南京信息工程大学

单片机原理课程设计报告

设计题目： 直流数字电压表设计

专业班级： 测控技术与仪器

学生姓名： 倪阳 肖照飞

学生学号： 20112341905 20112341910

指导老师： 葛化敏

成 绩：

二○一四年 六 月 二十 日

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一、设计任务、目的与要求

1.1 设计任务

利用单片机AT89S52和ADC0809设计一个数字电压表，能够测量0-5V之间的直

流电压值，四位数码管显示，要求使用的元器件数目尽量少。本电路主要采用

AT89S51芯片和ADC0809芯片来完成一个简易的数字电压表，能够对输入的0～

5V 的模拟直流电压进行测量，并通过一个4位一体的7段LED数码管进行显示。

该电压表的测量电路主要由三个模块组成：A/D转换模块、数据处理模块及显示

控制模块。A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换

为相应的数字量再传送到数据处理模块。数据处理则由芯片AT89S51来完成，其

负责把ADC0809传送来的数字量经一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示

模块进行显示；另外它还控制ADC0809芯片的工作。

1.2 设计目的

通过制作简易数字电压表，加深对所学专业知识的认识，提高分析、解决工程实

际问题的能力，提高对单片机的应用能力，提高收集文献、资料的能力，从而达

到综合运用所学的专业知识进行电子产品设计、制作与调试的能力。

1.3 设计要求

电路通电或按复位键时，通过改变电位器的阻值改变模拟输入电压，不断的将模

拟电压转换成数字量，通过LED显示出所测得的模拟电压。在测试中测试的电压

值必须和实际的电压值不超过0.5V 的电压。在改变电压时，能够准确的侧量出

电压的变化值。

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二、系统总体方案设计

2.1 系统组成

本系统采用STC89C52单片机作为控制核心，对8路8位模数转换芯片ADC0809

采集到的模拟电压信号进行分析处理，实现A/D转换，通过数码管显示其数字电

压值。电压表的测量电路主要由三个模块组成：A/D转换模块、数据处理模块及

显示控制模块。

2.2 系统工作原理

简易数字电压表测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成，A/D转换由

集成电路ADC0809完成。ADC0809具有8路模拟输入端口，地址线(第23-25脚)

可决定对哪一路模拟输入作A/D转换。第22脚位地址锁存控制，当输入为高电

平时，对地址信号进行锁存。第6脚位测试控制，当输入一个2μｓ宽高电平脉

冲时，就开始A/D转换。第7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，第7

脚输出高电平。第9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D

转换数据从端口输出。第10脚为ADC0809的时钟输入端，利用单片机第30脚嘚

分频晶振频率，再通过14024二分频得到1MHz时钟，单片机的P1、P3.0-P3.3

端口作为4位LED数码管显示控制，P3.5端口用作单路显示/循环显示转换按钮。

P3.6端口用作单路显示时选择显示的通道。P0端口用作A/D转换数据读入，P2

端口用作ADC0809的A/D转换控制。这里主要是利用ADC0809模数串口芯片，

ADC0809芯片的基准电压脚外接电压为5V，则最大可以测得的电压为5V，ADC0809

芯片的模拟输入脚通过电位器接5V 电压，进行模拟采样，通过调整电位器的值

改变模拟量。输入的模拟量经过ADC0809芯片的内部8位开关电容逐次逼近A/D

转换器，转换成8为二进制数，其最小的分辨率为0.0196 (VREF 0.0196V)，D

为转化的数字量，再通过 可以求得模拟电压，最后通过LED就可将所测得电压

显示出来。

三、系统硬件设计

3.1 电源部分

电路主要是要求能提供稳定可靠的电压，使整个系统能正常的工作。采用

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220V 的工频交流电压，而单片机的工作电压是直流+5V，为此，先通过一个普通

的变压器降低电压，再通过桥式整流，然后再通过7805芯片的进一步稳压，确

保