電路綜合課程設計
姓名：學號：
班級：指導老師：
中國地質大學（武漢）
機械與電子資訊學院
實驗目的
1、通過數字電壓表的實習，了解各個晶元的工作的原理。
2、學習mcs51與adc0809各個管腳的功能。
3、使用微控制器﹑模數轉換器﹑數碼管等晶元來共同完成電壓表的實現，學習各個晶元連線的軟體實現以及硬體電路的連線。
實驗要求
（1） 測量電壓範圍：0-20v
（2） 檔位0.2v，2v,20v；自動量程轉換
（3） 顯示精度:0.01v
（4） 測量誤差：<=1%
實驗器材
1、 直流電壓表：
實驗原理
一、自動調擋模組：
利用晶元lm324和模擬開關4051並結合程式實現自動調擋。
1、 保證此模組輸出到adc0809的電壓值維持在0-5v;所以對0-20v待測電壓先進行5倍分壓。
2、 由於0-0.2v和0.2-2v的待測電壓分壓後電壓值過小，所以要對0-0.
2v降壓後再放大100倍，對0.2-2v降壓後再放大10倍。利用運算放大器lm324來實現放大功能。
3、 至於選擇那個檔位需要使用模擬開關4051晶元，程式通過s1,s2,s3來控制選通哪一條電路。如：s1s2s3=000則選擇2-20v擋位，s1s2s3=001則選擇0.
2-2v擋位，s1s2s3=010則選擇0-0.2v擋位。
二、adc0809模數轉換模組：
adc0809是將輸入的模擬值轉化為8位二進位制值輸出，也就是對乙個模擬量進行量化採用逐次逼近的方法近似為數字量。
1、 由於每次都從in-0口輸入電壓值，所以其餘七個入口都是空置的，所以adc0809的三個位址輸入口要接地。
2、 從in-0口輸入的電壓值範圍0-5v，所以adc0809採取5v的標準電壓，以待量化進行數模轉換。
3、 adc0809的工作是通過微控制器c51中的程式控制的，當adc0809的start=1，ale=1時啟動模數轉換，此時eoc=0;轉化結束後eoc=1,若oe=1,則允許微控制器從adc0809中讀取資料，讀取結束後，oe=0.
4、 同時a的10號引腳clk要接微控制器的30號引腳ale,由於adc0809的頻率一般採用500khz左右，微控制器30號引腳輸出為1mhz，所以要用74ls74進行二分頻。
三、微控制器c51模組：（程式見附錄）
該模組主要是通過程式來實現三個功能：
（1） 控制模擬開關4051來實現調擋功能（在自動調擋模組已詳細說明）。
（2） 控制adc0809進行模數轉換，微控制器的p1口和adc0809的8位輸出口相連，來讀取資料。
（3） 微控制器通過p0和p2口控制非門74ls04和解碼器4511對數碼管進行動態掃瞄。
另外，還有置位電路和產生頻率的晶振電路，微控制器本身可以六分頻，由於使用的是6mhz的晶振所以微控制器30腳輸出1mhz，經分頻後送到adc0809。
四、顯示模組
該模組由非門74ls04、解碼器4511和一片4位七段數碼管組成；主要結合程式實現動態掃瞄。
（1） 微控制器p0口的低四位通過非門來控制片選b1\b2\b3\b4，另外p0.7口通過非門來控制小數點dp，由於控制小數點dp的電平過低，故加上一上拉電阻來提高電平。
（2） 微控制器p2口的低四位輸入到解碼器4511，解碼器將輸入轉換成七位即abcdefg，進行段選。
五、原理圖
測量資料
資料表資料處理：
第一檔：0-0.2v，最大誤差：5.7% > 1%
第二檔：0.2-2v，最大誤差：0.89% < 1%
第三擋：2-20，最大誤差：0.46% < 1%
誤差分析：
一、由於電壓源不穩定，
二、adc0809是8位的，取樣的時候不可能達到更精確，
三、電路中一些雜訊的影響。
程式附錄：
#include
#define uchar unsigned char;
uchar code scan_con=; //定義掃瞄片選
uchar dispbuf[8]=; //定義8個儲存空間
uchar getdata;
unsigned long int temp;//定義暫存空間
uchar i,j,k,l,m;
sbit s3=p3^7; //位定義，控制模擬開關
sbit s2=p3^6;
sbit s1=p3^5;
sbit dp=p0^7; //定義小數點
#define v20_on //巨集定義不同量程，不同的開關狀態
#define v2_on
#define v02_on
sbit st=p3^1; //定義微控制器和adc的控制訊號
sbit oe=p3^3;
sbit eoc=p3^2;
main()
else} //小數點的確定
else if(l==2) else}
else if(l==1)else}
else
for(m=0;m<=2;m延時
for(j=0;j<=100;j++);
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