单片机课程设计报告_23.doc

目　录 摘要 设计任务 数字电压表的总体方案设计 3.1 系统总体结构 3.2 芯片选择 3.3 ADC0809 的主要性能指标 硬件电路设计 4.1 AT89S52单片机最小系统 4.2 ADC0809 与AT89S52 单片机接口电路设计 4.3 显示电路与AT89S52 单片机接口电路设计 软件设计 5.1 主程序流程图 5.2 ADC0809 电压采集程序框图 5.3 显示程序框图 调试与测试结果分析 6.1实验系统连线图 6.2程序调试 6.3实验结果分析 实验心得 摘要 数字电压表的基本工作原理是利用A/D转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号，通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。较之于一般的模拟电压表，数字电压表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。 电压表的数字化测量，关键在于如何把随时连续变化的模拟量转化成数字量，完成这种转换的电路叫模数转换器（A/D）。数字电压表的核心部件就是A/D转换器，由于各种不同的A/D转换原理构成了各种不同类型的DVM。一般说来，A/D转换的方式可分为两类：积分式和逐次逼近式。 积分式A/D转换器是先用积分器将输入的模拟电压转换成时间或频率，再将其数字化。根据转化的中间量不同，它又分为U-T（电压-时间）式和U-F（电压-频率）式两种。 逐次逼近式A/D转换器分为比较式和斜坡电压式，根据不同的工作原理，比较式又分为逐次比较式及零平衡式等。斜坡电压式又分为线性斜坡式和阶梯斜坡式两种。在高精度数字电压表中，常采用由积分式和比较式相结合起来的复合式A/D转换器。本设计以AT89S52单片机为核心，以逐次比较型A/D转换器ADC0809、7段数码管为主体，构造了一款简易的数字电压表，能够测量1路0～5V直流电压，最小分辨率0.019V。 设计任务 采用ADC0809 和AT89S52 单片机及显示电路完成0～5V 直流电压的检测和实时显示。 数字电压表的总体方案设计 3.1系统总体结构 单片机A/D转换器ADC0809 单片机 A/D转换器ADC0809 电压显示器 模拟电压输入 量程控制电路 系统总框图 3.2芯片选择 本设计以AT89S52为核心，ADC0809和七段数码管为主体构造的一款简易数字电压表，芯片选择如下： AT89S52 单片机 一片 ADC0809 8位并行A/D转换器 一片 LM016 数码显示管 一个 74LS245 8路同相三态双向总线收发器 三片 74LS240 数据锁存器 一片 74LS373 D锁存器 一片 393分频器 一个 3.3 ADC0809 的主要性能指标(见课本第246页） 分辨率 分辨率是指A/D 转换器对数字输入量变化的敏感程度的度量，它是A/D转换器所能分辨的最小的输入量，通常用数字量的位数来表示，如8 位、12 位等。假设输入信号的满量程电压为VFS，那么分辨率为N位的A/D转换器，它可以分辨出最小电压量是VFS/(2^n－1).这表明低于此值对应的数字量，转换器将不能进行分辨，这个值又称为最低有效位LSB。由此可见，位数越多，分辨率越高。2. 转换精度 转换精度反映了D/A 转换器的精确程度。它与A/D 转换器芯片结构、外部电路配置、电源等因素有关。若误差过大，则A/D转换就会出现错误。转换精度又分为绝对转换精度和相对转换精度。绝对转换精度是以理想状态为参照，即A/D转换器的实际输出值与理论的理想值之间的差值，一般应低于1/2 LSB。 相对转换精度是对实际输出电压接近理想状态程度的描述，是指在满量程已校准的情况下，绝对转换精度相对于满刻度(FS) 的百分比，或者用最低有效位的几分之几的形式来表示。 建立时间 A/D转换器的建立时间，也称转换时间，是对A/D转换器转换速度快慢的敏感性能描述指标，即当输入数据发生变化后，输出模拟量达到稳定数值，也即进入规定的精度范围内所需要的时间。 在实际应用时，A/D转换器的转换时间必须不大于数字量的输入信号发生变化的周期。电流型的A/D转换较快，电压型的A/D转换器响应时间较慢。 4. 温度系数 温度系数是D/A 转换器受环境温度影响的特征。通常情况下，A/D 转换器的各项性能指标一般在环境温度为25℃下测定，当环境温度发生变化时，会对A/D 转换精度产生影响。 非线性误差 非线性误差也称为线性度，它是指实际转换特性曲线与理想转换特性曲线之间的最大偏差。一般要求非线性误差的绝对值不大于1/2 LSB 。非线性误差越小，说明线性度越好， 硬件电路设计 4.1 AT89S52单片机最小系统