2011届本科毕业论文（设计）本科生毕业论文（设计）题目：数字电压表的设计与实现学院计算机科学与技术系学科门类计算机专业嵌入式应用技术学号姓名指导教师2015年5月5日目录摘要 (1)Abstract (2)1 前言 (3)1.1 课题背景 (3)1.2 发展方向 (3)1.3 课题的目的和意义 (4)1.4 本设计完成的工作 (5)2 总体方案设计 (6)2.1 硬件设计 (6)2.1.1 电源模块 (6)2.1.2 主控制器模块 (7)3 硬件实现及单元电路设计 (8)3.1 主控制模块 (8)3.1.1 单片机的时钟电路与复位电路设计 (8)3.1.2 单片机STC89C52及特点概述 (9)3.1.3 主要特性 (9)3.1.4 管脚说明 (9)3.1.5 STC89C52结构 (11)3.2 单片机管脚说明 (11)3.3 模数转换模块设计 (13)3.3.1 ADC性能参数 (13)3.3.2 ADC静态特性 (13)3.3.3 ADC动态特性 (14)3.3.4 ADC性能测试 (15)3.3.5 常用ADC芯片概述 (15)3.3.6 ADC0832模数转换原理及主要技术指标 (15)3.3.7 ADC0832与单片机的接口电路 (17)3.4 数码管显示电路设计 (17)3.5 电源设计 (18)4 系统软件设计方案 (19)4.1系统子程序设计 (19)4.1.1 初始化程序 (19)4.1.2 A/D转换子程序 (20)5 系统的安装与调试 (21)5.1 安装步骤 (21)5.2 系统实物图 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)附录1 整机电路原理图 (25)附录2 部分源程序 (26)随着我国现代化技术建设的发展，电子检测技术日新月异,指针式的电压表容易产生误差，并且用起来相对来说比较麻烦，在不就的将来基本上要被市场给淘汰，代替它的将是本设计所涉及到的数字电压表。
数字电压表使用起来非常方便，并且读数简单明了，只要机器不发生跳读现象，结果就是准确唯一的。
本设计基于STC89C52单片机的一种电压测量电路，该电路采用ADC0832A/D转换元件,实现数字电压表的硬件电路与软件设计。
该系统的数字电压表电路简单, 可以测量0～9V的电压值,并在四位LED数码管上显示电压值。
所用的元件较少,成本低,调节工作可实现自动化。
关键词：数字电压表；ADC0832；STC89C52With the development of the construction about modern technology in our country, the technology of electronic detection has advanced. Pointer type voltmeter is prone to error, and it is relatively trouble. In the future it will basically be eliminated by the market. It will be replaced by the digital voltmeter design involved. Digital voltage meter is very convenient to use, and the reading is simple, as long as the machine does not jump phenomenon, the only result is accurate. This design is based on STC89C52 microcontroller for voltage measuring, which uses ADC0832A/D conversion device. It has achieved the digital voltmeter design between hardware circuits and software design. The circuit of this digital voltmeter is simple. It can measure the value of voltage among 0-9V. What’s more, the value can be showed on the four LED digital tube. Fewer components used and low cost are the advantages of the design. It can make the adjustment work be automated.Key words: digital voltmeter ADC0832 STC89C521 前言1.1课题背景随着我国现代化建设的发展，电子检测产品日新月异，特别是单片机的出现，正在引起测量控制仪表领域的新的技术革命。
数字电压表则利用单片机技术结合A/D转换芯片，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示仪表。
目前，有各种单片机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，示出了强大的生命力。
根据对出口、消费、投资等带动经济发展的“三驾马车”分析得出，我国电子信息产业总体面临一个较为有利的发展环境：一是全球电子信息产品市场增长的势头仍将延续，国外产业转移呈现深化趋势，对外出口将保持快速增长。
二是数字奥运建设对电子信息产业的拉动效应将明显显现，特别是数字电视和新一代移动通信的启动，将创造巨大的国内电子信息产品市场。
随着和谐社会的构建，中西部和农村地区的市场前景日益看好。
三是电子信息产业投资势头迅猛，多个超过10亿元的元器件大项目陆续投产，将会推动产业新一轮的规模扩张。
因此从总体上判断，电子信息产业将保持平稳发展，特别在今后可能出现增长高峰，呈现出“低开高走”的态势。
中国数字电压表产业发展研究报告描述了当今世界数字电压表的发展历程，分析了该产业发展现状与差距，也提出了“新型数字电压表产业”概念。
根据“新型数字电压表产业”的评价体系和量化指标体系，从全新的角度对中国数字电压表产业发展进行了推演和精准预测，在此基础上，对中国的行政区划和四大都市圈的数字电压表产业发展进行了全面的研究。
1.2发展方向新型数字仪表的发展主要方向：(1)广泛采用新技术，不断开发新产品,向模块化发展(2)显示清晰直观，读数准确传统的模拟式仪表在读数过程中不可避免的会引入人为的测量误差。
但是数字电压表采用了先进的数显技术，只要仪表不发生跳读现象，测量结果就是唯一的。
(3) 扩展能力强，测量速度快，抗干扰能力强数字电压表，还可扩展成各种通用及专用数字仪表、数字多用表（DMM）和智能仪表，以满足不同的需要；数字电压表在每秒钟内对被测电压的测量次数，叫测量速率，单位是“次/S”。
它主要取决于A/D转换器的转换速率，其倒数是测量周期；5 位以下的DVM（数字电压表）大多采用双积分式A/D 转换器，其串模抑制比、共模抑制比各别可达100dB、80～120dB。
高档DVM 还采用数字滤波、浮地保护等先进技术，进一步提高了抗干扰能力，共模抑制比可达180dB。
(4) 分辨率高，测量范围宽数字电压表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值，称为仪表的分辨力，它反映仪表灵敏度的高低。
分辨力随显示位数的增加而提高。
分辨率是指所能显示的最小数字（零除外）与最大数字的百分比。
多量程DVM一般可测量0～1000V直流电压，配上高压探头还可测上万伏的高压。
(5) 输入阻抗高，集成度高，微功耗数字电压表具有很高的输入阻抗，通常为10MΩ～10000MΩ，最高可达1TΩ。
并且新型数字电压表普遍采用CMOS大规模集成电路，整机功耗很低。
1.3 课题的目的和意义(一) 研究的目的：随着我国现代化建设的发展，电子检测产品日新月异，特别是单片机的出现，正在引起测量控制仪表领域的新的技术革命。
数字电压表则利用单片机技术结合A/D转换芯片，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示仪表。
目前，有各种单片机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，示出了强大的生命力。
(二) 研究的意义：基于在对单片机研究的基础上，本文提出了一种以STC89C52为核心构成数字电压表的看法。
STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
因此，在此基础上进行了数字电压表的工作，给出数字电表的软件和硬件的设计。
考虑到存在的各种干扰对系统的影响，从软件和硬件设计方面进行分析，采用相应的措施以增强系统的抗干扰能力。
1.4 本设计完成的工作(1)熟悉51单片机集成开发环境，运用C语言编写工程文件；(2)熟练应用所选用单片机的内部结构、资源，以及软硬件调试设备的基本方法；(3)自行构建基于单片机的最小系统，完成相关硬件电路的设计实现；(4)实现0-9V电压测量。
2总体方案设计它是以STC89C52单片机为核心，ADC0832采集电压，如图1。
图1 系统总体方框图2.1 硬件设计2.1.1 电源模块由于本系统采用电池供电，我们考虑了如下几种方案为系统供电。
方案1：采用5V蓄电池为系统供电。
蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。
但是蓄电池的体积过于庞大，在使用极为不方便。
因此我们放弃了此方案。
方案2：采用3节1.5 V干电池共4.5V做电源，经过7805的电压变换后为单片机，传感器供电。
经过实验验证系统工作时，单片机、传感器的工作电压稳定能够满足系统的要求，而且电池更换方便。
综上所述采用方案22.1.2 主控制器模块方案1：采用可编程逻辑器件CPLD 作为控制器。
CPLD可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高等优点，并且采用了并行的输入输出方式，提高系统的处理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。
但本系统的逻辑功能不是很复杂，并且对数据的处理速度要求不是非常高，综合各方面考虑我们放弃了此方案。
方案2：采用STC89C52单片机作为整个系统的核心，用处理ADC0832采集的数据，以实现其既定的性能指标。
充分分析我们的系统，其关键在于处理ADC0832采集的电压，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。
这样一来，单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。