TLC549的数字电压表设计

摘要在日常生活和各种电学实验中电压、电流和电阻三个量经常需要被测量，其中以电压的测量最多，这就要用到电压表。与传统的指针电压表相比，数字电压表具有很多优点。电压表的数字化，是将连续的模拟量(如直流电压)转换成不连续的离散的数字形式并加以显示。这有别于传统的以指针与刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视差和视觉疲劳，而且显示的范围宽，分辨率高。由于CMOS技术的发展．集成电路的功耗变得很小．即发热量很小，这样就可以在同一块芯片上集成更多的元件，形成大规模或超大规模集成电路，因此数字电压表的集成度高、功耗小、抗干扰能力强。直流数字电压表本身可以扩展成交流电压表、交直电流表、峰值表、功率表等，还可以附加智能化。本设计采用TLC549芯片将模拟量转化为数字量，通过单片机AT89C52与LCD1602显示出来。关键词：数字电压表TLC549AT89C52LCD1602AbstractIndailylifeandvariouselectricalexperiments,voltage,current,resistance,thethreevolumesoftenneedstobemeasured,mostofwhichmeasurevoltage,whichusethevoltagemeter.Andcomparedtothetraditionalpointervoltmeter,digitalvoltagemeterhasmanyadvantages.Digitalvoltagemeter,isthecontinuousanalog(suchasDCvoltage)intodiscretediscontinuousanddisplaythemindigitalform.Thisisdifferentfromthetraditionaltothepointeranddialforreadingsandpreventingthereadingofthedisparityandvisualfatigue,anddisplaywiderangeofhighresolution.ICpowerconsumptionbecomesverysmall.Thatheatisverysmall,sothatyoucanchipinwithanadditionalcomponent,theformationoflarge-scaleorlargescaleintegratedcircuits,thedigitalvoltagemeterhighintegration,lowpowerconsumption,anti-jammingcapability.DCdigitalvoltagemeteritselfcanbeextendedintotheACvoltmeter,AC-DCcurrentmeter,peakmeter,powermeter,etc.,youcanalsoaddintelligent.ThisdesignusesTLC549chipanalogtodigitalconversionbySCMAT89C52andLCD1602displayKeywords:DigitalVoltmeterTLC549AT89C52LCD1602目录前言·································································································5第一章绪论····················································································6第一节单片机的定义···································································6第二节单片机的发展历程····························································6第三节单片机的应用领域····························································7第四节单片机学习应用的六大重要部分······································8第二章总体设计··········································································12第一节设计实现功能··································································12第二节总体框图·········································································12第三章单元电路设计···································································13第一节模数转换电路·······························································13第二节单片机AT89C52································································17第三节液晶LCD1602显示··························································24第四章程序流程图·········································································26第五章总体电路图·········································································27结束语·····························································································28参考文献·························································································29附录································································································30致谢································································································35前言数字电压表用于测量电压的数字仪表。在科学研究或工业测中，当需要对电压进行快速而准确的测量时，均使用种电表。数字电压表的类型很多，其输入电路、计数电路显示电路基本相似，只是电压－数字转换方法不同。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表(如：温度计、湿度计、酸度计、重量、厚度仪等)，几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化仪表等各个领域。本设计采用数模转换芯片、单片机、液晶显示等元件使电路更简单。与传统的指针表相比，数字电压表直接将数字显示出来，显的更简单，更直观。第一章绪论第一节单片机的定义单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。第二节单片机的发展历程单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段。1、SCM即单片微型计算机（SingleChipMicrocomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。2、MCU即微控制器（MicroControllerUnit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。3、单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SOC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SOC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。第三节单片机的应用领域目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴。1、在智能仪器仪表上的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。2、在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。3、在家用电器中的应用可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。4、在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。5、单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。6、在各种大型电器中的模块化应用某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似