目录 1引言 1 2 PROTEUS软件仿真 2 2.1 PROTEUS软件简介 2 2.1.1 PROTUES ISIS的启动 2 2.1.2 PROTUES ISIS的工作界面 3 2.2 Keil简介 3 2.3 利用PROTUES ISIS仿真与调试 4 3 主要芯片简介 5 3.1 AT89C51芯片 5 3.2 ADC0808 7 3.3 74LS161 8 3.4 七段数码管简介 9 4 系统总体设计 10 4.1 工作原理 10 4.2 系统结构框图 10 4.3 系统硬件设计 10 4.3.1 单片机的选择 10 4.3.2 时钟电路的设计 11 4.3.3复位电路 11 4.3.4 A/D转化电路及测量电路的设计 12 4.3.5 显示模块设计 12 4.4系统程序设计 13 4.4.1 初始化程序 13 4.4.2主程序 13 4.4.3 A/D转换子程序的设计 14 4.4.4 循环显示的程序 15 4.4.5 显示程序 16 4.4.6 中断子程序、延时子程序和查表 17 5.1 总体设计仿真电路 18 5.2 仿真结果 19 6 总结 21 参考文献 22 附录 23 1引言 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，此作品主要由A/D0808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： 双积分型和逐次逼近型。 双积分型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，以双积分型A/D转换器ADC0808、七段数码管为主体，构 造了一款简易的数字电压表，能够实现自动和手动测量8路0.00～5.00V的直流电压，最 小分辨率为0.02V。 2 PROTEUS软件仿真 2.1 PROTEUS软件简介 PROTEUS ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统 上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：1.实现了单片 机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电 路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的 功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。2.支持主流单片机系 统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、P IC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。3.提供软件调试功能。 在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄 存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方 的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。4.具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和SPIC E分析于一身的仿真软件，功能极其强大。 2.1.1 PROTUES ISIS的启动 双击桌面上的ISIS 6 Professional图标或者单击屏幕左下方的"开始" "程序" "Proteus 6 Professional" "ISIS 6 Professional"，出现如图2-1所示屏幕，表明进入PROTEUS ISIS集成环境。 图2-1 PROTEUS ISIS启动时的屏幕 2.1.2 PROTUES ISIS的工作界面 PROTEUS ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图2- 2所示。包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状 本文档详细介绍了基于单片机的数字电压表的课程设计，使用了Protues软件进行仿真。数字电压表通过A/D转换技术将模拟电压转化为数字值并显示，具有高精度、直观易读的优点。该设计中，核心部件是A/D转换器ADC0808和单片机AT89C51。 2.1章节介绍了Protues软件，这是一个电路分析与实物仿真平台，特别适用于单片机和SPICE电路的仿真。它可以模拟多种单片机系统，包括68000、8051、AVR等系列，并提供了丰富的虚拟仪器，如示波器和逻辑分析仪，以及原理图绘制功能。启动Protues ISIS软件只需通过桌面快捷方式或“开始”菜单中的相应选项。 3.1章节提到的AT89C51是常用的8位微处理器，用于控制整个系统操作。3.2部分的ADC0808是双积分型A/D转换器，将模拟电压转换为数字信号。3.3章节的74LS161是四位二进制计数器，可能在显示控制中发挥作用。3.4章节的七段数码管则用于显示转换后的电压值。 4.1至4.4章节详细阐述了系统设计的各个方面。工作原理是通过A/D转换器将输入电压转换为数字，经过处理后由数码管显示。系统结构包括单片机、时钟电路、复位电路、A/D转换电路和显示模块。硬件设计中，单片机选择AT89C51，时钟电路确保系统正常运行，复位电路用于初始化，A/D转换电路配合ADC0808完成转换，而显示模块则通过七段数码管实时显示电压值。程序设计包括初始化、主程序、A/D转换子程序、循环显示和中断处理等部分。 5.1和5.2章节展示了总体设计的仿真电路图和仿真结果，证明了设计的可行性。 总结部分对设计进行了回顾，强调了数字电压表在实际应用中的优势和设计过程中的学习收获。参考文献和附录提供了进一步的信息来源和技术细节。 这个课程设计不仅涵盖了数字电压表的基本原理，还涉及了单片机编程、硬件设计和电路仿真的综合应用，是学习电子工程和嵌入式系统设计的良好实践案例。