數字電壓表說明書

1、湄洲灣職業(yè)技術學院2013屆畢業(yè)設計產品說明書湄洲灣職業(yè)技術學院數字電壓表說明書系 別： 自動化工程系 年 級： 10級 專 業(yè)： 電氣自動化 姓 名： 林敬 學 號： 1001010117 導師姓名： 明雄 職 稱： 講師 2013年5月25日11目錄1.前言12.系統(tǒng)設計技術參數要求23.系統(tǒng)設計33.1系統(tǒng)設計總體框圖33.2 各模塊原理說明33.2.1 AT89S51模塊33.2.2 ADC0804模數轉換模塊.43.2.3 四位數碼管顯示模塊.53.3 系統(tǒng)總原理圖說明53.4 系統(tǒng)印刷電路板的制作圖63.5 系統(tǒng)的操作說明63.6 系統(tǒng)操作注意事項6參考文獻7致謝詞8附錄9附錄一：

2、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111.前言單片機是在一塊半導體材料上集成了CPU、存儲器、I/O接口等各種功能部件，具有體積小、功耗低、價格便宜、功能強、可靠性好和使用方便靈活的特點。隨著以半導體集成電路為中心的微電子技術的進步，單片機在工業(yè)控制、數據采集、智能化儀表、辦公自動化以及家用電器等各個儲藏中得到了越來越廣泛的應用。數字電壓表(DigitalVoltmeter簡稱DVM) 是采用數字化測量技術， 把連續(xù)的模擬電壓量轉換成不連續(xù) 、離散的數字化形式并加以顯示的儀表。 傳統(tǒng)指針式電壓表功能單一 、精度低，難于滿足數字化時代的需求，采用A/D 轉換器和單片機構成

3、的數字電壓表，由于具有測量精度高, 抗干擾和可擴展能力強, 以及集成性能好等優(yōu)點 ，目前已被廣泛應用于電子及電工測量 ,工業(yè)自動化儀表、 自動測試系統(tǒng)等智能化測量領域。2.系統(tǒng)設計技術參數要求該簡易電壓表對輸入05V的模擬電壓進行測量和數據顯示（要求使用ADC0804）。具體設計要求是： （1）實現(xiàn)電壓表的電源自檢顯示。（2）實現(xiàn)電壓表的電壓測量功能（電壓范圍為：05V）。（3）實現(xiàn)測試數據的正確顯示。3.系統(tǒng)設計3.1系統(tǒng)設計總體框圖 圖3-1系統(tǒng)設計總體框圖3.2 各模塊原理說明3.2.1 AT89S51模塊本設計采用以AT89S51為核心的最小系統(tǒng)，其電路圖如圖3-2。 圖3-2最小系統(tǒng)

4、1.功能特性概括:AT89S51提供以下標準功能：40個引腳、4K Bytes Flash片內程序存儲器、128 Bytes的隨機存取數據存儲器（RAM）、32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口、5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷、2個數據指針、2個16位可編程定時/計數器、2個全雙工串行通信口、看門狗（WDT）電路、片內振蕩器及時鐘電路。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/計數器、串行通信口、外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作。掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數據，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。2.本設計所用到

5、管腳說明：VCC：供電電壓。 GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，也即地址/數據總線復用口。作為輸出口用時，能驅動8個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”時，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,復位時內部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端保持高電平(接VCC端)，CPU則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程期間，該引腳用于施加+12V編程電壓（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入端。XTAL2：反向振

6、蕩放大器器的輸出端。3.2.2 ADC0804模數轉換模塊本模塊以ADC0804芯片為核心的電路設計，其電路圖如圖3-3。 圖3-3 ADC0804模數轉換ADC0804是用CMOS集成工藝制成的逐次比較型摸數轉換芯片。分辨率8位，轉換時間100s，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。該芯片內有輸出數據鎖存器，當與計算機連接時，轉換電路的輸出可以直接連接在CPU數據總線上，無須附加邏輯接口電路。所謂 A/D 轉換器就是模擬/數字轉換器（ADC） 是將輸入的模擬信號轉換成數字信號。ADC0804LCN與單片機AT89S51的接口是由11條線來完成的，單片機AT89S

7、51的P0口與ADC0804LCN芯片的數據傳輸端相連，P3.2用來作為ADC0804LCN輸入時鐘CLK IN控制端,P3.6與P3.7和ADC0804LCN的RW與RD端相連。3.2.3 四位數碼管顯示模塊本模塊以四個三極管驅動數碼管進行顯示，其電路圖如圖3-4。 圖3-4四位數碼管八段數碼顯示管有兩種，一種是共陽數碼管，其內部是由八個陽極相連接的發(fā)光二極管組成；另一種是共陰數碼管，其內部是由八個陰極相連接的發(fā)光二極管組成。二者原理不同但功能相同。本設計的電壓顯示選用4個共陽八段數碼管LED作為電路的顯示使用。其中4個9012三極管是為數碼管提供驅動。4個上拉電阻連接AT89S51拉高電路

8、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。數字電壓表是利用A/D轉換電路將待測的模擬信號轉換成數字信號，通過相應換算后將測試結果以數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亮，復位后數碼管顯示0.00U，電路正常運行?？山尤氪郎y電源進行測量。每次測量開始前都需要進行復位，以避免上次的測量影響到下次測量的結果。3.4 系統(tǒng)印刷電路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

9、意事項（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避免高溫、寒冷、陽光直射、高濕度及強烈振動環(huán)境。（3）為了延長電池的使用壽命，每次用完時應將電源撥斷開。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1 李建忠，單片機原理及應用M. 西安：電子科技大學出版社，2002.22 王為青，邱文勛，51單片機應用開發(fā)案例精選M. 北京：人民郵電出版社，2007.83 張 齊，朱寧西，單片機應用系統(tǒng)設計技術M. 北京：電子工業(yè)出版社，2009.14 萬光毅，單片機實驗與實踐教程1M. 北京：航空航天大學出版社，2006.55 吳金戌, 沈慶陽, 郭庭吉. 8

10、051單片機實踐與應用M. 北京：清華大學出版社，20046 鐘富昭，張晨，8051單片機典型模塊設計與應用M. 北京：人民郵電出版社，20077 胡學海，單片機及應用系統(tǒng)設計M. 北京：北京電子工業(yè)出版社，20018 樓然苗，李光飛，51系列單片機設計實例M. 北京：北京航空航天大學出版社，2006致謝詞三年的大學時光一晃而過，猶如白駒過隙一般的不著痕跡?？杉毤毣叵肫饋韰s又那么的耐人尋味。在畢業(yè)設計即將完成之際，我想向曾經給我?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默默支持著我的父母，是他們的付出才有我在校園安靜學習生活的機會。其次感謝湄洲灣職業(yè)技術學院，給我提供這么好的學習

11、生活環(huán)境，在校學習和生活的日子是我一生中一段難忘的經歷。感謝蔡明雄老師細心為我修改論文，從他那里學到的不只是專業(yè)知識，更多的是做人的道理。感謝梁峰林老師三年來擔任我們的班主任，對我們生活、學習方面都付出了許多努力，沒有她的帶領，我們不會成為合格的畢業(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、宋進老師，他們在學習方面給了我大量的指導，讓我學到了知識，也獲得了實踐鍛煉的機會。他們嚴謹的治學態(tài)度、對我的嚴格要求以及為人處世的坦蕩將使我終身受益。除此之外，他們對我生活的關心和照顧也使得我得以順利完成大學的學業(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習的同學們，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，希望即將融入社會的你們能夠闖出屬于自己的一片天空。附錄附錄一：電路總原理圖附錄二：印刷電路板原理圖附錄三：元件清單序號元件名稱型號與規(guī)格單位數量1電阻R25 R27 4.7K只2R9R10R11R12R20R26RP2 10K只7R19 R18 1K只2