單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)題目：簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)院系名稱： 信息工程學(xué)院 專業(yè)名稱： 電子信息工程 班 級(jí)： 信息1101B 學(xué) 號(hào)： 1134130151 姓 名： 王 浩 指導(dǎo)教師 禹定臣 摘 要隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，微處理器芯片的集成程度越來(lái)越高，單片機(jī)已可以在一塊芯片上同時(shí)集成CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器計(jì)數(shù)電路，這很容易將計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量控制技術(shù)結(jié)合，組成智能化測(cè)量控制系統(tǒng)。數(shù)字電壓表（DigitalVoltmeter）簡(jiǎn)稱DVM，它是采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。由DVM擴(kuò)展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測(cè)量技術(shù)提高到嶄新水平。本文介紹了一種基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)主要由三個(gè)模塊組成：A/D轉(zhuǎn)換模塊(ADC0808)，數(shù)據(jù)處理模塊(芯片AT89C51和芯片74ls373)及顯示模塊(LCD1602)。該系統(tǒng)的數(shù)字電壓表可以測(cè)量0-5V的1路模擬直流輸入電壓值，電路簡(jiǎn)單，所用的元件較少，成本低，且測(cè)量精度和可靠性較高。本文首先簡(jiǎn)要介紹了設(shè)計(jì)電壓表的主要方式以及單片機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)；然后詳細(xì)介紹了直流數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)流程，以及硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并給出了硬件電路的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，包括各部分電路的走向、芯片的選擇以及方案的可行性分析等。通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)使我對(duì)我們所學(xué)的知識(shí)有了更深的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，對(duì)自我動(dòng)手的能力也提高了很多。關(guān)鍵詞單片機(jī)AT89C51；數(shù)字電壓表DVM；A/D轉(zhuǎn)換ADC0808目 錄摘 要1關(guān)鍵詞11、概述11.1 課程設(shè)計(jì)的目的和意義11.2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)12、設(shè)計(jì)原理及要求12.1 數(shù)字電壓表的實(shí)現(xiàn)原理22.2 數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)要求23、軟件仿真電路設(shè)計(jì)23.1設(shè)計(jì)思路23.2仿真電路圖23.3 AT89C51的功能介紹33.3.1 簡(jiǎn)要概述33.3.2 主要功能特性33.3.3 AT89C51的引腳介紹43.3.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì)63.3.5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)63.4 ADC0809的功能介紹73.4.1 芯片概述73.4.2 引腳簡(jiǎn)介73.4.3 ADC0808的轉(zhuǎn)換原理83.5 74LS373芯片的引腳及功能83.5.1芯片概述83.5.2引腳介紹83.6 LED數(shù)碼管的控制顯示液晶模塊93.6.1芯片概述93.6.2引腳介紹94、系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)114.1 初始化程序114.2 A/D轉(zhuǎn)換子程序114.3 顯示子程序125、顯示結(jié)果及誤差分析125.1顯示結(jié)果125.2誤差分析136、課程設(shè)計(jì)體會(huì)14參考文獻(xiàn)15附錄16電路圖16源程序171、概述1.1 課程設(shè)計(jì)的目的和意義本次課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)習(xí)和鞏固了單片機(jī)的使用，以及常用的寄存器的使用方法，還有就是學(xué)習(xí)常用的外圍硬件使用、電路原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)等等。使我對(duì)已學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)有了更深入的理解，獨(dú)立思考、獨(dú)立工作以及應(yīng)用所學(xué)基本理化分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力有了很大的提高。1.2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)數(shù)字電壓表（Digital Voltmeter）簡(jiǎn)稱DVM，它是采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一、精度低，不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需求，采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，由精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)、集成方便，還可與PC進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。目前，由各種單片A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，示出強(qiáng)大的生命力。2、設(shè)計(jì)原理及要求本設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)AT89C51與ADC0808設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，測(cè)量05V之間的直流電壓值,四位LED數(shù)碼管上顯示，但要求使用的元器件數(shù)目最少。硬件電路設(shè)計(jì)由6個(gè)部分組成; A/D轉(zhuǎn)換電路，AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)，四位LED數(shù)碼管、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路以及測(cè)量電壓輸入電路。時(shí)鐘電路 復(fù)位電路A/D轉(zhuǎn)換電路測(cè)量電壓輸入顯示系統(tǒng)AT89C51 P1 P2 P2 P0 圖1 數(shù)字電壓表系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖2.1 數(shù)字電壓表的實(shí)現(xiàn)原理ADC0809是8位的A/D轉(zhuǎn)換器。當(dāng)輸入電壓為5.00V時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)值為255（0FFH），因此最大分辨率為0.0196（5/255）。ADC0808具有8路模擬量輸入端口，通過(guò)3位地址輸入端能從8路中選擇一路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如每隔一段時(shí)間依次輪流改變3位地址輸入端的地址，就能依次對(duì)8 路輸入電壓進(jìn)行測(cè)量。2.2 數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)要求可以測(cè)量05V范圍內(nèi)的直流電壓值。在四位LED數(shù)碼管上顯示電路電壓值，顯示范圍為0.00V5.00V。要求測(cè)量的最小分辨率0.019V。3、軟件仿真電路設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)思路數(shù)字電壓表應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器、液晶顯示電路組成，由于ADC0809在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)需要有CLK信號(hào)，本試驗(yàn)中ADC0809的CLK直接由外部電源提供為500kHz的方波。由于ADC0809的參考電壓VREFVCC，所以轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，在數(shù)碼管上顯示出電壓值。實(shí)際顯示的電壓值(D/256*VREF) ADC0808采用逐次逼近法轉(zhuǎn)換，把模擬電壓轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制的D，由于是對(duì)直流電壓05V進(jìn)行采集，所以D對(duì)應(yīng)的電壓為V0，我們的目的就是要把V0顯示在四位LED數(shù)碼管上，因?yàn)閱纹瑱C(jī)不好進(jìn)行小數(shù)點(diǎn)計(jì)算，所以有：V0=2*D擴(kuò)大了100倍，擴(kuò)大100倍后的結(jié)果高八位放寄存器B，低八位放寄存器A，分寄存器B為0或不為0的情況進(jìn)行存取數(shù)據(jù)，得到的結(jié)果個(gè)位放入R0，十位放入R1，通過(guò)查表使之顯示在LED顯示器。3.2仿真電路圖用Protues軟件仿真設(shè)計(jì)的電路如圖2所示。3.3 AT89C51的功能介紹3.3.1 簡(jiǎn)要概述AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含有4KB的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器和128字節(jié)的隨機(jī)存儲(chǔ)器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容，由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，它為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51功能性能:與MCS-51成品指令系統(tǒng)完全兼容；4KB可編程閃速存儲(chǔ)器；壽命：1000次寫(xiě)/擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年；全靜態(tài)工作：0-24MHz；三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定；128*8B內(nèi)部RAM；32個(gè)可編程I/O口線；2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源；可編程串行UART通道；片內(nèi)震蕩器和掉電模式。3.3.2 主要功能特性(1) 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器。(2) 32個(gè)雙向I/O口；1288位內(nèi)部RAM 。(3) 2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷，時(shí)鐘頻率0-24MHz。(4) 可編程串行通道。(5) 5個(gè)中斷源。(6) 2個(gè)讀寫(xiě)中斷口線。(7) 低功耗的閑置和掉電模式。(8) 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。3.3.3 AT89C51的引腳介紹AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4KB的Flash閃速存儲(chǔ)器，128B內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電路，同時(shí)，AT89C51可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作，掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其他所有工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。AT89C51采用PDIP封裝形式，引腳配置如圖3所示。圖3 AT89C51的引腳圖AT89C51芯片的各引腳功能為：P0口：這組引腳共有8條，P0.0為最低位。這8個(gè)引腳有兩種不同的功能，分別適用于不同的情況，第一種情況是89C51不帶外存儲(chǔ)器，P0口可以為通用I/O口使用，P0.0-P0.7用于傳送CPU的輸入/輸出數(shù)據(jù)，這時(shí)輸出數(shù)據(jù)可以得到鎖存，不需要外接專用鎖存器，輸入數(shù)據(jù)可以得到緩沖，增加了數(shù)據(jù)輸入的可靠性；第二種情況是89C51帶片外存儲(chǔ)器，P0.0-P0.7在CPU訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)先傳送片外存儲(chǔ)器的低8位地址，然后傳送CPU對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)。P0口為開(kāi)漏輸出，在作為通用I/O使用時(shí)，需要在外部用電阻上拉。P1口：這8個(gè)引腳和P0口的8個(gè)引腳類似，P1.7為最高位，P1.0為最低位，當(dāng)P1口作為通用I/O口使用時(shí)，P1.0-P1.7的功能和P0口的第一功能相同，也用于傳送用戶的輸入和輸出數(shù)據(jù)。P2口：這組引腳的第一功能與上述兩組引腳的第一功能相同即它可以作為通用I/O口使用，它的第一功能和P0口引腳的第二功能相配合，用于輸出片外存儲(chǔ)器的高8位地址，共同選中片外存儲(chǔ)器單元，但并不是像P0口那樣傳送存儲(chǔ)器的讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)。P3口：這組引腳的第一功能和其余三個(gè)端口的第一功能相同，第二功能為控制功能，每個(gè)引腳并不完全相同，如下表2所示：表1 P3口各位的第二功能P3口各位第二功能P3.0RXT（串行口輸入）P3.1TXD（串行口輸出）P3.2/INT0（外部中斷0輸入）P3.3/INT1(外部中斷1輸入)P3.4T0（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的外部輸入）P3.5T1（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的外部輸入）P3.6/WR（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)允許）P3.7/RD（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀允許）Vcc為+5V電源線，Vss接地。ALE：地址鎖存允許線，配合P0口的第二功能使用，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，89C51的CPU在P0.0-P0.7引腳線去傳送隨后而來(lái)的片外存儲(chǔ)器讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)。在不訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，89C51自動(dòng)在ALE線上輸出頻率為1/6震蕩器頻率的脈沖序列。該脈沖序列可以作為外部時(shí)鐘源或定時(shí)脈沖使用。/EA:片外存儲(chǔ)器訪問(wèn)選擇線，可以控制89C51使用片內(nèi)ROM或使用片外ROM,若/EA=1，則允許使用片內(nèi)ROM, 若/EA=0，則只使用片外ROM。/PSEN：片外ROM的選通線，在訪問(wèn)片外ROM時(shí)，89C51自動(dòng)在/PSEN線上產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，作為片外ROM芯片的讀選通信號(hào)。RST：復(fù)位線，可以使89C51處于復(fù)位(即初始化)工作狀態(tài)。通常89C51復(fù)位有自動(dòng)上電復(fù)位和人工按鍵復(fù)位兩種。XTAL1和XTAL2：片內(nèi)震蕩電路輸入線，這兩個(gè)端子用來(lái)外接石英晶體和微調(diào)電容，即用來(lái)連接89C51片內(nèi)OSC(震蕩器)的定時(shí)反饋回路。3.5 ADC0808的引腳及功能介紹3.3.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì)單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位，使CPU和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。MCS-51單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳RST,采用施密特觸發(fā)輸入。當(dāng)震蕩器起振后，只要該引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平即可確保時(shí)器件復(fù)位1。復(fù)位完成后，如果RST端繼續(xù)保持高電平，MCS-51就一直處于復(fù)位狀態(tài)，只要RST恢復(fù)低電平后，單片機(jī)才能進(jìn)入其他工作狀態(tài)。單片機(jī)的復(fù)位方式有上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種，圖4是51系列單片機(jī)統(tǒng)常用的上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位組合電路，只要Vcc上升時(shí)間不超過(guò)1ms，它們都能很好的工作。圖4 復(fù)位電路3.3.5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)單片機(jī)中CPU每執(zhí)行一條指令，都必須在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖的控制下嚴(yán)格按時(shí)間節(jié)拍進(jìn)行，而這個(gè)時(shí)鐘脈沖是單片機(jī)控制中的時(shí)序電路發(fā)出的。CPU執(zhí)行一條指令的各個(gè)微操作所對(duì)應(yīng)時(shí)間順序稱為單片機(jī)的時(shí)序。MCS-51單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成震蕩器，XTAL1為該放大器的輸入端，XTAL2為該放大器輸出端，但形成時(shí)鐘電路還需附加其他電路。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，利用單片機(jī)內(nèi)部的高增益反相放大器，外部電路簡(jiǎn)，只需要一個(gè)晶振和 2個(gè)電容即可，如圖5所示。圖5 時(shí)鐘電路電路中的器件選擇可以通過(guò)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)確定，也可以參考一些典型電路的參數(shù)，電路中，電容器C1和C2對(duì)震蕩頻率有微調(diào)作用，通常的取值范圍是3010pF，在這個(gè)系統(tǒng)中選擇了33pF；石英晶振選擇范圍最高可選24MHz，它決定了單片機(jī)電路產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)震蕩頻率，在本系統(tǒng)中選擇的是12MHz，因而時(shí)鐘信號(hào)的震蕩頻率為12MHz。3.4 ADC0809的功能介紹3.4.1 芯片概述ADC0809是一種典型的A/D轉(zhuǎn)換器。它是由8位A/D轉(zhuǎn)換器，一個(gè)8路模擬量開(kāi)關(guān)，8位模擬量地址鎖存譯碼器和一個(gè)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器組成； +5V單電源供電，轉(zhuǎn)化 時(shí)間在100us左右；內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，故需外部提供時(shí)鐘信號(hào)。芯片模型如圖6所示。圖3 ADC0809芯片模型3.4.2 引腳簡(jiǎn)介(1) IN0IN7：8路模擬量輸入端。(2) D0D7：8位數(shù)字量輸出端口。(3) START：A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。(4) ALE：地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效。(5) EOC：輸出允許控制信號(hào)，高電平有效。(6) OE： 輸出允許控制信號(hào)，高電平有效。(7) CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端。(8)A、B、C：轉(zhuǎn)換通道地址,控制8路模擬通道的切換。A、B、C分別與地址線或數(shù)據(jù)線相連，三位編碼對(duì)應(yīng)8個(gè)通道地址端口，A、B、C=000111分別對(duì)應(yīng)IN0IN7通道的地址端口。ADC0809通道選擇表地址碼對(duì)應(yīng)的輸入通道CBA000011110011001101010101IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN73.4.3 ADC0808的轉(zhuǎn)換原理ADC 0808 采用逐次比較的方法完成A/D轉(zhuǎn)換，由單一的+5V電源供電。片內(nèi)帶有鎖存功能的8路選1的模擬開(kāi)關(guān)，由A、B、C的編碼來(lái)決定所選的通道。ADC0809完成一次轉(zhuǎn)換需100s左右，它具有輸出TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連接到AT89C51的數(shù)據(jù)總線上。通過(guò)適當(dāng)?shù)耐饨与娐罚珹DC0808可對(duì)05V的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。3.5 74LS373芯片的引腳及功能3.5.1芯片概述圖3-5 74LS373芯片模型4LS373是一種帶有三態(tài)門(mén)的8D鎖存器，其在本設(shè)計(jì)中是鎖存P0口的低8位地址，芯片模型如圖7所示。3.5.2引腳介紹(1) D0D7:8位數(shù)據(jù)輸入線；(2) Q0Q7:8位數(shù)據(jù)輸出線(3) G:數(shù)據(jù)輸入鎖存選通信號(hào)。當(dāng)加到該引腳的信號(hào)為高電平時(shí)，外部數(shù)據(jù)選通到內(nèi)部鎖存器，負(fù)跳變時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器中。(4):數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，低電平有效。當(dāng)該信號(hào)為低電平時(shí)，三態(tài)門(mén)打開(kāi)，鎖存器中的數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)輸出線上，當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí)，輸出線為高阻態(tài)。 3.6 LED數(shù)碼管的控制顯示3.6.1數(shù)碼管的模型3.6.2LED數(shù)碼管的接口簡(jiǎn)介圖3-7LED與AT89C51的硬件連線LED 的段碼端口AG分別接至AT89C51的P1.0P1.7口，位選端14分別接至P3.5、P3.4、P3.1、P3.0，4、系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)4.1 初始化程序所謂初始化，是對(duì)將要用到的MCS_51系列單片機(jī)內(nèi)部部件或擴(kuò)展芯片進(jìn)行初始工作狀態(tài)設(shè)定，初始化子程序的主要工作是設(shè)置定時(shí)器的工作模式，初值預(yù)置，開(kāi)中斷和打開(kāi)定時(shí)器等。4.2 A/D轉(zhuǎn)換子程序A/D轉(zhuǎn)換子程序用來(lái)控制對(duì)輸入的模塊電壓信號(hào)的采集測(cè)量，并將對(duì)應(yīng)的數(shù)值存入相應(yīng)的內(nèi)存單元，其轉(zhuǎn)換流程圖如圖8所示。啟動(dòng)轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束？輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)值轉(zhuǎn)換顯示結(jié)束開(kāi)始圖8 A/D轉(zhuǎn)換流程圖4.3 顯示子程序顯示子程序采用動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)四位數(shù)碼管的數(shù)值顯示，在采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式時(shí)，要使得LED顯示的比較均勻，又有足夠的亮度，需要設(shè)置適當(dāng)?shù)膾呙桀l率，當(dāng)掃描頻率在70HZ左右時(shí)，能夠產(chǎn)生比較好的顯示效果，一般可以采用間隔10ms對(duì)LED進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描一次，每一位LED的顯示時(shí)間為1ms。在本設(shè)計(jì)中，為了簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)，主要采用軟件定時(shí)的方式，即用定時(shí)器0溢出中斷功能實(shí)現(xiàn)11s定時(shí)，通過(guò)軟件延時(shí)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)5ms的延時(shí)。5、顯示結(jié)果及誤差分析5.1顯示結(jié)果1.輸入電壓值為0V時(shí)，顯示結(jié)果如圖9所示，測(cè)量誤差為0V。輸入電壓為0V時(shí)，LED的顯示結(jié)果2.當(dāng)輸入電壓值為0.20V時(shí)，顯示結(jié)果如圖所示。測(cè)量誤差為0.01V。輸入電壓為0.20V時(shí)，LED的顯示結(jié)果3. 當(dāng)IN0口輸入電壓值為2.95V時(shí)，顯示結(jié)果如圖11。測(cè)量誤差為0.01V。輸入電壓為2.95V時(shí)，LED的顯示結(jié)果5.2誤差分析通過(guò)以上仿真測(cè)量結(jié)果可得到簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表對(duì)比測(cè)試表，如下表所示：表簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表與“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字電壓表對(duì)比測(cè)試表標(biāo)準(zhǔn)電壓值/V簡(jiǎn)易電壓表測(cè)量值/V絕對(duì)誤差/V0.000.000.000.100.090.010.200.190.010.300.290.010.500.500.001.101.090.003.003.000.003.503.490.014.004.000.005.005.000.00由于單片機(jī)AT89C51為8位處理器，當(dāng)輸入電壓為5.00V時(shí)，ADC0808輸出數(shù)據(jù)值為255（FFH），因此單片機(jī)最高的數(shù)值分辨率為0.0196V(5/255)。這就決定了電壓表的最高分辨率只能到0.0196V，從上表可看到，測(cè)試電壓一般以0.01V的幅度變化。從上表可以看出，簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表測(cè)得的值基本上比標(biāo)準(zhǔn)電壓值偏小0-0.01V，這可以通過(guò)校正ADC0808的基準(zhǔn)電壓來(lái)解決。因?yàn)樵撾妷罕碓O(shè)計(jì)時(shí)直接用5V的供電電源作為電壓，所以電壓可能有偏差。當(dāng)要測(cè)量大于5V的電壓時(shí)，可在輸入口使用分壓電阻，而程序中只要將計(jì)算程序的除數(shù)進(jìn)行調(diào)整就可以了。6、課程設(shè)計(jì)體會(huì)通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我對(duì)單片機(jī)這門(mén)課有了更深入的了解，而且我還學(xué)會(huì)了Proteus和Keil軟件的使用方法，掌握了從系統(tǒng)的需要、方案的設(shè)計(jì)、功能模塊的劃分、原理圖的設(shè)計(jì)和電路圖的仿真的設(shè)計(jì)流程，積累了不少經(jīng)驗(yàn)。基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表使用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、外接元件少。在實(shí)際應(yīng)用工作應(yīng)能好，測(cè)量電壓準(zhǔn)確，精度高。系統(tǒng)功能、指標(biāo)達(dá)到了課題的預(yù)期要求、系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上充分考慮了可擴(kuò)展性，經(jīng)過(guò)一定的改造，可以增加功能。本文設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表測(cè)量一路電壓的功能，詳細(xì)說(shuō)明了從原理圖的設(shè)計(jì)、電路圖的仿真再到軟件的調(diào)試。無(wú)論是在硬件連接方面還是在軟件編程方面。本次設(shè)計(jì)采用了AT89C51單片機(jī)芯片，與以往的單片機(jī)相比增加了許多新的功能，使其功能更為完善，應(yīng)用領(lǐng)域也更為廣泛。設(shè)計(jì)中還用到了模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0808，以前在學(xué)單片機(jī)課程時(shí)只是對(duì)其理論知識(shí)有了初步的理解。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，對(duì)它的工作原理有了更深的理解。在調(diào)試過(guò)程中遇到很多問(wèn)題，硬件上的理論知識(shí)學(xué)得不夠扎實(shí)，對(duì)電路的仿真方面也不夠熟練。總的來(lái)說(shuō)這次電路的設(shè)計(jì)和仿真，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)的功能要求。在以后的實(shí)踐中，我將繼續(xù)努力學(xué)習(xí)電路設(shè)計(jì)方面的理論知識(shí)，讓自己在電路設(shè)計(jì)方面能有所提升。參考文獻(xiàn)1何 宏.單片機(jī)原理及應(yīng)用基于Proteus單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用.清華大學(xué)出版社2