基于51单片机数字电压表的设计
- 1、PCB原理图
- 2、Proteus 仿真图
- 3、设计目标
- - 3.1、基本功能
  - 3.2、主要技术参数
- 4、总设计框图
- 5、硬件设计分析
- - 5.1、电源的设计
  - 5.2、单片机最小系统
  - 5.3、模数转换
- 6、软件设计的组成
- 7、元件清单
- 8、程序源码
- 9、资源获取

注：本毕设资源可在微信公众号：“Kevin的学习站” 中获取！

基于51单片机数字电压表的设计

1、PCB原理图

2、Proteus 仿真图

3、设计目标

3.1、基本功能

利用51单片机作为主控芯片，模拟量输入范围直流0v-5v。模拟量经A/D（ADC0809）模数转换芯片，把模拟量转换为数字量输入到单片机的P0口，再由单片机控制LCD1602液晶显示模拟量输入的电压值。

3.2、主要技术参数

测量电压范围：0v至5v

A/D转换器：ADC0809（8位模数转换器）。

显示方式： LCD1602液晶

4、总设计框图

此次设计的是数字电压表，要求的电压范围是0~5v。系统设计主要包括四个部分：分别是电源模块、AD模数转换部分、51单片机最小系统部分、数码管显示部分。首先由单片机初始化ADC0809模数转换芯片和共阴数码管显示，当外接被测电压后，ADC0809将模拟电压信号转换为数字信号输入到单片机的I/O口，通过单片机处理后将电压的大小显示在LCD1602液晶上面。

以AT89C51单片机为核心，起着控制作用。系统包括LCD1602液晶显示电路、复位电路、时钟电路、模数转换电路电路。设计思路分为五个模块：复位电路、晶振电路模块、AT89C51、LCD1602液晶显示电路、模数转换器电路这五个模块。

5、硬件设计分析

5.1、电源的设计

系统电源使用直流5伏。

由电脑USB接口提供电源。

USB是通用串行总线(Universal Serial Bus)接口的简称。它是目前使用比较广泛的电脑接口之一，主要版本有1.0、1.1和最新的2.0三种版本。根据USB总线的工业标准，它可以提供额定功率为5V/500mA的电源供USB设备使用。

5.2、单片机最小系统

51单片机是对目前所有兼容intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是intel的8031单片机，后来随着技术的发展，成为目前广泛应用的８为单片机之一。单片机是在一块芯片内集成了CPU、RAM、ROM、定时器／计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路，又称为MCU。51系列单片机内包含以下几个部件：

一个８位CPU；一个片内振荡器及时钟电路；

4KB的ROM程序存储器；

一个128B的RAM数据存储器；

寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路；

32条可编程的I/O口线；

两个16位定时／计数器；

一个可编程全双工串行口；

５个中断源、两个优先级嵌套中断结构。

如图2-2-1所示为AT89C51单片机基本构造，其基本性能介绍如下：

AT89C51本身内含40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中端口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，但不可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

AT89C51的主要特性如下表所示：

兼容MCS—51指令系统	32个可编程I/O线
4k字节可编程闪烁存储器	可编程UARL通道
三个16位可编程定时/计数器中断	时钟频率0-24MHz
2个外部中断源，共8个中断源	256×8bit内部RAM
2个读写中断口线	可直接驱动LED
软件设置睡眠和唤醒功能	低功耗空闲和掉电模式

单片机最小系统原理图

单片机最小系统说明：

时钟信号的产生：在MCS-51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，这就是单片机的时钟振荡电路。

时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。

一般地，电容C2和C3取30pF左右，晶体的振荡频率范围是1.2-12MHz。如果晶体振荡频率高，则系统的时钟频率也高，单片机的运行速度也就快。

单片机复位使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态下，并从这个状态开始工作。单片机复位条件：必须使9脚加上持续两个机器周期（即24个振荡周期）的高电平。

5.3、模数转换

ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式ＡＤ转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。

（1）主要特性：

1）8路输入通道，2位A/D转换器，即分辨率为8位。
　　 2）具有转换起停控制端。
　　 3）转换时间为100μs(时钟为640kHz时)，130μs（时钟为500kHz时）　
　　 4）单个+5V电源供电
　　 5）模拟输入电压范围0～+5V，不需零点和满刻度校准。
　　 6）工作温度范围为-40～+85摄氏度
　　 7）低功耗，约15mW。

（2）模数转换电路

6、软件设计的组成

该系统由延时子函数、LCD1602液晶忙检测子函数、LCD1602液晶写命令/写数据子函数、汉字显示子函数、LCD1602液晶显示字符串子函数、LCD1602液晶初始化子函数、ADC0809转换子函数、主函数和数据定义这几部分组成。

7、元件清单

8、程序源码

//<程序名>:数字电压表
//<功能>:使用LCD显示被检测电压，精度为0.05V，范围是0～5V。
#include"includes.h"
#define TIME0H 0x3C
#define TIME0L 0xB0
uchar uc_Clock=0;      //定时器0中断计数
bit b_DATransform=0;
//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<把电压显示在LCD上>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
void vShowVoltage(uint uiNumber)
{uchar ucaNumber[3],ucCount;if(uiNumber>999)                 uiNumber=999;ucaNumber[0]=uiNumber/100;                               //把计算数字的每个位存入数组。ucaNumber[1]=(uiNumber-100*(int)ucaNumber[0])/10;                          ucaNumber[2]=uiNumber-100*(int)ucaNumber[0]-10*ucaNumber[1];for(ucCount=0;ucCount<3;ucCount++){vShowOneChar(ucaNumber[ucCount]+48);             //从首位到末位逐一输出。if(ucCount==0)vShowOneChar('.');}
}
//*************************************************************************************************
//*                                                                                               *
//*           ********************************主函数******************************               *
//*                                                                                               *
//*************************************************************************************************
void main()
{TMOD=0x01;            //定时器0，模式1。TH0=TIME0H;TL0=TIME0L;TR0=1;               //启动定时器。ET0=1;             //开定时器中断。EA=1;             //开总中断vdInitialize();vWriteCMD(0x84);      //写入显示起始地址（第一行第4个位置）vShowChar("voltage");vWriteCMD(0xC9);     vShowChar("(V)");while(1){if(b_DATransform==1){b_DATransform=0;vWriteCMD(0xC4);vShowVoltage(uiADTransform());}}
}
//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<定时器0中断函数>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
void t0() interrupt 1
{if(uc_Clock==0){uc_Clock=5;b_DATransform=1;}elseuc_Clock--;TH0=TIME0H;           //恢复定时器0。TL0=TIME0L;
}

9、资源获取

项目的仿真和PCB工程已经放在下面公众号里面，可以关注公众号：Kevin的学习站，输入关键字：“数字电压表”，就可以免费获取啦！创作不易，但您的点赞、关注、收藏就是对我最大的鼓励！

毕设--基于51单片机数字电压表的设计相关推荐

基于51单片机数字电压表的设计仿真、程序、原理图(转发)
摘要数字电压表简称DVM,数字电压表基本原理是将输入的模拟电压信号转化为数字信号,再进行输出显示.而A/D转换器的作用是将连续变化的模拟信号量转化为离散的数字信号,器基本结构是由采样保持,量化,编 ...
毕设--基于51单片机的温度报警器设计
目录 1.简介 2.设计要求与方案论证 2.1.设计要求 2.2.系统基本方案选择和论证 2.2.1.单片机芯片的选择方案和论证 2.2.2.温度传感器设计方案论证 2.3.电路设计最终方案决定 3. ...
基于51单片机自行车码表设计
[毕设课设]基于51单片机自行车码表设计效果图 Proteus仿真: 功能简介: 文件内容: 程序框架: 网盘链接: 效果图更多内容请关注@WENJIE电子科技基于51单片机proteu ...
基于51单片机信号发生器仿真设计
本设计基于51单片机信号发生器仿真设计 (仿真+程序源码+设计说明书) 仿真原版本:proteus 7.8 程序编译器:keil 4/keil 5 编程语言:C语言设计编号:S0015 目录标题 ...
stc89c51单片机音乐盒系统设计_基于51单片机音乐盒课程设计1.doc
基于51单片机音乐盒课程设计1 课程名称: 微机原理课程设计题目: 基于单片机的音乐盒设计摘要随着人类社会的发展,人们对视觉.听觉方面的享受提出了越来越高的要求.小小的音乐盒可以给人们带来美好 ...
c语言计步算法,基于51单片机的计步器设计
基于51单片机的计步器设计(任务书,开题报告,外文翻译,论文15000字) 摘要随着科技发展和国民健康意识的提高,许多检测健康状态的电子产品开始普及.电子计步器作为一种越来越流行的平民锻炼检测装 ...
基于51单片机的温度报警器设计
目录前言.............................................................................................. ...
用计算机设计电路图,基于51单片机的计算器设计(含电路图,程序)
基于51单片机的计算器设计(含电路图,程序)(课题申报表,任务书,开题报告,中期检查表,外文翻译,论文11200字,程序,答辩PPT) 摘要计算器一般是指"电子计算器",能进行 ...
基于51单片机数控恒流源设计可调电流源
设计硬件组成: 基于51单片机数控恒流源设计可调电流源基于单片机可调电流源设计项目定制觉得选题不错分享一下由51单片机+LCD1602液晶+变压器+整流桥+开关电源LM2596+TLC56 ...
基于51单片机音乐盒仿真设计（音乐播放器）
基于51单片机音乐盒仿真设计( proteus仿真+程序+原理图+PCB+报告+讲解视频) 仿真图proteus 7.8及以上程序编译器:keil 4/keil 5 编程语言:C语言设计编号:S0 ...

毕设--基于51单片机数字电压表的设计

目录