1.1数字电压表介绍数字电压表简称DVM,数字电压表基本原理是将输入的模拟电压信号转化为数字信号,再进行输出显示。而A/D转换器的作用是将连续变化的模拟信号量转化为离散的数字信号,器基本结构是由采样保持,量化,编码等几部分组成。因此AD转换是此次设计的核心元件。输入的模拟量经过AD转换器转换,再由驱动器驱动显示器输出,便得到测量的数字电压。本次自己的设计作品从各个角度分析了AD转换器组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及原理,并且分析了数模转换进而使系统运行起来的原理及方法。通过自己的实践提高了动手能力,也只有亲历亲为才能收获掌握到液晶学过的知识。其实也为建立节约成本的意识有些帮助。本次设计同时也牵涉到了几个问题:精度、位数、速度、还有功耗等不足之处,这些都是要慎重考虑的,这些也是在本次设计中的收获。1.3本次设计要求本次设计的作品要求制作数字电压表的量程为0到10v,由于用到的模数转换芯片是ADC0809,设计系统给的供电电压为+5v,所以能够测量的电压范围为-0.25v到5.25v之间,但是一般测量的直流电压范围都在这之上,所以采用电阻分压网络,设计的电压测量范围是0到25v之间,满足设计要求的最大量程5v的要求。同时设计的精度为小数点后三位,满足要求的两位小数的精度,在不考虑AD芯片的量化误差的前提下,此次设计的精度能够满足一般测量的要求。2单片机和AD相关知识2.151单片机相关知识51单片机是对目前所有兼容intel8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是intel的8031单片机,后来随着技术的发展,成为目前广泛应用的8为单片机之一。单片机是在一块芯片内集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路,又称为MCU。51系列单片机内包含以下几个部件:武汉理工大学《单片机原理与应用》课程设计说明书一个8位CPU;一个片内振荡器及时钟电路;4KB的ROM程序存储器;一个128B的RAM数据存储器;寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路;32条可编程的I/O口线;两个16位定时/计数器;一个可编程全双工串行口;5个中断源、两个优先级嵌套中断结构。51系列单片机如下图:P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0/RxD10P3.1/TxD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL218XTAL119VSS20P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P2.7/A1528PSEN29ALE30EA/VPP31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40U189S52图151单片机引脚图2.2AD转换器相关知识ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道,8位逐次逼近式AD转换器。其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。(1)主要特性:1)8路输入通道,8位A/D转换器,即分辨率为8位。2)具有转换起停控制端。3)转换时间为100μs(时钟为640kHz时),130μs(时钟为500kHz时)4)单个+5V电源供电5)模拟输入电压范围0~+5V,不需零点和满刻度校准。6)工作温度范围为-40~+85摄氏度7)低功耗,约15mW。(2)内部结构ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器,内部结构如图13.22所示,它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。1武汉理工大学《单片机原理与应用》课程设计说明书IN31IN42IN53IN64IN75START6EOC7D38OE9CLK10VCC11REF+12GND13D114D215REF-16D017D418D519D620D721ALE22ADDC23ADDB24ADDA25IN026IN127IN228U?ADC0809N图2ADC0909引脚3数字电压表系统设计3.1系统设计框图此次设计的是数字电压表,要求的电压范围是0~5v,而设计扩展的量程为0~25v。系统设计主要包括四个部分:分别是电源模块、AD模数转换部分、51单片机最小系统部分、1602液晶显示部分。首先由单片机初始化ADC0809模数转换芯片和1602液晶显示,当外接被测电压后,ADC0809将模拟电压信号转换为数字信号输入到单片机的I/O口,通过单片机处理后将电压的大小显示在1602液晶上面。如下是本次设计作品的框图...