基于AT89C51单片机的数字电压表的Proteus仿真设计与应用 (1)_图文-五星文库
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基于AT89C51单片机的数字电压表的Proteus仿真设计与应用 (1)_图文
导读：ｃ――基于Ａ他９Ｃ５１单片机的数字电压表的Ｐｍｔｅｕｓ仿真设计与应用，基于ＡＴ８９Ｃ５１单片机的数字电压表，的Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真设计与应用，摘要：数字电压表抗干扰能力强、测鼍速度快、测量准确度高，本系统采用Ａ髓９ｃ５１单片机、Ａ／Ｄ转换器ＡＤｃ０８０８和共阳极数码管为主要硬件，详细分析了数字电压表Ｐｍｔｅｕｓ软件仿真电路设计及编程方法，关键词：数字电压表，数字电压表利用Ａ／Ｄ转换原理，将被测模
机床电器２００８．６
计算机?ＰＩ。ｃ――基于Ａ他９Ｃ５１单片机的数字电压表的Ｐｍｔｅｕｓ仿真设计与应用
基于ＡＴ８９Ｃ５１单片机的数字电压表
的Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真设计与应用
张英平（吉林师范大学１３６０００）
摘要：数字电压表抗干扰能力强、测鼍速度快、测量准确度高。本系统采用Ａ髓９ｃ５１单片机、Ａ／Ｄ转换器ＡＤｃ０８０８和共阳极数码管为主要硬件，详细分析了数字电压表Ｐｍｔｅｕｓ软件仿真电路设计及编程方法。
关键词：数字电压表；单片机；Ａ／Ｄ转换器中图分类号：ＴＰ３６８．１
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００４―０４２０（２００８）０６―００４８―０２
数字电压表利用Ａ／Ｄ转换原理，将被测模拟量转换成数字量，并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。Ａ／Ｄ转换器的精度影响数字万用表的准确度，本文采用ＡＤＣ０８０８对输入模拟信号进行转换，控制核心Ａ代９Ｃ５ｌ单片机对转换的结果进行运算和处理，最后驱动输出装置显示数字电压信号，通过Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真软件实现接口电路设计，并进行实时仿真。
Ｐｒｏｔｅｕｓ软件是一种电路分析和实物模拟仿真软
具有８路模拟量输入信号ＩＮ０一ＩＮ７（１～５、２６―２８脚），地址线Ｃ、Ｂ、Ａ（２３―２５脚）决定哪一路模拟输入信号进行Ａ／Ｄ转换，本电路将地址线ｃ、Ｂ、Ａ均接地，即选择Ｏ号通道输入模拟量电压信号。２２脚ＡＬＥ为地址锁存允许控制信号，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。６脚ＳＴＡＲＴ为启动控制信号，当输入为高电平时，Ａ／Ｄ转换开始。本电路将ＡＬＥ脚与ｓＴＡＲＴ脚接到一起，共同由单片机的Ｐ２．０脚和ｗＲ脚通过或非门控制。７脚ＥＯＣ为Ａ／Ｄ转换结束信号，当Ａ／Ｄ转换结束时，７脚输出一个正脉冲，此信号可作为Ａ／Ｄ转换是否结束的检测信号或向ＣＰｕ申请中断的信号，本电路通过一个非门连接到单片机的Ｐ３．２脚。９脚０Ｅ为Ａ／Ｄ转换数据输出允许控制信号，当ＯＥ脚为高电平时，允许读取Ａ／Ｄ转换的数字量。该ＯＥ脚由单片机的Ｐ２．０脚和ＲＤ脚通过或非门控制。１０脚ＣＬＯＣＫ为ＡＤＣ０８０８的实时时钟输入端，利用单片机３０引脚ＡＬＥ的六分频晶振频率得到时钟信号。数字量输出端８个接到单片机的Ｐ０口。２
件。它运行于ｗｊｎｄｏｗｓ操作系统上，可以进行仿真、分
析（ＳＰＩＣＥ）各种模拟器件和集成电路，是集单片机和ＳＰＩＣＥ分析于一身的仿真软件，功能强大，具有系统资源丰富、硬件投入少、形象直观等优点，近年来受到广大用户的青睐。１
数字电压表的Ｐｒｏｔｅｕｓ软件仿真电路设计
利用单片机Ａ咫９ｃ５１与ＡＤＣ０８０８设计一个数字
电压表，将模拟信号０～５Ｖ之间的直流电压值转换成数字量信号０～ＦＦ，以两位数码管显示。Ｐｍｔｅｕｓ软件启动仿真，当前输入电压为２．５Ｖ，转换成数字值为７ＦＨ，用鼠标指针调节电位器尺。，，可改变输入模／数转换器ＡＤｃ０８０８的电压，并通过虚拟电压表观察ＡＤｃ０８０８模拟量输入信号的电压值，ＬＥＤ数码管实时显示相应的数值量（见图１）。
数字电压表的软件程序设计
系统上电状态，初始化ＡＤＣ０８０８的启动地址，数
码管显示关闭，开始启动Ａ／Ｄ转换。等待启动结束后，将ＡＤｃ０８０８的０号通道模拟量输入信号转换输出的数字量结果通过数码管动态显示的方式显示到三位数码管上。程序流程图如图２所示。
本电路的程序设计主要包括Ａ／Ｄ转换部分和数码管动态显示部分，部分程序代码如下所示。
Ａ髓９Ｃ５１单片机和数码管显示电路的接口设计
在Ｐｒｏｔｅｕｓ软件中设置Ａ谓９Ｃ５１单片机的晶振频率为１２ＭＨｚ。本电路ＥＡ接高电平，没有扩展片外ＲＯＭ。Ａ鸭９Ｃ５ｌ的Ｐ１端口作为两位ＬＥＤ数码管动态显示的段码控制，Ｐ３．４和Ｐ３．５引脚作为两位ＬＥＤ数码管动态显示的位码控制。
ｃｌｒｃｌｒｃｌｒ
ｄｐｔｒ，舯ｆｊｏｏｈ；Ａ／Ｄ转换器的地址
ｐ２．Ｏｐ３．４ｐ３．５
；启动Ａ／Ｄ转换；关数码管
Ａ／Ｄ转换电路的接口设计
Ａ／Ｄ转换器采用集成电路ＡＤＣ０８０８。ＡＤＣ０８０８
；软件延时时间略大于Ａ／Ｄ转换时间；或查询Ａ／Ｄ转换结束ＥＯＣ脚
计算机?ＰＬｃ――基于Ａ偈９Ｃ５１单片机的数字电压表的Ｐｍｔｅｕｓ仿真设计与应用
机床电器２００８．６
图ｌ数字电压表的Ｐｍｔｅｕｓ软件仿真电路原理图
甲丽酾忑而丽
Ｖ时，输出数字量值为ＦＦＨ，故最大分辩率为Ｏ．０１９６Ｖ。如果要获得更高的精度，需采用１２位、１３位等高于８位的Ａ／Ｄ转换器。数字电压表的显示部分可以增加ＢＣＤ码调整程序来通过三位数码管显示其数据。本设计的显示偏差，可以通过校正０８０８的基准参考电压来解决，或用软件编程来校正其测量值。本文用单片机Ａｒ飓９Ｃ５ｌ、ＡＤＣ０８０８和数码管构成一个简易数字电压表控制系统，在设计过程中通过Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真软件的调试，电路简单、成本低、精度高、速度快和性能稳定等特点。
参考文献：
［１］刘振忠．数字电压表发展概况和原理：电压一频率（Ｖ―
Ｆ）变换式积分型数字电压表［Ｊ］．电讯工程．１９９８（２）［２］
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吴金戌，沈庆阳，郭庭吉．单片机实践与应用［Ｍ］．北京：清华大学出版社．２００２．９
［４］ｗａｎｇ“，ｃａｏｘｉａｏ―ｑｉｎｇ，Ｚ１１卸ｚｈｕｏ―ｒａｎ，Ｙａｎ
Ｙａｆｌｇ―
数码管ＬＥＤ显示关
Ｉ延时２０ＩⅡｓｌ
，．．．．―――ｊ：一
Ａ／嘴换的数字量结果显示到两位数码管
上（Ｐ１口输出段码．Ｐ３．４和Ｐ３．ｊ输出位码）
图２数字电压表的软件程序设计流程图
；或用Ｅ０ｃ作为中断请求信号
ｍｏｖ】【ａ，＠ｄｐ仃；Ａ／Ｄ转换结果
３０ｈ，ａ；暂存
；保留低四位二进制数结果
…ｌｃａｌｌ∞ｔｂｃｌｒ
ｓｅ９７ｐ３．５ｐ３．４
；查表求显示字形码的子程序；低位数码管显示有效；高位数码管显示无效；显示
；延时，保留高四位二进制数结果．高位数码管显示
ｓｅ９７：ｉｎｃ
；Ｐｃ值相对于表首地址的位移量通过修正累加器Ａ的内容来实现
ｍｏｖｃｒ℃ｔ
ａ，＠ａ＋ｐｃ；查表得Ａ／Ｄ转换结果相对应的字形码
ｇｕａｎｇ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬｏａｄＣｕｒｒｅｎｔＦｏｒｗａｒｄＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇｉｎ
ＤｉｇｉｔａｌＶｏｌｔａｇｅＲｅｇｕｌａｔｉｏｎｆｏｒＤｏｕｂｌｙ
Ｅｌｅｃｔｍｎｉｃｓ
ＳａｌｉｅｎｔＢｒｕｓｈｌｅｓｓＤｒｉｖｅｓ
ｄｂＯｃｏｈ，Ｏｆ９ｈ，Ｏａ４ｈ．０ｂｏｈ，９９ｈ，９２ｈ，８２ｈ，０１８ｈ
ＤＣＣｅｎｅｒａｔｏｒ．Ｐｏｗｅｒ
Ｓｙｓｔｅｍｓ．
；共阳数码管的Ｏ一７字形码
８０ｈ，９０ｈ，８８ｈ，８３ｈ，Ｏｃ６ｈ，０ａｌｈ，８６ｈ，８ｅｈ
２００５．ＰＥＤＳ
２００５．ＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
Ｖｏｌｕｍｅ２．２８
一ＯｌＮｏｖ．２００５
Ｐａｇｅ（ｓ）
；８一Ｆ字形码
本文的数字电压表可以测量０―５Ｖ的电压值，
收稿日期：２００８―１１―２９
作者简介：张英平（１９７６一），男，硕士。主要研究方向智能控制技术。从事单片机原理及应用课程、计算机控制技术课程的教学与科研工作。
Ａ鸭９ｃ５１为８位单片机，当ＡＤｃ０８０８的输入电压为５
基于AT89C51单片机的数字电压表的Proteus仿真设计与应用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
张英平， ZHANG Ying-ping吉林师范大学,136000
MACHINE TOOL ELECTRIC APPARATUS)0次
参考文献(4条)
1.刘振忠 数字电压表发展概况和原理:电压-频率(V-F)变换式积分型数字电压表 .王幸之 单片机应用系统抗干扰技术 20003.吴金戌.沈庆阳.郭庭吉 单片机实践与应用 2002
4.Wang Li.Cao Xiao-qing.Zhan Zhuo-ran.Yan Yang-guang Application of Load Current ForwardCompensating in Digital Voltage Regulation for Doubly Salient Brushless DC Generator 2005
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摘要：本设计以AT89C51单片机为核心，以逐次比较型A/D转换器ADC0809、七段数码管为主体，构造了一款简易的数字电压表，能够实现同时测量8路0.00～5.00V的直流电压，最小分辨率为0.02V。
关键词：AT89C51、ADC0809、七段数码管&
数字电压表的基本工作原理是利用A/D转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号，通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。较之于一般的模拟电压表，数字电压表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。
在测量仪器中，电压表是必须的，而且电压表的好坏直接影响到测量精度。具有一个精度高、转换速度快、性能稳定的电压表才能符合测量的要求。为此，我们设计了数字电压表，此设计主要由A/D转换器和单片机AT89C51构成，A/D转换器在单片机的控制下完成对模拟信号的采集和转换功能，最后由数码管显示采集的电压值。
电压表的数字化测量，关键在于如何把随时连续变化的模拟量转化成数字量，完成这种转换的电路叫模数转换器（A/D）。数字电压表的核心部件就是A/D转换器，由于各种不同的A/D转换原理构成了各种不同类型的DVM。一般说来，A/D转换的方式可分为两类：积分式和逐次逼近式。
积分式A/D转换器是先用积分器将输入的模拟电压转换成时间或频率，再将其数字化。根据转化的中间量不同，它又分为U-T（电压-时间）式和U-F（电压-频率）式两种。
逐次逼近式A/D转换器分为比较式和斜坡电压式，根据不同的工作原理，比较式又分为逐次比较式及零平衡式等。斜坡电压式又分为线性斜坡式和阶梯斜坡式两种。
在高精度数字电压表中，常采用由积分式和比较式相结合起来的复合式A/D转换器。本设计以AT89C51单片机为核心，以逐次比较型A/D转换器ADC0809、七段数码管为主体，构造了一款简易的数字电压表，能够实现测量8路0.00～5.00V的电压，最小分辨率为0.02V。
2总体方案设计
2.1方案一：由数字电路及芯片构建。
这种设计方案是由模拟电路与数字电路两大部分组成，模拟部分包括输入放大器、A/D转换器和基准电压源；数字部分包括计数器、译码器、逻辑控制器、振荡器和显示器。其中，A/D转换器是它的核心器件，它将输入的模拟量转换成数字量。模拟电路和数字电路是相互联系的，由逻辑控制电路产生控制信号，按规定的时序将A/D转换器中几组模拟开关接通或断开，保证A/D转换正常进行。A/D转换结果通过计数译码电路变换成段码，最后驱动显示器显示出相应的数值。此方案设计的优点是设计成本低，能够满足一般的电压测量。但设计不灵活，都是采用纯硬件电路，很难将其在原有的基础上进行扩展。
2.2方案二：由单片机系统及A/D转换芯片构建。
这种方案是利用单片机系统与模数转换芯片、显示模块等的结合构建数字电压表。由于单片机的发展已经成熟，利用单片机系统的软硬件结合，可以组装出许多的应用电路来。此方案的原理是模/数（A/D）转换芯片的基准电压源，被测量电压输入端分别输入基准电压和被测电压。模/数（A/D）转换芯片将被被测量电压输入端所采集到的模拟电压信号转换成相应的数字信号，然后通过对单片机系统进行软件编程，使单片机系统能按规定的时序来采集这些数字信号，通过一定的算法计算出被测量电压的值。最后单片机系统将计算好了的被测电压值按一定的时序送入显示电路模块加以显示。此方案不仅能够继承方案一的各种优点，还能改进方案一设计的不灵活，可以在原有的基础上进行扩展。
综合比较以上两种设计方案的各方面的优点及现在所设计的电压表的实用性，选择第二种电压表的设计方案，及由单片机及数字芯片构建的方法来实现数字电压表的设计。
1) 设计思路
设计主要采用AT89C51单片机芯片和ADC0809模/数转换芯片来完成一个简易的数字电压表，能够对输入的8路0V～5V的模拟直流电压进行测量，并通过四位LED数码管进行显示，测量误差小于0.02 V。设计电路主要通过ADC0809芯片的模拟电压输入端输入的0V～5V的模拟量电压，产生相应的数字量经过其输出通道D0～D7传送给AT89C51芯片的P0口。该电压表的测量电路主要由四个模块组成：A/D转换模块、数据处理及控制模块、显示控制模块。A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，主要负责把输入的模拟量转换为相应的数字量再传送到数据处理模块，数据处理则由单片机AT89C51来完成，其负责把ADC0809传送来的数字量经数据处理后，产生相应的显示码送到显示模块进行显示，显示模块主要由四位LED数码管组成，完成显示测量到的电压值。
一、毕业设计任务书&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&1
二、毕业设计调研报告&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&2
三、毕业设计说明书&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4
& & 1 引言&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4
& & 2 总体方案设计&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4
& & &2.1方案一：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4
& & &2.2方案二：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4
& & 3 硬件电路设计&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&5
& & &3.1单片机AT89C51介绍&&&&&&&&&&&&&&&&&&&5
3.1.1 AT89C51芯片主要性能参数&&&&&&&&&&&&&5
3.1.2功能介绍&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&6
3.1.3 芯片管脚介绍及分配 &&&&&&&&&&&&&&&6
& & &3.2 A/D转换模块设计&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&8
3.2.1 A/D转换器的介绍&&&&&&&&&&&&&&&&&8
3.2.2 ADC0809的介绍&&&&&&&&&&&&&&&&&&9
3.2.3转换器ADC0809与单片机的接口电路&&&&&&&&13
& & &3.3显示模块设计&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&15
& & & & &3.3.1显示器的选择&&&&&&&&&&&&&&&&&15
3.3.2显示器与单片机接口电路&&&&&&&&&&16
& & &3.4 复位电路和时钟电路&&&&&&&&&&&&&&&&&&16
& & & & &3.4.1复位电路&&&&&&&&&&&&&&&&&&16
& & & & &3.4.2时钟电路&&&&&&&&&&&&&&&&&&17
& & 4 软件设计&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&17
& & &4．1程序流程&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&18
& & & & &4．1．1系统主程序流程图&&&&&&&&&&&&&&&18
& & & & &4．1．2各子程序流程图&&&&&&&&&&&&&&&&19
& & &4．2程序&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&21
& & & & &4．2．1主程序&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&21
& & & & &4．2．2 各子程序&&&&&&&&&&&&&&&&&&&21
5软硬件系统的调试&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&23
& & &5.1硬件电路的调试&&&&&&&&&&&&&&&&&&&23
& & &5.2 PROTEUS软件仿真&&&&&&&&&&&&&&&&&&&23
& & & & &5.2.1 PROTEUS软件简介&&&&&&&&&&&&&&&23
& & & & &5.2.2 KEIL简介&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&24
& & &5.3软件调试&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&24
5.3.1显示结果及误差分析&&&&&&&&&&&&&&&25
& & 6 附录&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&28
& & 7参考文献&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&29
四、毕业设计总结&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&30
五、英文翻译&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&32
1、《单片机应用技术》 & 王静霞 & &电子工业出版社.
2、《单片机接口技术》 & & 杜伟略 &西安电子科技大学出版社.
3、《ATMEL89系列单片机的原理与开发实践》 欧阳文 & 中国电力出版社.
4、苗红霞.单片机实现数字电压表的软硬件设计[J] .河海大学常州分校学报，2002，（03）.
5、宋凤娟，孙军，李国忠.基于AT89C51单片机的数字电压表设计[J] .工业控制计算机，2007，(04).
/page.asp?id=37 www.bylw520.net www.bylw520.net/html/4907.html
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关于AT89C51单片机用proteus仿真的问题
应该是1秒，晶振频率设置成12M; TL0=0xb0; ET0=1，采用TO计数器中断定时，采用方式1（TMOD=0x01，这是怎么回事; TH0=0x3c; EA=1，定时时间并不是1秒; TR0=1;）这应该是定时50ms，可是我用手机秒表对比，我定时了20次AT89C51单片机用proteus仿真时
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PROTEUS 仿真时，有一个时间显示，在屏幕最下边，应该以此为标准时间
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其他3条回答
仿真的秒表一直是不准的！protues主要注重的是逻辑的对错！时间的卡位上不是很准确！
如果你想做一个时钟，想时间精确点的话 还是加个时钟芯片吧。建议采用DS1302
at89c51的相关知识
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