课程设计基于单片机的数字电压表设计word文档（定稿）

另外，可降至静态逻辑操作，支持种软件，可选择节电模式。

空闲模式下，停止工作，允许定时器计数器串口中断继续工作。

掉电保护方式下，内容被保存，振荡器被冻结，单片机切工作停止，直到下个中断或硬件复位为止。

单片机引脚结构及说明如图所示图供电电压。

接地。

口口为个位漏级开路双向口，每脚可吸收门电流。

当口管脚第次写时，被定义为高阻输入。

能够用于外部程序数据存储如图所示。

初始化部分包含存放通道数据缓冲区初始化和显示缓冲区初始化。

另外，对于单路显示和循环显示，系统设置了个标志位控制。

初始化时位设置为，默认为循环显示，当它为时改变为单路显示。

位通过单路循环按键控制。

转换子程序转换子程序用于对路输入模拟电压进行转换，并将转换数值存入个相应存储单元中，如图所示。

转换子程序每隔定时间调用次，即隔段时间对输入电压采样次。

显示子程序数码管采用软件译码动态扫描方式。

在显示子程序中包含多路循环显示和单路显示程序。

多路循环显示把个存储单元数值依次取出送到位数码管上显示，每路显示秒。

单路显示程序只对当前选中路数据进行显示。

每路数据显示需经过转换变成十进制码，放于个数码管显示缓冲区中。

单路显示或多路循环显示通过标志位控制。

在显示控制程序中加入了对单路或多路循环按键和通道选择按键判断。

图图语言源程序清单调用延时函数控制口数据入口数码管显示存放单通道显示时当前通道数地址锁存信号启动信号输出允许通道循环或单路选择按键通道选择按键转换结束信号小数点位循环或单路显示标志位数码管字段码个数码管位选个通道转换数据缓冲区显示缓冲区主函数初始化端口测量转换数据显示数据秒延时，检测按键子程序检测循环或单路选择按键是否按下，标志位取反，循环，单路显示却换单路循环时，检测通道选择按键是否按下显示扫描子程序，循环显示子程序通道值清零循环次转换为码每个通道显示时间控制为位循环显示通道值加检测按键单路显示子程序位扫描显示检测按键转换子函数初始通道位第通道地址送控制口锁存通道地址启动转换等待转换结束读取当前通道转换数据改变通道地址通道地址恢复初值单片机概述是种低功耗高性能位微控制器，具有在系统可编程存储器。

使用公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业产品指令和引脚完全兼容。

具有以下标准功能字节，字节，位口线，个数据指针，三个位定时器计数器，个中断优先级层中断嵌套中断，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

另外，可降至静态逻辑操作，支持种软件，可选择节电模式。

空闲模式下，停止工作，允许定时器计数器串口中断继续工作。

掉电保护方式下，内容被保存，振荡器被冻结，单片机切工作停止，直到下个中断或硬件复位为止。

单片机引脚结构及说明如图所示图供电电压。

接地。

口口为个位漏级开路双向口，每脚可吸收门电流。

当口管脚第次写时，被定义为高阻输入。

能够用于外部程序数据存储片，开始进行转换在转换期间，应保持低电平。

本信号有时简写为地址线。

通道端口选择线，为低地址，为高地址，引脚图中为，和。

其地址状态与通道对应关系见表。

时钟信号。

内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。

通常使用频率为时钟信号转换结束信号。

，正在进行转换，转换结束。

使用中该状态信号即可作为查询状态标志，又可作为中断请求信号使用。

数据输出线。

为三态缓冲输出形式，可以和单片机数据线直接相连。

为最低位，为最高输出允许信号。

用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到数据。

，输出数据线呈高阻，输出转换得到数据。

电源。

参考电源参考电压用来与输入模拟信号进行比较，作为逐次逼近基准。

其典型值为，对输入模拟量要求信号单极性，电压范围是，若信号太小，必须进行放大输入模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。

地址输入和控制线条。

数字量输出及控制线条为地址锁存允许输入线，高电平有效。

当线为高电平时，地址锁存与译码器将三条地址线地址信号进行锁存，经译码后被选中通道模拟量进转换器进行转换。

，和为地址输入线，用于选通上路模拟量输入。

通道选择表如下表所示。

选择通道为转换启动信号。

当上跳沿时，所有内部寄存器清零下跳沿时，开始进行转换在转换期间，应保持低电平。

为转换结束信号。

当为高电平时，表明转换结束否则，表明正在进行转换。

为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到数据。

，输出转换得到数据，输出数据线呈高阻状态。

为数字量输出线。

为时钟输入信号线。

因内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为为参考电压输入。

工作过程首先确定三位地址，决定选择哪路模拟信号使端接受正脉冲信号，使该路模拟信号经选择开关到达比较器输入端使接受正脉冲信号，上升沿将逐次逼近寄存器复位，下降沿启动转换输出信号变低，指示转换正在进行。

转换结束，变为高电平，指示转换结束。

此时，数据已保存到位三态输出锁存器中。

此时就可以通过使信号为高电平，打开三态输出，由输出数字量传送到。

应用说明内部带有输出锁存器，可以与单片机直接相连。

初始化时，使和信号全为低电平。

送要转换哪通道地址到端口上。

是否转换完毕，根据信号来判断。

当变为高电平时，这时给为高电平，转换数据就输出给单片机了。

结论本实训基于单片机采用位逐次逼近式转换器设计电压检测装置。

用单片机进行数据控制处理，送到显示器显示，硬件结构简单，所用元件较少，大大降低了制作成本。

软件采用语言实现，程序简单可读写性强，效率高。

与传统电路相比，具有方便操作处理速度快稳定性高性价比高优点，具有定使用价值。

本设计所测电源范围为，如果想改装大量程范围，可在其输入电路中添加乘法器使大电压降低至可控范围。

本系统以为核心部件，利用软件编程，实现了对直流电压值测量。

尽量做到线路简单，减小电磁干扰，充分利用软件编程，弥补元器件精度不足。

由于水平有限，我们认为系统还有需要改进地方。

今后学习中还需要继续努力，深入学习和思考问题。

参考文献胡辉主编单片机原理及应用设计北京中国水利水电出版社页谭浩强著语言程序设计第三版北京清华大学出版社页张桂红主编单片机原理与应用福州福建科学技术出版社页韩志军等编著单片机应用系统设计入门向导与设计实例北京机械工业出版社页辅材清单编号辅材名称型号技术标准数量单面板块电阻电阻电阻电阻电解电容瓷片电容晶振三极管复位按钮导线若干如图所示。

初始化部分包含存放通道数据缓冲区初始化和显示缓冲区初始化。

另外，对于单路显示和循环显示，系统设置了个标志位控制。

初始化时位设置为，默认为循环显示，当它为时改变为单路显示。

位通过单路循环按键控制。

转换子程序转换子程序用于对路输入模拟电压进行转换，并将转换数值存入个相应存储单元中，如图所示。

转换子程序每隔定时间调用次，即隔段时间对输入电压采样次。

显示子程序数码管采用软件译码动态扫描方式。

在显示子程序中包含多路循环显示和单路显示程序。

多路循环显示把个存储单元数值依次取出送到位数码管上显示，每路显示秒。

单路显示程序只对当前选中路数据进行显示。

每路数据显示需经过转换变成十进制码，放于个数码管显示缓冲区中。

单路显示或多路循环显示通过标志位控制。

在显示控制程序中加入了对单路或多路循环按键和通道选择按键判断。

图图语言源程引言数字电压表简称，它是采用数字化测量技术，把连续模拟量直流输入电压转换成不连续离散数字形式并加以显示仪表。

传统指针式电压表功能单精度低，不能满足数字化时代需求，采用单片机数字电压表，由精度高抗干扰能力强，可扩展性强集成方便。

目前，由各种单片转换器构成数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量工业自动化仪表自动测试系统等智能化测量领域，示出强大生命力。

与此同时，由扩展而成各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。

本论文重点介绍单片转换器以及由它们构成基于单片机数字电压表工作原理。

实训要求基本要求实现路直流电压检测测量电压范围显示指定电压通道和电压值④用按键切换显示通道发挥要求测量电压范围为循环显示路电压实训目进步熟悉和掌握单片机结构和工作原理掌握单片机借口技术及，芯片特性，控制方法通过这次实训设计，掌握以单片机为核心电路设计基本方法和技术通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。

实训意义通过完成个包括电路设计和程序开发完整过程，使自身了解开发单片机应用系统全过程，强化巩固所学知识，为以后学习和工作打下基础。

总体实训方案测量个直流电压，通过输入电路把信号送给，转换为数字信号再送至单片机，通过其口经数码管显示出测量值。

结构框图如图所示图原理及功能路数字电压表主要利用转换器，其过程为如下先用转换器对各路电压值进行采样，得到相应数字量，再按数字量与模拟量成比例关系运算得到相应模拟电压值，然后把模拟值通过数码管显示出来。

设计时假设待测输入电压为路，电压值范围为，要求能在位数码上轮流显示或单路显示。

测量最小分辨率为。

根据系统功能要求，控制系统采用单片机，转换器。

当输入电压为时，输出数据值为，因此最大分辨率为。

具有路模拟量输入端口，通过位地址输入端能从路中选择路进行转换。

如每隔段时间依次轮流改变位地址输入端地址，就能依次对路输入电压进行测量。

数码管显示采用软件译码动态显示。

通过按键选择可路循环显示，也可以单路循环。

单路显示可通过按键选择所要显示通道数。

硬件电路设计路数字电压表应用系统硬件电路由单片机转换器数码管显示电路和按键处理电路等组成，电路原理图如图所示。

图具有路模拟量输入通道，通过位地址输入端引脚进行选择。

引脚为地址锁存控制端，当输入为高电平时，引脚输入地址锁存于内部是锁存器中，经内部译码电路译码选中相应模拟通道。

引脚为启动转换控制端，当输入个宽高电平脉冲时，就启动开始对输入通道模拟量进行转换。

引脚为转换器，当开始转换时，信号为低电平，经过段时间，转换结束，转换结束信号输出高电平，转换结果存放于内部输出数据寄存器中。

引脚脚为转换数据输出允许控制端，当为高电平时，存放于输出数据锁存器中数据通过数据线输出。

引脚为时钟信号输入端。

在连接时，数据线与口相连接，地址引脚地址锁存端启动信号数据输出允许控制端分别与口相连接，转换结束信号与相连接。

时钟信号输入端信号，由单片机地址锁存信号得到。

数码管采用动态扫描方式连接，通过口和口控制。

口为数码管字段码输出端，口为数码管位选码输出端，通过三极管驱动并反相。

和是两个按键开关，分别与单片机和相连接。

用于单路显示或多路循环显示转换控制，用于单路显示时通道选择。

系统软件程序设计多路数字电压表系统软件程序由主程序转换子程序和显示子程序组成。

主程序主程序包含初始化部分调用转换子程序和调用显示程序，如图所示。

初始化部分包含存放通道数据缓冲区初始化和显示缓冲区初始化。

另外，对于单路显示和循环显示，系统设置了个标志位控制。

初始化时位设置为，默认为循环显示，当它为时改变