DOC《1.绪论》

1.

绪论 数字电压表(Digital Voltmeter)简称DVM,作为智能仪表的一种,它是采用数字化测量技术,把连续的模拟量(直流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表.传统的指针式电压表功能单

一、精度低,不能满足数字化时代的需求,采用单片机的数字电压表,由精度高、抗干扰能力强,可扩展性强、集成方便,还可与PC进行实时通信.目前,由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表,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,示出强大的生命力.举例: 图1 CAKJ系列数字电流-电压-功率-因数-频率表 如图1是一个CAKJ系列数字电流-电压-功率-因数-频率表 1)适用范围 该系列产品是一种高精度的安装式仪表,它可广泛用于电力系统和自动化控制系统中对单相三相电量参数(交直流电流-电压-功率-因数-频率)的测量和显示.采用大规模集成电路,具有转换精度高、响应速度快、性能稳定等特点,可直接替代指针式仪表. 2)通用技术参数 * 精度等级:数显0.

2、0.5级??? 光柱1.5级*数显范围:四位半显示0-1

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9 9? * 光柱指示:0-120% * 标称输入:电流1A、5A;

电压100V、220V、380V 、450V * 过量程:持续:1.2倍,瞬时:电流10倍/5秒,电压2倍/1秒 本次设计是以单片机AT89S51芯片为核心,设计了一个简易的电压检测电路,它由5V直流电源供电.在硬件方面,通过一个可变电阻调节输入电压的变化来反映所检测到的电压变化.此变化的电压通过ADC0809的一个通道(IN0)送入并进行A/D转换,将转换后的数字量在单片机AT89S51中进行处理,再转换 成相应的实际电压值,最后通过四位LED数码管显示,精确到十分位,LED采用的是动态扫描显示,使用74HC02P芯片进行驱动.软件方面采用汇编语言编程.使得整个系统完成一个简易的数字电压表的功能. ? ? 2.电压表设计目的及要求 2.1 设计目的 通过简易数字电压表的设计过程,结合在校所学课程,掌握目前电子仪表的一般设计过程,锻炼动手能力和分析、解决问题的能力,积累经验,培养自己以后能在工作中按部就班、一丝不苟以及对所学知识的综合应用能力. 2.2 设计要求 1)根据课题的设计内容,正确设计电路原理图. 2)合理排布电路元器件,正确焊接硬件电路板. 3)正确设计程序流程图,正确编写软件程序,设计的软件程序能够在调试好的硬件电路上正常运行. 4)软件编程及与微机通信下载可通过单片机最小系统进行程序写入. 5)电压表量程0-5V,精确到十分位. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3.系统硬件设计 3.1 单片机硬件系统设计 3.1.1 AT89S51引脚图及功能和应用介绍 掌握MCS-51单片机,应首先了解MCS-51的引脚,熟悉并牢记各引脚的功能.AT89S52有40条引脚,与其他51系列单片机引脚是兼容的.这40条引脚可分为I/O端口线(32条)、控制线(4条)、电源线(2条)、外接晶体线(2条)四部分,引脚排列参见图2. 图2 AT89S51芯片引脚图 1).I/O端口线输入输出引脚 P0.0―P0.7(39―32):P0口是一个漏极开路型准双向I/O口.在访问外部存储器时,它是分时多路转换的地址(低8位)和数据总线,在访问期间激活了内部的上拉电阻.在E―PROM编程时,它接收指令字节,而在验证程序时,则输出指令字节.本设计中将P0口作为电压数据的输入端口. P1.0―PI.7(1―8):P1口是带内部上拉电阻的8位双向I/O口.设计中用P1口来输出数码管的八位段码. P2.0―P2.7(21―28):P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口.在访问外部存储器时,它送出高8位地址.设计中用P2.0―P2.3来输出数码管的四位位码. 图3 P3口的第二功能 P 3.0―P3.7(10―17):P3口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口.在MCS―5l中,这8个引脚还兼有专用功能,P3的8条口线都定义有第二功能,详见图3. 2).控制线控制引脚(ALE/PROG 、PSEN 、RST/VPD、EA/Vpp) ALE(30脚):地址锁存控制信号.在系统扩展时,ALE用于控制P0口输出的低8位地址锁存起来,以实现低位地址和数据的隔离.此外,由于ALE是以晶振1/6的固定频率输出的正脉冲,因此,可作为外部时钟或外部定时脉冲使用. PSEN(29脚):外部程序存储器读选通信号.在读外部ROM时,有效(低电平),以实现外部ROM单元的读操作. EA(31脚):访问程序存储控制信号.当信号为低电平时,对ROM的读操作限定在外部程序存储器;