课程设计题目:51单片机的电压采集与显示系统设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2010 年 9 月5 日摘要随着电子科技的不断发展与进步，电压测量成为广大电子领域中必须掌握的过程，并且对测量的精度和采集功能的要求也越来越高，而电压的测量与显示系统甚为重要。
本文介绍的重点是电压数据的采集与显示系统，数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机8051来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括模-数转换模块，显示模块，和串行接口部分，还有一些简单的外围电路。
8路被测电压通过通用ADC0809模-数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，由单片机对数据进行处理，用数码管显示模块来显示所采集的结果，由相关控制器完成数据接收和显示，VB程序编写了更加明了化数据显示界面。
本系统主要包括四大模块：数据采集模块、控制模块、显示模块、A/D转换模块。
绘制电路原理图与工作流程图，并进行调试，最终设计完成了该系统的硬件电路。
在软件编程上，采用了C语言进行编程，开发环境使用相关集成开发环境。
开发了显示模块程序、通道切换程序、A/D转换程序。
关键词：单片机， ADC0809，A/D转换，模块显示电压测量AbstractAlong with the development of electronic technology progress, voltage measurement of electronic fields become broad must grasp of the process, and the accuracy of measurement and collection function requirements, and more and more is also high voltage measurement and display system is very important. This paper focuses on voltage data acquisition and display system, data collection and communication control using modular design, data collection and communication control adopted MCU 8051, hardware part is, still include singlechip mode - several conversion module, display module, and the serial interface, and some simple outer circuit.8 and the voltage to be measured by general ADC0809 mode - and to count the collected data for analog to digital, by SCM processing of data, using a digital display module to show the tube, the related results of collecting data receiving and display controller, VB programming and the data showed that the interface. This system mainly including four modules: the data acquisition module, control module, display module, A/D conversion module. Draw circuit principle diagram and the work flow, and debugging, finally completed the system design of hardware circuit. In software programming, the C language program development environment, use the integrated development environment. Develop A display module procedures, channel switching procedures, A/D conversion program..Keywords: SCM, ADC0809, A/D conversion, module display voltage measurements.目录1引言 (6)2课程设计题目、任务及要求及方案 (7)3电路原理说明 (9)3.1ADC0809模数转换芯片 (9)3.2 AT89C51单片机 (10)3.3八段数码管和74LS47 (10)3.4 系统整体工作原理 (11)3.4．1硬件原理 (11)3.4．2软件原理分析 (12)4设计总体框图 (16)4．1硬件总体框图 (16)4.2程序总体框图 (16)4.3待测信号源单元电路 (17)4.4 AT89C51单片机 (18)4.5单片机控制单元 (19)4.5．1外部时钟电路 (19)4.5．2复位电路 (20)4.5．3数码管显示模块 (21)5调试报告 (22)6 总结及设计心得 (23)参考文献 (24)附录.............................................. 2错误!未定义书签。
引言数字电压表（Digital V oltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。
目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛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，示出强大的生命力。
与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。
本章重点介绍51单片机的电压采集与显示系统的基于单片机的数字电压表的工作原理，该设计首先简要介绍了设计电压表的主要方式以及单片机系统的优势；然后详细介绍了直流数字电压表的数据采集与显示的设计流程，以及硬件系统和软件系统的设计，并给出了硬件电路的设计细节，包括各部分电路的走向、芯片的选择以及方案的可行性分析等。
2课程设计题目、任务要求及方案题目：基于51单片机的电压采集与显示系统的设计（1）课程设计主要任务：A、复习有关课程，例如数字电路、单片机等；B、以89c51为核心，根据设计指标设计电路的框图；C、根据要求设计出硬件电路图和软件装配图；D、查阅资料，确定所需各元器件型号和相关技术参数；E、拟定调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求；F、实现对电压的数据采集与显示，完成课程设计工作。
（2）课程设计的要求A、以89c51单片机为核心芯片，采用ADC0809设计一个单通道模拟电压采集电路，要求对所接通道变化的模拟电压值进行采集，采集来的数字量一路送至数码管指示，通过相关转换在数码管上精确显示出来；B、能够对直流电压进行相应的采集和转换；C、利用led对电压值进行显示，精确到小数点后两位；D、设计系统的硬件与软件电路，并写出相关程序进行调试；E、用相关软件（如PROTEL、VISIO制图软件）画出各个分电路；F、完成对设计方案的论证，并做好分析和总结工作。
（3）课程设计的方案：依据综合课程设计的要求，以51单片机为核心，采用ADC0809设计一个单通道模拟电压采集电路，要求对所接通道变化的模拟电压值进行采集，采集来的数字量一路送至数码管指示，通过相关转换在数码管上精确显示出来，每行显示5个数据，采集完100个数据后停止采集过程，显示的电压值可以保留到小数点后两位。
电压表的作用即是测直流电压的大小，通过对电压值的采集与处理，而由所学微控制器的知识可知，可以利用单片机的模数转换来实现这一设计，进一步把相应的电压值精确显示出来。
模数转换就是利用单片机控制模数转换芯片（A/D）,让它对外部的一个模拟信号进行采样、量化、编码然后转化为一个离散的数字量，提供给控制器作进一步处理。
对于常用的A/D转换芯片有ADC0809、ADC0808等。
它们都是8位的模数转换芯片，就是把模拟量转换为一个8位的二进制数。
利用单片机89c51与ADC0808设计一个数字电压表，将模拟信号0～5 V之间的直流电压值转换成数字量信号0～FF，以数码管显示。
Protel软件启动仿真，当前输入电压为2．5 0V，转换成数字值为7FH，用鼠标指针调节电位器尺,可改变输入模／数转换器ADc0808的电压，并通过虚拟电压表观察ADc0808模拟量输入信号的电压值，LED数码管实时显示相应的数值量。
此次电压表总体的方案就是用单片机的I/O口输出信号来控制A/D启动转换，将送入的模拟量转换为一个8位数字量，然后再通过I/O口送回单片机内部进行处理，单片机进行一系列的运算和校准后，通过数码管将电压值显示出来。
而在方案的实现上由两部分组成：硬件部分和软件部分。
硬件即电子元器件的选择且将它们连接成一个可行的硬件系统，软件是硬件系统功能化的重要组成部分。
硬件的设计可以在Protel，VISIO上进行，软件可以用Protel自带的汇编工具或是KEIL C51等工具编写C语言，然后在Protel将硬软件相结合，进行仿真，再根据结果不断对硬件进行改进，对软件进行调试，实现电压的采集与显示功能。
3电路原理说明3.1 ADC0809模数转换芯片ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。
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。
ADC0808是ADC0809的简化版本，功能基本相同。
一般在硬件仿真时采用ADC0808进行A/D 转换，实际使用时采用ADC0809进行A/D 转换。
DIP 封装的引脚如图1所示。
其内部结构如图11引脚1～5，26～28（IN0～IN7）：8路模拟量输入端。
引脚8，14，15，17～21：8位数字量输出端。
引脚22（ALE ）：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。