube of 7 pieces of LED. Keywords: Single-chip microcontroller； Digital voltmeter ； A/D converter ； AT89C51 ； ADC0808欢迎下载精品学习资源目 录1 引言12 设计总体方案12.1 设计要求12.2 设计思路12.3 设计方案13 硬件电路设计23.1 单片机系统23.1.1 AT89C51 性能23.1.2 AT89C51 各引脚功能23.2 A/D 转换模块33.2.1
10、逐次靠近型 A/D 转换器原理43.2.2 ADC0808 主要特性43.2.3 ADC0808 地外部引脚特点43.2.4 ADC0808 地内部结构及工作流程53.3 复位电路和时钟电路73.3.1 复位电路设计73.3.2 时钟电路设计73.4 LED 显示电路设计83.4.1 LED 基本结构83.4.2 LED 显示器地挑选83.4.3 LED 译码方式93.4.4 LED 显示器与单片机接口设计93.5 总体电路设计104 系统软件设计114.1 程序设计总方案114.2 系统子程序设计124.2.1 初始化程序124.2.2 A/D 转换子程序124.2.3 显示子程序145 仿
11、真与调试145.1 软件调试145.2 显示结果及误差分析155.2.1 显示结果155.2.2 误差分析17结 论17参考文献18致谢18欢迎下载精品学习资源1 引言随着电子科学技术地进展，电子测量成为广大电子工作者必需把握地手段，对测量地精度和功能地要求也越来越高，而电压地测量甚为突出，由于电压地测量最为普遍. 数字电压表是采纳数字化测量技术设计地电压表. 数字电压表与模拟电压表相比，具有读数直观、精确、显示范畴宽、辨论力高、输入阻抗大、集成度高、功耗小、抗干扰才能强，可扩展才能强等特点，因此在电压测量、电压校准中有着广泛地应用. 目前数字电压表地内部核心部件是 A/D 转换器，转换器地精
12、度很大程度上影响着数字电压表地精确度，本毕业设计 A/D 转换器采纳 ADC0808对输人模拟信号进行转换，掌握核心AT89C51再对转换地结果进行运算和处理，最终驱动输出装置显示数字电压信号.2 设计总体方案2.1 设计要求利用单片机 AT89C51 与 ADC0808 设计一个数字电压表，将模拟信号0 5 V 之间地电压值转换成数字量信号，以两位数码管显示，并通过虚拟电压表观看ADC0808模拟量输入信号地电压值，LED 数码管实时显示相应地数值量.2.2 设计思路依据设计要求，挑选AT89C51 单片机为核心掌握器件. A/D 转换采纳 ADC0808 实现，与单片机地接口为P1 口和
13、P2 口地高四位引脚 .电压显示采纳 4 位一体地 LED 数码管 . LED 数码地段码输入 ,由并行端口 P0 产生：位码输入，用并行端口P2 低四位产生 .2.3 设计方案硬件电路设计由6 个部分组成；A/D 转换电路， AT89C51 单片机系统， LED显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路.硬件电路设计框图如图1 所示 .时钟电路AT89C51P1P2A/D 转换电路测量电压输入P2P0显示系统复位电路图 1 数字电压表系统硬件设计框图欢迎下载精品学习资源3 硬件电路设计3.1 单片机系统3.1.1 AT89C51 性能AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产地低电压
14、，高性能CMOS8 位单片机，片内含4k bytes地可反复擦写地只读程序储备器（PEROM ）和 128 bytes地随机存取数据储备器（RAM ），器件采纳 ATMEL 公司地高密度、非易失性储备技术生产，兼容标准MCS-51 指令系统，片内置通用8位中心处理器（ CPU ） 和Flash储备单元，功能强大 AT89C51 单片机可为您供应很多高性价比地应用场合，可敏捷应用于各种掌握领域 .AT89C51 功能性能参数 :与MCS-51 产品指令系统完全兼容.4k 字节可重擦写 Flash闪速储备 .1000次擦写周期 .全静态操作： 0Hz 24MHz. 三级加密程序储备器 .128 8
15、字节内部 RAM ，32个可编程 I O口线， 2个16位定时计数器， 6个中断源，可编程串行UART 通道，低功耗闲暇和掉电模式.闲暇方式停止CPU 地工作，但答应 RAM ，定时计数器，串行通信口及中断系统连续工作.掉电方式储存 RAM 中地内容，但振荡器停止工作并禁止其它全部部件工作直到下一个硬件复位.3.1.2 AT89C51 各引脚功能AT89C51 供应以下标准功能： 4KB 地 Flash 闪速储备器， 128B 内部 RAM ， 32 个 I/O 口线，两个16 位定时 / 计数器，一个5 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器准时钟电路，同时， AT89C51 可
16、降至 0Hz 静态规律操作，并支持两种软件可选地节电工作模式.闲暇方式停止CPU 地工作，但答应 RAM ，定时 /计数器，串行通信口及中断系统连续工作，掉电方式储存RAM 中地内容， 但震荡器停止工作并禁止其他全部工作直到下一个硬件复位.AT89C51 采纳 PDIP 封装形式，引脚配置 如图 5 所示.图 5 AT89C51 地引脚图AT89C51 芯片地各引脚功能为：P0 口：这组引脚共有8 条， P0.0 为最低位 .这 8 个引脚有两种不同地功能，分别适用于不同地情况，第一种情形是89C51 不带外储备器， P0 口可以为通用 I/O 口使用， P0.0-P0.7 用于传送 CPU
17、地输入/输出数据，这时输出数据可以得到锁存，不需要外接专用锁存器，输入数据可以得到缓冲，增加了数据输入地牢靠性；其次种情形是89C51 带片外储备器， P0.0-P0.7 在 CPU 拜访片外储备器时先传送片外储备器地低8 位地址，然后传送CPU 对片外储备器地读 /写数据 .P0 口为开漏输出，在作为通用欢迎下载精品学习资源I/O 使用时，需要在外部用电阻上拉.P1 口：这 8 个引脚和P0 口地 8 个引脚类似， P1.7 为最高位， P1.0 为最低位，当 P1 口作为通用I/O 口使用时， P1.0-P1.7 地功能和 P0 口地第一功能相同，也用于传送用户地输入和输出数据.P2 口：
18、这组引脚地第一功能与上述两组引脚地第一功能相同即它可以作为通用I/O 口使用，它地第一功能和 P0 口引脚地其次功能相协作，用于输出片外储备器地高8 位地址，共同选中片外储备器单元，但并不是像 P0 口那样传送储备器地读/写数据 .P3 口：这组引脚地第一功能和其余三个端口地第一功能相同，其次功能为掌握功能，每个引脚并不完全相同，如下表2 所示：表 2 P3 口各位地其次功能P3 口各位其次功能P3.0RXT （串行口输入）P3.1TXD （串行口输出）P3.2/INT0 （外部中断 0 输入）P3.3/INT1 外部中断 1 输入 P3.4T0（定时器 /计数器 0 地外部输入）P3.5T1
19、（定时器 /计数器 1 地外部输入）P3.6/WR （片外数据储备器写答应）P3.7/RD （片外数据储备器读答应）Vcc 为+5V 电源线， Vss 接地.ALE ：地址锁存答应线，协作P0 口地其次功能使用，在拜访外部储备器时，89C51 地 CPU 在P0.0-P0.7 引脚线去传送随后而来地片外储备器读/写数据 .在不拜访片外储备器时，89C51 自动在 ALE线上输出频率为 1/6 震荡器频率地脉冲序列.该脉冲序列可以作为外部时钟源或定时脉冲使用./EA: 片外储备器拜访挑选线，可以掌握89C51 使用片内 ROM 或使用片外 ROM,如/EA=1 ，就答应使用片内ROM, 如/EA
20、=0 ，就只使用片外 ROM./PSEN ：片外 ROM 地选通线，在拜访片外ROM 时， 89C51 自动在 /PSEN 线上产生一个负脉冲， 作为片外 ROM 芯片地读选通信号.RST ：复位线，可以使89C51 处于复位 即初始化 工作状态 .通常 89C51 复位有自动上电复位和人工按键复位两种 .XTAL1和 XTAL2 ：片内震荡电路输入线，这两个端子用来外接石英晶体和微调电容，即用来连接 89C51 片内 OSC 震荡器 地定时反馈回路 .3.2 A/D 转换模块数字电压表是诸多数字化外表地核心与基础，电压表地数字化是将连续地模拟量如直流电压转换成不连续地离散地数字形式并加以显示
21、，这有别于传统地以指针加刻度盘进行读数地方法，防止了读数地视差和视觉疲惫 .目前数字万用表地内部核心部件是A D 转换器，转换器地精度很大程度上影响着数字万用表地精确度，依据各种A/D 芯片地转化原理可分为逐次靠近型，双重积分型等等.双积分式A/D 转换器具有抗干扰才能强、转换精度高、价格廉价等优点.与双积分相比，逐次靠近式A/D 转换地转换速度更快，而且精度更高，比如ADC0809 、ADC0808等，它们通常具有8 路模拟选通开关及地址译码、锁存电路等，它们可以与单片机系统连接，将数字量送到单片机进行分析和显示.一个 n 位地逐次靠近型A/D 转换器只需要比较n 次，转换时间只取决于位数和
22、时钟周期，逐次靠近型A/D 转换器转换速度快，因而在实际中广泛使用.欢迎下载精品学习资源3.2.1 逐次靠近型 A/D 转换器原理逐次靠近型 A/D 转换器是由一个比较器、A/D 转换器、储备器及掌握电路组成.它利用内部地寄存器从高位到低位一次开头逐位摸索比较.转换过程如下：开头时，寄存器各位清零，转换时，先将最高位置1，把数据送入A/D 转换器转换，转换结果与输入地模拟量比较，假如转换地模拟量比输入地模拟量小，就1 保留，假如转换地模拟量比输入地模输入电压输入数字量次序脉冲发生器逐 次 逼 近寄存器ADC电压比较器拟量大，就1 不保留，然后从其次位依次重复上述过程直至最低位，最终寄存器中地内
23、容就是输入模拟量对应地二进制数字量.其原理框图如图 2 所示：欢迎下载精品学习资源3.2.2 ADC0808主要特性图 2 逐次靠近式 A/D 转换器原理图欢迎下载精品学习资源ADC0808是 CMOS 单片型逐次靠近式A/D 转换器，带有使能掌握端，与微机直接接口，片内带有锁存功能地8 路模拟多路开关，可以对8 路 0-5V 输入模拟电压信号分时进行转换，由于ADC0808设计时考虑到如干种模/数变换技术地特长，所以该芯片特别适应于过程掌握，微掌握器输入通道地接口电路，智能仪器和机床掌握等领域.ADC0808 主要特性 :8 路 8 位 A/D 转换器，即辨论率8 位；具有锁存掌握地8 路模
24、拟开关；易与各种微掌握器接口；可锁存三态输出，输出与TTL兼容；转换时间：128s；转换精度：0.2% ；单个+5V 电源供电；模拟输入电压范畴0- +5V ，无需外部零点和满度调整；低功耗，约15mW.3.2.3 ADC0808 地外部引脚特点ADC0808 芯片有 28 条引脚，采纳双列直插式封装，其引脚图如图3 所示.欢迎下载精品学习资源图 3 ADC0808 引脚图下面说明各个引脚功能:IN0-IN7 （ 8 条）： 8 路模拟量输入线，用于输入和掌握被转换地模拟电压.地址输入掌握（ 4 条）：ALE: 地址锁存答应输入线，高电平有效，当ALE 为高电平常，为地址输入线，用于挑选IN0
25、-IN7上那一条模拟电压送给比较器进行A/D 转换.START ： A/D 转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns 宽）使其启动（脉冲上升沿使0808 复位，下降沿启动A/D 转换） .EOC ： A/D 转换终止信号，输出，当A/D 转换终止时，此端输出一个高电平（转换期间始终为低电平） .D1-D8 ：数字量输出端，D1 为高位 .OE ：数据输出答应信号，输入高电平有效.当 A/D 转换终止时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量.REF+ 、REF-: 参考电压输入量，给电阻阶梯网络供应标准电压.Vcc 、 GND: Vcc 为主电源输入端，GND 为接地端，
26、一般REF+ 与 Vcc 连接在一起， REF-与 GND连接在一起 .CLK ：时钟输出端 .要求时钟频率不高于640KHZ.ADDA 、ADDB 、ADDC:3 位地址输入线，用于选通8 路模拟输入中地一路 .3.2.4 ADC0808 地内部结构及工作流程ADC0808 由 8 路模拟通道挑选开关，地址锁存与译码器，比较器，8 位开关树型A/D 转换器，逐次靠近型寄存器，定时和掌握电路和三态输出锁存器等组成，其内部结构如图4 所示 .欢迎下载精品学习资源图 4 ADC0808 地内部结构其中：（ 1） 8 路模拟通道挑选开关实现从8 路输入模拟量中挑选一路送给后面地比较器进行比较.（ 2
27、）地址锁存与译码器用于当ALE信号有效时，锁存从ADDA 、ADDB 、ADDC3 根地址线上送来地 3 位地址，译码后产生通道挑选信号，从8 路模拟通道中挑选当前模拟通道.（ 3）比较器， 8 位开关树型 A/D 转换器，逐次靠近型寄存器，定时和掌握电路组成8 位 A/D 转换器，当 START 信号有效时，就开头对当前通道地模拟信号进行转换，转换完成后，把转换得到地数字量送到 8 位三态锁存器，同时通过引脚送出转换终止信号.（ 4）三态输出锁存器储存当前模拟通道转换得到地数字量，当OE 信号有效时，把转换地结果送出.ADC0808 地工作流程为：（ 1）输入 3 位地址，并使 ALE=1,
28、 将地址存入地址锁存器中，经地址译码器从8 路模拟通道中选通 1 路模拟量送给比较器 .（ 2）送 START 一高脉冲， START 地上升沿使逐次寄存器复位，下降沿启动A/D转换，并使EOC 信号为低电平 .（ 3）当转换终止时，转换地结果送入到输出三态锁存器中，并使EOC 信号回到高电平，通知CPU 已转换终止 .（ 4）当 CPU 执行一读数据指令时，使OE 为高电平，就从输出端D0-D7 读出数据 .3.2.5 A D 转换电路地接口设计A D 转换器采纳集成电路ADC0808.ADC0808具有 8 路模拟量输入信号IN0 IN71 5 脚、26 28 脚，地址线C、B、 A23
29、25 脚打算哪一路模拟输入信号进行A D 转换，本电路将地址线C、B 、A 均接地，即挑选0 号通道输入模拟量电压信号.22 脚 ALE 为地址锁存答应掌握信号，当输入 为高电平常，对地址信号进行锁存.6 脚 START 为启动掌握信号，当输入为高电平常，A D 转换开头 . 本电路将 ALE 脚与 START 脚接到一起，共同由单片机地P2 0 脚和 WR 脚通过或非门掌握.7 脚 EOC 为 A D 转换终止信号，当A D 转换终止时， 7 脚输出一个正脉冲，此信号可作为A D 转换是否终止地检测信号或向CPU 申请中断地信号，本电路通过一个非门连接到单片机地P3 2 脚.9 脚 OE 为
30、 A欢迎下载精品学习资源 D 转换数据输出答应掌握信号，当OE 脚为高电平常，答应读取A D 转换地数字量 .该 OE 脚由单片机地 P2 0 脚和 RD 脚通过或非门掌握.10 脚 CLOCK为 ADC0808 地实时时钟输入端，利用单片机30 引脚 ALE 地六分频晶振频率得到时钟信号.数字量输出端8 个接到单片机地 P0 口.图 5 如下 :图 5 单片机与 ADC0808 地接口 .3.3 复位电路和时钟电路3.3.1 复位电路设计单片机在启动运行时都需要复位，使CPU 和系统中地其他部件都处于一个确定地初始状态，并从这个状态开头工作.MCS-51 单片机有一个复位引脚RST,采纳施密
31、特触发输入 .当震荡器起振后，只要该引脚上显现2 个机器周期以上地高电平即可确保时器件复位1. 复位完成后，假如RST 端连续保持高电平， MCS-51 就始终处于复位状态，只要RST 复原低电平后，单片机才能进入其他工作状态.单片机地复位方式有上电自动复位和手动复位两种，图6 是 51 系列单片机统常用地上电复位和手动复位组合电路，只要 Vcc 上升时间不超过 1ms，它们都能很好地工作 .欢迎下载精品学习资源3.3.2 时钟电路设计图 6 复位电路欢迎下载精品学习资源单片机中 CPU 每执行一条指令，都必需在统一地时钟脉冲地掌握下严格按时间节拍进行，而这个时钟脉冲是单片机掌握中地时序电路发
32、出地.CPU 执行一条指令地各个微操作所对应时间次序称为单片机地时序 .MCS-51 单片机芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成震荡器，XTAL1为该放大器地输入端， XTAL2 为该放大器输出端，但形成时钟电路仍需附加其他电路.本设计系统采纳内部时钟方式，利用单片机内部地高增益反相放大器，外部电路简，只需要一个晶振和 2 个电容即可，如图7 所示 .欢迎下载精品学习资源图 7 时钟电路电路中地器件挑选可以通过运算和试验确定，也可以参考一些典型电路地参数，电路中，电容器C1 和 C2 对震荡频率有微调作用，通常地取值范畴是3010pF，在这个系统中挑选了33pF；石英晶振挑选范畴最高可选2
33、4MHz ，它打算了单片机电路产生地时钟信号震荡频率，在本系统中挑选地是12MHz ，因而时钟信号地震荡频率为12MHz.3.4 LED 显示电路设计3.4.1 LED 基本结构LED 是发光二极管显示器地缩写.LED 由于结构简洁、价格廉价、与单片机接口便利等优点而得到广泛应用 .LED显示器是由如干个发光二极管组成显示字段地显示器件.在单片机中使用最多地是七段数码显示器 .LED 七段数码显示器由8 个发光二极管组成显示字段，其中7 个长条形地发光二极管排列成“日”字形，另一个圆点形地发光二极管在显示器地右下角作为显示小数点用，其通过不同地组合可用来显示各种数字.LED 引脚排列如下图 8
34、 所示 :欢迎下载精品学习资源3.4.2 LED 显示器地挑选图 8 LED 引脚排列欢迎下载精品学习资源在应用系统中，设计要求不同，使用地LED 显示器位置数也不同，因此就生产了位数，尺寸，型号不同地LED 显示器供挑选，在本设计中，挑选4 位一体地数码型LED 显示器，简称 “4-LED”.本系统中前一位显示电压地整数位，即个位，后两位显示电压地小数位.4-LED显示器引脚如图9 所示，是一个共阴极接法地4 位 LED 数码显示管，其中a， b， c， e， f， g 为 4 位 LED 各段地公共输出端， 1、2、 3、4 分别是每一位位置数选端，dp 是小数点引出端，4 位一体 LED
35、 数码显示管地内部结构是由4 个单独地LED组成，每个 LED 地段输出引脚在内部都并联后，引出到器件地外部.欢迎下载精品学习资源图 94 位 LED 引脚对于这种结构地LED 显示器，它地体积和结构都符合设计要求，由于4 位 LED 阴极地各段已经在内部连接在一起，所以必需使用动态扫描方式（将全部数码管地段选线并联在一起，用一个I/O 接口掌握）显示 .3.4.3 LED 译码方式译码方式是指由显示字符转换得到对应地字段码地方式，对于LED 数码管显示器，通常地译码方式有硬件译码和软件译码方式两种.硬件译码是指利用特地地硬件电路来实现显示字符码地转换.软件译码就是编写软件译码程序，通过译码程
36、序来得到要显示地字符地字段码，译码程序通常为查表程序 .本设计系统中为了简化硬件线路设计，LED 译码采纳软件编程来实现.由于本设计采纳地是共阴极LED ，其对应地字符和字段码如下表3.4.3 所示 .表 3.4.3 共阴极字段码表显示字符共阴极字段码03FH106H25BH34FH466H56DH67DH707H87FH96FH3.4.4 LED 显示器与单片机接口设计由于单片机地并行口不能直接驱动LED 显示器，所以，在一般情形下，必需采纳专用地驱动电路芯片，使之产生足够大地电流，显示器才能正常工作.假如驱动电路才能差，即负载才能不够时，显示欢迎下载精品学习资源器亮度就低，而且驱动电路长期
37、在超负荷下运行简洁损坏，因此，LED 显示器地驱动电路设计是一个特别重要地问题 .为了简化数字式直流电压表地电路设计，在LED 驱动电路地设计上，可以利用单片机P0 口上外接地上拉电阻来实现，即将LED 地 A-G 段显示引脚和 DP 小数点显示引脚并联到P0 口与上拉电阻之间，这样，就可以加大P0 口作为输出口地驱动才能，使得LED 能依据正常地亮度显示出数字，如图10 所示.欢迎下载精品学习资源3.5 总体电路设计图 10 LED 与单片机接口间地设计欢迎下载精品学习资源经过以上地设计过程，可设计出基于单片机地简易数字直流电压表硬件电路原理图如图10 所示 .欢迎下载精品学习资源图 10
38、简易数字电压表电路图此电路地工作原理是：+5V 模拟电压信号通过变阻器VR1 分压后由 ADC0808 地 IN0 通道进入（由于使用地 IN0 通道，所以 ADDA,ADDB,ADDC均接低电平），经过模/数转换后，产生相应地数字量经过 其输出通道 D0-D7 传送给 AT89C51 芯片地 P1 口， AT89C51 负责把接收到地数字量经过数据处理，产生正确地 7 段数码管地显示段码传送给四位LED ，同时它仍通过其四位I/O 口 P2.0、P2.1、 P2.2、P2.3 产生位选信号掌握数码管地亮灭.此外， AT89C51 仍掌握 ADC0808 地工作 .其中，单片机AT89C51
39、通过定时器中断从 P2.4 输出方波，接到 ADC0808 地 CLOCK,P2.6 发正脉冲启动 A/D 转换， P2.5 检测 A/D 转换是否完成，转换完成后，P2.7 置高从 P1 口读取转换结果送给LED 显示出来 .简易数字直流电压表地硬件电路已经设计完成，就可以选取相应地芯片和元器件，利用Proteus 软件绘制出硬件地原理，并认真地检查修改，直至形成完善地硬件原理图.但要真正实现电路对电压地测量和 显示地功能，仍需要有相应地软件协作，才能达到设计要求.4 系统软件设计4.1 程序设计总方案依据模块地划分原就，将该程序划分初始化模块，A/D 转换子程序和显示子程序，这三个程序模块
40、构成了整个系统软件地主程序，如图11 所示 .欢迎下载精品学习资源开头初始化调用 A/D 转换子程序调用显示子程序终止图 11 数字式直流电压表主程序框图4.2 系统子程序设计4.2.1 初始化程序所谓初始化，是对将要用到地MCS_51系列单片机内部部件或扩展芯片进行初始工作状态设定， 初始化子程序地主要工作是设置定时器地工作模式，初值预置，开中断和打开定时器等.程序如下 :Void ST=0 ；OE=0 ；ET1=1 ；/定时 /计数器 1 开中断EA=1 ；开中断TMOD=0x10 ；TH1=65536-5000/256 ；/T1 初值： 5ms TL1=65536-5000%256 ；T
41、R1=1 ；/ 定时/计数器运行掌握位ST=1 ；ST=0 ；依据定时 /计数器地运算模式和工作方式猎取TMOD 地值，并对TMOD 赋值 .设计初值，用赋值语句将计数初值赐予TH1 ， TL1.4.2.2 A/D 转换子程序A/D转换子程序用来掌握对输入地模块电压信号地采集测量，并将对应地数值存入相应地内存单元，其转换流程图如图12 所示 .欢迎下载精品学习资源开头启动转换A/D 转换终止？输出转换结果数值转换显示终止图 12 A/D 转换流程图系统上电状态，初始化ADC0808 地启动地址，数码管显示关闭，开头启动A D 转换.等待启动终止后，将 ADC0808 地 0 号通道模拟量输入信
42、号转换输出地数字量结果通过数码管动态显示地方式显示到三位数码管上.程序如下 :Sbit ST=P30 ；/ 启动 A/D 转换掌握信号输入端Sbit OE=P31 ；/输出答应掌握端Sbit EOC=P32 ；/ 转换终止信号输出端Sbit CLK=P33 ；Void main （）P2=0xff ；初始化各数码管While1ST=0；/启动 A/D 转换ST=1；ST=0；While （ EOC=0 ）；等待转换终止OE=1 ；/输出答应Getdata=P0； / 得到转换后数据存放在getdata OE=0 ；关闭输出答应欢迎下载精品学习资源4.2.3 显示子程序显示子程序采纳动态扫描实现
43、四位数码管地数值显示，在采纳动态扫描显示方式时，要使得LED 显示地比较匀称，又有足够地亮度，需要设置适当地扫描频率，当扫描频率在70HZ 左右时，能够产生比较好地显示成效，一般可以采纳间隔10ms 对 LED 进行动态扫描一次，每一位LED 地显示时间为1ms.测量所得地 A/D 转换数据放在 70H 77H 内存单元中，测量数据在显示时需转换成为十进制BCD 码放在 78H 77BH 内存单元中，其中7BH 存放通道标志数 .寄存器 R3 用作 8 路循环掌握， R0 用作显示数据地址指针 .程序如下：Void seprunsigned char iUchar ch ；ch=I ；chh=ch/51 ；/除以 51 得到高位ch=ch%51 ；/取余运算ch1=ch*10/51 ；再除以 51，并扩大 10 倍，得到低位 void disp （）Uchar