基于51单片机的数字电压表设计

数字电压表

基于51单片机的数字电压表设计

简介
1、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，编码等几部分组成。因此AD转换是此次设计的核心元件。输入的模拟量经过AD转换器转换，再由驱动器驱动显示器输出，便得到测量的数字电压。
2、基本功能要求：
1.可以选择测量测量1路0-5V的1路输入电压值；
2.可轮流显示或单路选择显示（可选）；
3.测量显示最小分辨率为0.01V;测量误差约为0.02V；
数码管显示
数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管：按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
单片机最小系统
当在89C5x单片机的RST引脚引入高电平并保持2个机器周期时，单片机内部就执行复位操作，按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST端经过电阻与电源VCC接通而实现的。

硬件电路设计

供电电路和参考电压
由于此次系统的芯片工作电压为+5v，所以可以直接用USB供电。

数字电压表系统电路原理图

Proteus仿真图

代码

#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
/*********************************端口定义**********************************/
sbit CS   = P3^5;
sbit Clk = P3^3;
sbit DATI = P3^4;
sbit DATO = P3^4;
sbit DIAN = P0^5;          //小数点
/*******************************定义全局变量********************************/
unsigned char dat = 0x00;      //AD值
unsigned char count = 0x00;      //定时器计数
unsigned char CH;       //通道变量
unsigned char dis[4];       //显示数值
unsigned int sum=0;
/*******************************共阴LED段码表*******************************/
unsigned char code tab[]={
0x5F,0x44,0x9D,0xD5,0xC6,0xD3,0xDB,0x47,0xDF,0xD7};
char code tablewe[]={
 0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xfe  };
/****************************************************************************
函数功能:AD转换子程序
入口参数:CH
出口参数: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 )      //通道选择
   {

       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++ )      //读取前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++)      //读取后8位的值
      {

           test >>= 1;
           if (DATO)
              test |= 0x80;
           else 
              test |= 0x00;
          _nop_();
          Clk = 1;
          _nop_();
          Clk = 0;
      }
      if (adval == test)      //比较前8位与后8位的值，如果不相同舍去。若一直出现显示为零，请将该行去掉
       dat = test;
       nop_();
       CS = 1;        //释放ADC0832
       DATO = 1;
       Clk = 1;
       return dat;
}
/****************************************************************************
函数功能:延时子程序
入口参数:
出口参数:
****************************************************************************/
void delay(void)
{

    int k;
    for(k=10;k<500;k++);
}
/****************************************************************************
函数功能:将0-255级换算成0.00-5.00的电压数值
入口参数:i
出口参数:
****************************************************************************/
void convdata(unsigned int i)
{

 i=i*1.96;     //i*5/255*100
    dis[0] = i/100;       //个位
    dis[1] = i%100/10;      //小数点后第一位  
    dis[2] = i%100%10;     //小数点后第二位
// dis[3] = i%1000%100%10;     
}
/****************************************************************************
函数功能:数码管显示子程序
入口参数:
出口参数:
****************************************************************************/
void display(void)
{
  
    P0=tab[dis[0]];      //显示个位和小数点11011111
 DIAN=1;
    P2=0xdf;                  //11011111
    delay();    
    P2=0xff;
    P0=tab[dis[1]];       //显示小数点后第一位
    P2=0xbf;                //10111111
    delay();
    P2=0xff;
    P0=tab[dis[2]];       //显示小数点后第二位
    P2=0x7f;              //01111111  
    delay();
    P2=0xff;
}
/****************************************************************************
函数功能:主程序
入口参数:
出口参数:
****************************************************************************/
void main(void)
{

 unsigned char m;   
 CH = 0x00;       //在这里选择通道 0x00或0x01
 while(1)       //主循环    
 {

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

   dat = adc0832(CH);
   sum=sum+dat;
   display();      //显示数值
  }
  dat=sum/50;
  sum=0; 
  convdata(dat);      //数据转换
  display();      //显示数值
 }
}

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