數(shù)字電壓表

基于51單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)

簡介
1、數(shù)字電壓表簡稱DVM，數(shù)字電壓表基本原理是將輸入的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再進(jìn)行輸出顯示。而A/D轉(zhuǎn)換器的作用是將連續(xù)變化的模擬信號(hào)量轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)字信號(hào)，器基本結(jié)構(gòu)是由采樣保持，量化，編碼等幾部分組成。因此AD轉(zhuǎn)換是此次設(shè)計(jì)的核心元件。輸入的模擬量經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，再由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)顯示器輸出，便得到測量的數(shù)字電壓。
2、基本功能要求：
1.可以選擇測量測量1路0-5V的1路輸入電壓值；
2.可輪流顯示或單路選擇顯示（可選）；
3.測量顯示最小分辨率為0.01V;測量誤差約為0.02V；
數(shù)碼管顯示
數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管：按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。
共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管，共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。
共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。
單片機(jī)最小系統(tǒng)
當(dāng)在89C5x單片機(jī)的RST引腳引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作，按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過RST端經(jīng)過電阻與電源VCC接通而實(shí)現(xiàn)的。

硬件電路設(shè)計(jì)

供電電路和參考電壓
由于此次系統(tǒng)的芯片工作電壓為+5v，所以可以直接用USB供電。

 
數(shù)字電壓表系統(tǒng)電路原理圖

Proteus仿真圖

代碼

#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
/*********************************端口定義**********************************/
sbit CS   = P3^5;
sbit Clk = P3^3;
sbit DATI = P3^4;
sbit DATO = P3^4;
sbit DIAN = P0^5;          //小數(shù)點(diǎn)
/*******************************定義全局變量********************************/
unsigned char dat = 0x00;      //AD值
unsigned char count = 0x00;      //定時(shí)器計(jì)數(shù)
unsigned char CH;       //通道變量
unsigned char dis[4];       //顯示數(shù)值
unsigned int sum=0;
/*******************************共陰LED段碼表*******************************/
unsigned char code tab[]={
0x5F,0x44,0x9D,0xD5,0xC6,0xD3,0xDB,0x47,0xDF,0xD7};
char code tablewe[]={
 0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xfe  };
/****************************************************************************
函數(shù)功能:AD轉(zhuǎn)換子程序
入口參數(shù):CH
出口參數(shù):dat
****************************************************************************/
unsigned char adc0832(unsigned char CH)
{

      unsigned char i,test,adval;
     adval = 0x00;
     test = 0x00;
     Clk = 0;       //初始化
     DATI = 1;
    _nop_();
    CS = 0;
    _nop_();
    Clk = 1;
   _nop_();
   if ( CH == 0x00 )      //通道選擇
   {

       Clk = 0;
       DATI = 1;      //通道0的第一位
       _nop_();
      Clk = 1;
        _nop_();
        Clk = 0;
      DATI = 0;      //通道0的第二位
      _nop_();
      Clk = 1;
      _nop_();
    } 
    else
    {

       Clk = 0;
    DATI = 1;      //通道1的第一位
      _nop_();
      Clk = 1;
      _nop_();
      Clk = 0;
      DATI = 1;      //通道1的第二位
    _nop_();
     Clk = 1;
     _nop_();
   }
      Clk = 0;
      DATI = 1;
    for( i = 0;i < 8;i++ )      //讀取前8位的值
    {

       _nop_();
       adval <<= 1;
       Clk = 1;
       _nop_();
       Clk = 0;
       if (DATO)
          adval |= 0x01;
      else
          adval |= 0x00;
    }
      for (i = 0; i < 8; i++)      //讀取后8位的值
      {

           test >>= 1;
           if (DATO)
              test |= 0x80;
           else 
              test |= 0x00;
          _nop_();
          Clk = 1;
          _nop_();
          Clk = 0;
      }
      if (adval == test)      //比較前8位與后8位的值，如果不相同舍去。若一直出現(xiàn)顯示為零，請將該行去掉
       dat = test;
       nop_();
       CS = 1;        //釋放ADC0832
       DATO = 1;
       Clk = 1;
       return dat;
}
/****************************************************************************
函數(shù)功能:延時(shí)子程序
入口參數(shù):
出口參數(shù):
****************************************************************************/
void delay(void)
{

    int k;
    for(k=10;k<500;k++);
}
/****************************************************************************
函數(shù)功能:將0-255級(jí)換算成0.00-5.00的電壓數(shù)值
入口參數(shù):i
出口參數(shù):
****************************************************************************/
void convdata(unsigned int i)
{

 i=i*1.96;     //i*5/255*100
    dis[0] = i/100;       //個(gè)位
    dis[1] = i%100/10;      //小數(shù)點(diǎn)后第一位  
    dis[2] = i%100%10;     //小數(shù)點(diǎn)后第二位
// dis[3] = i%1000%100%10;     
}
/****************************************************************************
函數(shù)功能:數(shù)碼管顯示子程序
入口參數(shù):
出口參數(shù):
****************************************************************************/
void display(void)
{
  
    P0=tab[dis[0]];      //顯示個(gè)位和小數(shù)點(diǎn)11011111
 DIAN=1;
    P2=0xdf;                  //11011111
    delay();    
    P2=0xff;
    P0=tab[dis[1]];       //顯示小數(shù)點(diǎn)后第一位
    P2=0xbf;                //10111111
    delay();
    P2=0xff;
    P0=tab[dis[2]];       //顯示小數(shù)點(diǎn)后第二位
    P2=0x7f;              //01111111  
    delay();
    P2=0xff;
}
/****************************************************************************
函數(shù)功能:主程序
入口參數(shù):
出口參數(shù):
****************************************************************************/
void main(void)
{

 unsigned char m;   
 CH = 0x00;       //在這里選擇通道 0x00或0x01
 while(1)       //主循環(huán)    
 {

  for(m=0;m<50;m++)
  {

   dat = adc0832(CH);
   sum=sum+dat;
   display();      //顯示數(shù)值
  }
  dat=sum/50;
  sum=0; 
  convdata(dat);      //數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
  display();      //顯示數(shù)值
 }
}