數(shù)字電壓表說明書.

1、湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)字電壓表說明書 系別： 自動(dòng)化工程系 年級(jí)： 10級(jí) 專業(yè)： 電氣自動(dòng)化 姓名： 林敬 學(xué)號(hào): 1001010117 導(dǎo)師姓名： 明雄 職稱： 講師 2013年5月25日 目錄 1. 前言 1 2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)要求. 2 3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 3 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖 . 3 3.2 各模塊原理說明 3 3.2.1 AT89S51 模塊 錯(cuò)誤！未定義書簽。 322 ADC0804模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊4 3.2.3 四位數(shù)碼管顯示模塊 5 3.3 系統(tǒng)總原理圖說明 6 3.4 系統(tǒng)印刷電路板的制作圖 6 3.5 系統(tǒng)的操作說明 6 3.6 系統(tǒng)操作注意事項(xiàng) 6 參考文獻(xiàn) 7

2、 致謝詞 8 附錄 9 附錄一：電路總原理圖 9 附錄二：印刷電路板原理圖 10 附錄三：元件清單 11 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品說明書 1. 刖言 單片機(jī)是在一塊半導(dǎo)體材料上集成了CPU存儲(chǔ)器、I/O接口等各種功能部件，具有體 積小、功耗低、價(jià)格便宜、功能強(qiáng)、可靠性好和使用方便靈活的特點(diǎn)。隨著以半導(dǎo)體集成電 路為中心的微電子技術(shù)的進(jìn)步，單片機(jī)在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、智能化儀表、辦公自動(dòng)化以 及家用電器等各個(gè)儲(chǔ)藏中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。數(shù)字電壓表（DigitalVoltmeter 簡稱 DVM）是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬電壓量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字化形式并 加以顯示的

3、儀表。 傳統(tǒng)指針式電壓表功能單一、精度低，難于滿足數(shù)字化時(shí)代的需求，采 用A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)字電壓表，由于具有測量精度高，抗干擾和可擴(kuò)展能力強(qiáng)， 以及集成性能好等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于電子及電工測量 ，工業(yè)自動(dòng)化儀表、 自動(dòng)測 試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域。 13 2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)要求 ADC0804。具 該簡易電壓表對輸入 05V的模擬電壓進(jìn)行測量和數(shù)據(jù)顯示（要求使用 體設(shè)計(jì)要求是： （1）實(shí)現(xiàn)電壓表的電源自檢顯示。 （2） 實(shí)現(xiàn)電壓表的電壓測量功能（電壓范圍為：05V）。 （3）實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的正確顯示。 3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖 3.系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖3-1系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖 3.2各模

4、塊原理說明 3.2.1 AT89S51 模塊 本設(shè)計(jì)采用以AT89S51為核心的最小系統(tǒng)，其電路圖如圖3-2。 口匚二|衛(wèi) no 1 mi 亟 ns + njT nr 7 n? 3 gf7 130 10 13k H 西H7 囲iy 18 no ACC in 刑 R1 U1 P91 P13 Ptl FW JJM51 期 n; Rt Pli 跚 P17 口H lirmt EO IA El KLE Ki rmr KJ PJ7 IFJf F5 MJ ri 州 ：K7 F53 Jirw P21 1IW Fil VIF Fit 訂Eft 打KO 予而 54 ms 3T iw 12 M7 遼 腫 wc 歹K

5、7 r? im ft K5 1爐 Wfa 廿g m IT rzh 圖3-2最小系統(tǒng) 1. 功能特性概括： AT89S51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：40個(gè)引腳、4K Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、128 Bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM、32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O ） 口、5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中 斷嵌套中斷、2個(gè)數(shù)據(jù)指針、2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器、2個(gè)全雙工串行通信口、看門 狗（ WDT電路、片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。此外， AT89S51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支 持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行 通信口、外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)

6、工作。 掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功 能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。 2. 本設(shè)計(jì)所用到管腳說明： VCC供電電壓。 GND :接地。 P0 口： P0 口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 作為輸出口 用時(shí)，能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“ 1 ”時(shí)，被定義為高阻輸入。 EA/VPP外部訪問允許。欲使 CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H-FFFFH, EA 端必須保持低電平（接地）。需要注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA端 狀態(tài)。如EA端保持高電平（接VCC端）,CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 Fl

7、ash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳用于施加+12V編程電壓（VPF）。 XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入端。 XTAL2反向振蕩放大器器的輸出端。 3.2.2 ADC0804模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 we 加T 15 K FQ FQ1 HM功wd邛功 C C It M3 本模塊以ADC0804芯片為核心的電路設(shè)計(jì)，其電路圖如圖3-3。 w nr clhiu VW 1 _ 圖3-3 ADC0804模數(shù)轉(zhuǎn)換 ADC0804是用CMOS!成工藝制成的逐次比較型摸數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。分辨率8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間 100卩s，輸入電壓范圍為05V,增加某些外部電路后，輸入模擬電壓可為5V。該芯片內(nèi)有 輸出數(shù)據(jù)鎖存

8、器，當(dāng)與計(jì)算機(jī)連接時(shí)，轉(zhuǎn)換電路的輸出可以直接連接在CPU數(shù)據(jù)總線上，無 須附加邏輯接口電路。所謂A/D轉(zhuǎn)換器就是模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC是將輸入的模擬信 號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。 ADC0804LCN與單片機(jī) AT89S51的接口是由 11條線來完成的，單片機(jī) AT89S51的 P0 口與ADC0804LCN芯片的數(shù)據(jù)傳輸端相連， P3.2用來作為 ADC0804LCN俞入時(shí)鐘 CLKIN 控制端，P3.6 與 P3.7 和 ADC0804LCN的 RW與 RD端相連。 圖3-4四位數(shù)碼管 八段數(shù)碼顯示管有兩種， 一種是共陽數(shù)碼管，其內(nèi)部是由八個(gè)陽極相連接的發(fā)光二極管 組成；另一種是共陰數(shù)碼管，其內(nèi)

9、部是由八個(gè)陰極相連接的發(fā)光二極管組成。二者原理不同 但功能相同。本設(shè)計(jì)的電壓顯示選用4個(gè)共陽八段數(shù)碼管 LED作為電路的顯示使用。其中4 個(gè)9012三極管是為數(shù)碼管提供驅(qū)動(dòng)。4個(gè)上拉電阻連接 AT89S51拉高電路電平為顯示提供 充足電壓。 3.3系統(tǒng)總原理圖說明 總原理圖參見附錄一。 數(shù)字電壓表是利用A/D轉(zhuǎn)換電路將待測的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過相應(yīng)換算后將 測試結(jié)果以數(shù)字形式顯示出來的一種電壓表。本系統(tǒng)在接入電源后電路指示燈點(diǎn)亮，復(fù)位后 數(shù)碼管顯示0.00U，電路正常運(yùn)行?？山尤氪郎y電源進(jìn)行測量。每次測量開始前都需要進(jìn)行 復(fù)位，以避免上次的測量影響到下次測量的結(jié)果。 3.4系統(tǒng)印刷電路

10、板的制作圖 詳見附錄二。 3.5系統(tǒng)的操作說明 接通電源，數(shù)碼管顯示0.00U則為正常情況可接入待測電壓；若不為0.00U請按下復(fù)位 鍵至正常情況是方可接入待測電壓。本系統(tǒng)最高峰值只可到5V,若超過這依然顯示 5V。 3.6系統(tǒng)操作注意事項(xiàng) （1）要注意該電壓表的量程，切誤測量比額定值大。 （2）電壓表使用或存放應(yīng)避免高溫、寒冷、陽光直射、高濕度及強(qiáng)烈振動(dòng)環(huán)境。 （3）為了延長電池的使用壽命，每次用完時(shí)應(yīng)將電源撥斷開。長期不用，要取出電池， 以防止電池漏出電解液而腐蝕電池盒。 參考文獻(xiàn) 1 李建忠，單片機(jī)原理及應(yīng)用M.西安：電子科技大學(xué)出版社，2002.2 2 王為青，邱文勛，51單片機(jī)應(yīng)用開

11、發(fā)案例精選M.北京：人民郵電出版社，2007.8 3 張 齊，朱寧西，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社，2009.1 4 萬光毅，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程1M.北京：航空航天大學(xué)出版社，2006.5 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，2004 鐘富昭，張晨，8051單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)與應(yīng)用M.北京：人民郵電出版社，2007 7 胡學(xué)海，單片機(jī)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京：北京電子工業(yè)出版社，2001 8 樓然苗，李光飛，51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006 致謝詞 三年的大學(xué)時(shí)光一晃而過，猶如白駒過隙一般的不著痕跡。可細(xì)細(xì)

12、回想起來卻又那么的 耐人尋味。在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完成之際，我想向曾經(jīng)給我?guī)椭椭С值娜吮硎局孕牡母兄x。 首先我要感謝在背后辛勤勞動(dòng)默默支持著我的父母，是他們的付出才有我在校園安靜學(xué) 習(xí)生活的機(jī)會(huì)。 其次感謝湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院，給我提供這么好的學(xué)習(xí)生活環(huán)境，在校學(xué)習(xí)和生活的日 子是我一生中一段難忘的經(jīng)歷。 感謝蔡明雄老師細(xì)心為我修改論文，從他那里學(xué)到的不只是專業(yè)知識(shí)，更多的是做人的 道理。感謝梁峰林老師三年來擔(dān)任我們的班主任，對我們生活、學(xué)習(xí)方面都付出了許多努力， 沒有她的帶領(lǐng)，我們不會(huì)成為合格的畢業(yè)生，另外還要感謝許振龍、林壽光、邱興陽、李清 生、鄭維清、陳輝煌、楊阿弟、陳麗霞、宋進(jìn)老師，他們在學(xué)

13、習(xí)方面給了我大量的指導(dǎo)，讓 我學(xué)到了知識(shí)，也獲得了實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì)。 他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、 對我的嚴(yán)格要求以及為人 處世的坦蕩將使我終身受益。除此之外，他們對我生活的關(guān)心和照顧也使得我得以順利完成 大學(xué)的學(xué)業(yè)。在此祝愿他們身體健康，全家幸福！ 最后還要感謝三年來一起生活學(xué)習(xí)的同學(xué)們，人生旅途中有著各種的幸酸與喜悅。是你 們在陪伴著我一起度過，希望即將融入社會(huì)的你們能夠闖出屬于自己的一片天空。 附錄一：電路總原理圖 T 2：電瀬電路 附錄 電壓米集 : 外心 ；.7. L. Yi3 #L3 UL 1上 PM UUD PV ik &.TT ATL3CJ L X-1- i MJT5 1HTT5 3CR

14、E9 riL SEE M3 FJ KTJ 科丄慟 nuF W# #jr TOqj XSA11 . 2-L： 1 復(fù)位電路 M4 Mi m2 押 MJ； 尿 W MH Tf5T TiB* 巻三 .3 mg J J i A- I O tzkt:mJ2T-: TTT7： Ta Ki .亡！: 甲叫 F眄 O3_K 甲眄 VG.L :汀 :tt r b K 單片機(jī)電路 顯喬電路 lcJtmsmk VDC _JT U( !$八、 二 X盂盂篤 iEfSk wt 附錄二：印刷電路板原理圖 口 hu*a 1 匚 卜 附錄三：元件清單 序號(hào) 元件名稱 型號(hào)與規(guī)格 單位 數(shù)量 1 電阻 R25R274.7K 只 2 R9R10R11R12R20R26RP210K 只 7 R19R18 1K 只 2 R1R8510 8 2 電解電容 C9