毕业设计方案数字电压表的制作.doc

数字电压表设计与制作

[摘要] 随着电子科学技术发展，电子测量成为广大电子工作者必要掌握手段，对测量精度和功能规定也越来越高，而电压测量甚为突出，由于电压测量最为普遍。在参阅大量数字电压表基本上数字直流电压表，所测量范畴直流电压为0～500V，测量精度为0.08v。它以单片机8951为核心，重要由转换电路将输入模仿量转换为数字量A/D转换器ADC0809，液晶显示屏1602构成。
[核心词]:单片机； 模数转换；按键开关；液晶显示；
Design and manufacture of digital voltmeter
[Abstract]： With the development of electronic science and technology，electronic measurement become the e-worker must have the means，the measurement accuracy and functional requirements of increasingly high，while the voltage measurement is very strong，because the voltage measurement of the most common. In a large number of digital voltage meter read based on the digital DC voltage meter，the measuring range DC voltage 0 ~ 500V，measurement precision is 0.08v. It is based on 8951 MCU core，mainly by the conversion circuit to convert analog input to digital volume A / D converter ADC0809，LCD display 1602 form.
[Key words]： SCM；analog-digital conversion；button switch；liquid crystal display;

目 录
引 言 1
1．系统设计方案选取 3
1.1基于分立元件电压表 3
1.2基于单片机系统及A/D转换芯片电压表。 3
1.3单片机简介及本设计单片机选取 3
1.3.1惯用单片机特点比较及本设计单片机选取 3
1.3.2本设计使用单片机简介 4
1.4各种显示屏件简介和选取 6
1.4.1惯用显示屏件简介 6
1.4.2 1602液晶参数资料 6
1.5 模数（A/D）转换芯片选取 8
1.5.1惯用A/D芯片简介 8
1.5.2模数（A/D）芯片ADC0809资料 8
2．总体设计 16
2.1技术规定 16
2.2设计方案 16
3．硬件电路系统模块设计 17
3.1 单片机系统 17
3.2输入电路 18
3.3 A/D转换芯片与单片机连接 18
3.4 1602液晶与单片机连接 19
3.5按键控制电路设计。 20
4．系统软件设计 22
4.1 汇编语言和C语言特点及选取 22
4.2 主程序设计 23
5．系统调试 24
5.1硬件调试 24
5.2软件调试 24
总结 25
致 谢 26
参照文献 27
附录A：英语科技文献原文及其翻译稿 28
附录B：电路总图 34
附录C：实物图 35
附录D：元器件清单 36
附录E：源程序 37

引 言

数字电压表出当前50年代初，60年代末发起来电压测量仪表，简称DVM，它采用是数字化测量技术，把持续模仿量，也就是持续电压值转变为不持续数字量，加以数字解决然后再通过显示屏件显示。这种电子测量仪表之因此浮现，一方面是由于电子计算机应用逐渐推广到系统自动控制信实验研究领域，提出了将各种被观测量或被控制量转换成数码规定，即为了实时控制及数据解决需要；另一方面，也是电子计算机发展，带动了脉冲数字电路技术进步，为数字化仪表浮现提供了条件。因此，数字化测理仪表产生与发展与电子计算机发展是密切有关；同步，为革新电子测量中烦锁和陈旧方式也催促了它飞速发展，如今，它又成为向智能化仪表发展必要桥梁。
如今，数字电压表已绝大某些已取代了老式模仿指针式电压表。由于老式模仿指针式电压表功能单一，精度低，读数时候也非常不以便，很容易出错。而采用单片机数字电压表由于测量精度高，速度快，读数时也非常以便，抗干扰能力强，可扩展性强等长处已被广泛应用于电子及电工测量，工业自动化仪表，自动测试系统等智能化测量领域。显示出强大生命力。
数字电压表最初是伺服步进电子管比较式，其长处是精确度比较高，但是采样速度慢，重量达几十公斤，体积大。继之浮现了斜波式电压表，它速度方面稍有提高，但是精确度低，稳定性差，再日后浮现了比较式仪表改进逐次渐近式构造，它不但保持了比较式精确度高长处，并且速度也有了很大提高，但它有一缺陷是抗干扰能力差，很容易受到外界各种因素影响。随后，在斜波式基本上双引伸出阶梯波式，它唯一进步是成本减少了，可是精确宽，速以及抗干扰能力都未能提高。而当前，数字电压表发展已经是非常成熟，就原理来讲，它从本来一，二种已发展到各种，在功能上讲，则从测单一参数发展到能测各种参数；从制作元件来看，发展到了集成电路，精确度已有了很大提高，精度高达1NV；读数每秒几万次，而相对此前，它价格也有了减少了诸多。
当前实现电压数字化测量办法依然模-数（A/D）转换办法。而数字电压表种类繁多，型号新异，当前国际仍未有统一分类办法。而惯用分类办法有如下几种：
按用途来分：有直流数字电压表，交、直流数字电压表，交直流万用表等。
按显示位数来分：有4位，5位，6位，7位，8位等。
按测量速度来分：有低精确度，中精确度，高精确度等。
按测量速度来分：有低速，中速，高速，超高速等。
但在寻常生活中，数字电压表普通是按照原理不同进行分类，当前大体分为如下几类：比较式，电压——时间变换式，积分式等。
在电量测量中，电压、电流和频率是最基本三个被测量。其中，电压量测量最为经常。并且随着电子技术发展，更是经常需要测量高精度电压，因此数字电压表就成为一种必不可少测量仪器。此外，由于数字式仪器具备读数精确以便、精度高、误差小、敏捷度高和辨别率高、测量速度快等特点而倍受顾客青睐，数字式电压表就是基于这种需求而发展起来，是一种必不可少电子测量仪表。

1．设计方案选取
设计数字电压表有各种设计办法，方案是各种各样，由于大规模集成电路数字芯片高速发展，各种数字芯片品种多样，导致对模仿数据采集某些不一致性，进而又使对数据解决及显示方式多样性。又由于在现实工作生活中，电压表测量测程范畴是比较大，因此必要要对输入电压作分压解决，而各个数据解决芯片解决电压范畴不同，则各种方案分段也不同。下面简介两种数字电压表设计方案。
1.1基于分立元件电压表
这种设计方案是由模仿电路与数字电路两大某些构成，模仿某些涉及输入放大器、A/D转换器和基准电压源；数字某些涉及计数器、译码器、逻辑控制器、振荡器和显示屏。其中，A/D转换器是它核心器件，它将输入模仿量转换成数字量。模仿电路和数字电路是互相联系，由逻辑控制电路产生控制信号，按规定期序将A/D转换器中个组模仿开关接通或断开，保证A/D转换正常进行。A/D转换成果通过计数译码电路变换成段码，最后驱动显示屏显示出相应数值。此方案设计其长处是，设计成本低，可以满足普通电压测量。但设计不灵活，都是采用纯硬件电路。很难将其在原有基本上进行扩展。
1.2基于单片机系统及A/D转换芯片电压表
这种方案是运用单片机系统与模数转换芯片、显示模块等结合构建数字电压表。由于单片机发展已经成熟，运用单片机系统软硬件结合，可以组装出许多应用电路来。此方案原理是模数（A/D）转换芯片基准电压端，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）转换芯片将被测量电压输入端所采集到模仿电压信号转换成相应数字信号，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期序来采集这些数字信号，通过一定算法计算出被测量电压值。最后单片机系统将计算好了被测电压值按一定期序送入显示电路模块加以显示。
此方案不但可以继承上一种方案各种长处，还能改进上一种设计方案设计不灵活，难与在原基本上进行功能扩展等局限性。
1.3单片机简介及本设计单片机选取
1.3.1惯用单片机特点比较及本设计单片机选取
综合上一章提到两种设计方案各方面长处及其在当前所设计电压表实用性，咱们选取第二种电压表设计方案，即由单片机系统及数字芯片构建办法来咱们本次设计。
在这一设计中，咱们涉及到了一种核心系统模块——单片机系统模块，而当前单片机种类是很繁多，重要有主流8位单片机和高性能32位单片机，结合本设计各方面因素，8位单片机对于本设计已经是绰绰有余了，但将用哪一种类8单片机呢。在这里，不得不先简朴简介一下几种惯用8单片机。
单片机是指一种集成在一块芯片上完整计算机系统，具备一种完整计算机所需要大某些部件：CPU，内存，总线系统等。而当前惯用单片机8位有51系列单片机，AVR单片机，PIC单片机。
应用最广8位单片机还是intel51系列单片机。51系列单片机特点是：硬件构造合理，指令系统规范，加之生产历史悠久，世界有许多芯片公司都买了51芯片核心专利技术，并在其基本上扩充其性能，使得芯片运营速度变得更快，性价比更高。
AVR单片机是atmel公司推出较新单片机，它明显特点是：高性能，低功能，高速度，指令单周期为主，但性格方面比51单片机要高。有专门I/O方向寄存器。虽然有转强驱动电压，但I/O口使用不比51单片机以便。
PIC单片机系列是美国微芯公司产品，也是市面上增长最快单片机之一，属精简指令集单片机，其特点是：高速度，高性能，但在性格方面比51单片机要高，也有专门I/O方向寄存器，I/O口使用不比51单片机以便。
综合以上各种单片机基本性能及本设计满足需要，咱们将选取51系列单片机。
1.3.2本设计使用单片机简介
本设计中选用是51系列AT89C51，它是低电压、低功耗、高性能CMOS8位单片机，片内含4KB可重复擦写只读程序存储器和128B随机存取数据存储器，32个I/O口线，片内振荡器及时钟电路，并与MCS-51系列单片机兼容。在设计中，单片机起着连接硬件电路与程序运营及存储数据任务，一方面，它将A/D转换器、显示屏等通过I/O口地址线和数据线连接起来；另一方面，它将顾客下载程序通过控制总线控制数据输入输出，从而实现册电压功能。
下图1.1为AT89C51 单片机内部构造框图：

图 1.1 AT89C51单片机内部构造框图
从内部构造图框图上可以看出AT89C51单片机涉及一下资源：
（1） 一种8位CPU
（2） 一种片内振荡器及时钟电路
（3） 4KBFLAShROM
（4） 128内部RAM
（5） 可扩展64KB外部ROM和外部RAM控制电路；
（6） 2个16位定期/计数器
（7） 26个特殊功能寄存器
（8） 4个8位并行口
（9） 一种全双工串行口
（10） 5个中断源，2个外部中断，3内部中断
（11） 内部硬件看门狗电路
（12） 一种SPI串行接口，用于芯片在系统编程
AT89C51单片机有四十个引脚，其引脚图同图2.3，引脚可分为四类：电源和地，时钟，控制和I/O口。
管脚阐明：
  VCC：供电电压。
       GND：接地。
       P0口：P0口为一种8位双向I/O口，每脚可吸取8TTL门电流。当P1口管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0可以用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必要被拉高。
       P1口：P1口是一种内部提供上拉电阻8位双向I/O口，P1口缓冲器能接受输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接受。
       P2口：P2口为一种内部上拉电阻8位双向I/O口，P2口缓冲器可接受，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因而作为输入时，P2口管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址高八位。在给出地址“1”时，它运用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器内容。P2口在FLASH编程和校验时接受高八位地址信号和控制信号。
       P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻双向I/O口，可接受输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉缘故。
       RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存容许输出电平用于锁存地址地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率1/6。因而它可用作对外部输出脉冲或用于定期目。然而要注意是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一种ALE脉冲。如想禁止ALE输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。此外，该引脚被略微拉高。如果微解决器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
      PSEN：外部程序存储器选通信号。在由外部程序存储器取址期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效/PSEN信号将不浮现。
       /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不论与否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
       XTAL1：反向振荡放大器输入及内部时钟工作电路输入。
       XTAL2：来自反向振荡器输出。
振荡器特性:
       XTAL1和XTAL2分别为反向放大器输入和输出。该反向放大器可以配备为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一种二分频触发器，因而对外部时钟信号脉宽无任何规定，但必要保证脉冲高低电平规定宽度。
1.4各种显示屏件简介和选取
1.4.1惯用显示屏件简介
本次设计中有显示模块，而惯用显示屏件比较多，有数码管，LED点阵，1602液晶，12864液晶等。
数码管是最惯用一种显示屏件，它是由几种发光二极管构成8字段显示屏件，其特点是价格非常便宜，使用也非常以便，显示效果非常清晰。小电流下可以驱动每光，发光响应时间极短，体积小，重量轻，抗冲击性能好，寿命长。但数码管只能是显示0——9数据。不可以显示字符。这也是数码管局限性之处。
LED点阵显示屏件是由好各种发光二极管构成。具备高亮度，功耗低，视角大，寿命长，耐湿，冷，热等特点，LED点阵显示屏件可以显示数字，英文字符，中文字符等。但用LED点阵显示软件程序设计比较麻烦。
1602液晶是工业字符型液晶，可以同步显示16*2即32个字符。1602液晶模块内部字符发生存储器已经存储了160个不同点阵字符图形，这些字这些字符有：阿拉伯数字、英文字母大小写、惯用符号、和日文假名等，每一种字符均有一种固定代码。使用时直接编写软件程序按一定期序驱动即可。它特点是显示笔迹清晰，价格相对便宜。
12864液晶也是一种工业字符型液晶，它不但可以显示1602液晶所可以显示字符，数字等信息，并且还可以显示8*4个中文中文和某些简朴图片，显示信息也非常清晰。使用时也直接编写软件程序按一定期序驱动即可。但是它价格比1602液晶贵了诸多。
在本设计中，咱们只需要显示最后电压数字值和电压单位，综合上面各种显示屏件特点：数码管只能显示数字，不能显示单位字符，不符合本设计规定。而点阵显示屏件驱动显示软件程序编写麻烦，占用引脚相对也较多。也不是理解显示屏件。因此在本设计中，咱们考虑用液晶显示屏件，虽然12864液晶比1602液晶功能强，但是在价格方面却贵了好多。而1602液晶也足够满足本设计需要。因而，在本设计实验咱们选取1602液晶显示屏件。
1.4.2 1602液晶参数资料
咱们选取了1602液晶做为本设计显示模块显示屏件。如下是1602液晶各方面参数：
表1. 1 接口信号阐明
编号
符号
引脚阐明
1
VSS
电源地
2
VDD
电源正极
3
VL
液晶显示偏压信号
4
RS
数据/命令选取端
5
R/W
读/写选取端
6
E
使能信号
8-14
D0-D7
Data I/O
15
BLA
背光源正极
16
BLK
背光源负极
（1）．基本操作时序：
读状态：输入：RS=0，RW=1，E=1。输出：D0-D7为状态字
写状态：输入：RS=0，RW=0，D0-D7为指令码，E为高脉冲。输出：无
读数据：输入：RS=1，RW=1，E=1。输出：D0-D7为数据。
写数据：输入：RS=1，RW=0，D0-D7为数据，E为高脉冲。输出：无
表1. 2 状态字阐明
STA7
STA6
STA5
STA4
STA3
STA2
STA1
STA0
STA0-6
当前数据地址指针数值

STA7
读写操作使能
1：禁止 0：容许

表1.3 指令阐明。
显示模式设立
指令码
功能
0
0
1
1
1
0
0
0
设立16*2显示，5*7点阵，8位数据口
表1.4 显示开/关及光标设立
指令码
功能
0
0
0
0
1
D
C
B
D=1开显示；D=0关显示
C=1显示光标；C=0不显示关标
B=1光标闪烁；B=0光标不显闪烁
0
0
0
0
0
1
N
S
N=1当读写一种字条款后地址指针加一，且光标加一。
N=0当读或写一种字符后地址指针减一，且光标减一。
S=1当写一种安条款，整屏显示左移（N=1）或右移（N=0），以得到光标不移动而屏幕移动效果。
S=0当写一种字符，整屏显示不移动。

表1.5 数据控制
指令码
功能
80H+地址码（0-27H，40H-67H）
设立数据地址指针
01H
显示清屏：1，数据指针清0
2，所有显示清0
02H
显示回车：数据指针清0

1.5 模数（A/D）转换芯片选取
在本设计中，模数（A/D）转换模块是一种重要模块，它关系到最后数电压表电压值精准度。因此，A/D芯片选取是设计过程中一种很重要环节。
1.5.1惯用A/D芯片简介
惯用A/D芯片有AD0809，AD0832，TLC2543C等几种。下面简朴简介一下这三种芯片。
AD0809是8位逐次逼近型A/D转换器，它是由一种8路模仿开关、一种地址锁存译码器、一种A/D 转换器和一种三态输出锁存器构成。多路开关可选通8个模仿通道，容许8 路模仿量分时输入，共用A/D 转换器进行转换。些A/D转换器是特点是8位精度，属于并行口，如果输入模仿量变化大快，必要在输入之前增长采样电路。
AD0832也是8位逐次逼近型A/D转换器，可支持致命伤个单端输入通道和一种差分输入通道。它易于和微解决器接口或独立使用；可满量程工作；可用地址逻辑多路器选通各输入通道。
TLC2543C是12位开关电容逐次逼近A/D转换，每个器件有三个控制输入端，片选，输入/输出时钟以及地址输入端。它可以从主机高速传播转换数据。它有高速转换，通用控制能力，具备简化比率转换，刻度以及模仿电路与逻辑电路和电源噪声隔离，耐高温等特点。
综合上述几种A/D转换芯片特点，在本设计中，咱们设计是简易数字电压表，因而在此，咱们选取精度为8位ADC0809芯片。
1.5.2模数（A/D）芯片ADC0809资料
综合本设计各方面考虑，咱们选了ADC0809模数转换芯片。下面就简介此芯片各方面资料。
1.5.2.1 ADC0809内部构造及引脚如图所示。
① 构造和转换原理
如图(3-15)所示为ADC0809内部构造框图。ADC0809由3某些构成：8路模仿量选通开关、8位A/D转换器和三态输出数据锁存器。 ADC0809容许8路模仿信号输入，由8路模仿开关选通其中一路信号，模仿开关受通道地址锁存和译码电路控制。本地址锁存信号ALE有效时，3位地址C、B、A进入地

图1.2 ADC0809内部构造

图1.3 ADC0809引脚
地址锁存器，经译码后使8路模仿开关选通某一路信号。
8位A/D转换器为逐次逼近式，由256R电阻分压器、树状模仿开关（这两某些构成一种D/A变换器）、电压比较器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定期电路构成。
三态门输出锁存器用来保存A/D转换成果，当输出容许信号OE有效时，打开三态门，输出A/D转换成果。因输出有三态门，便于与单片机总线连接。
表1.6 ADC0809通道地址选取表

② 引脚功能
由引脚图(3-15) b所示，ADC0809共有28个引脚，
采用双列直插式封装。ADC0809 虽然有8路模仿
通道可以同步输入8路模仿信号，但每个瞬间只能
转换一路，各路之间切换由软件变换通道地址来
实现。其重要引脚功能如下所示。
IN0～IN7：8路模仿量输入端。
　　D7～D0：8位数字量输出端。
　　A、B、C：3位地址输入线，用于选通8路模仿输入中一路。
ALE：地址锁存容许信号，输入，高电平有效。
　　START： A/D转换启动信号，输入，高电平有效。
　　EOC： A/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一 个高电平（转换期间始终为低电平）。
　　OE：数据输出容许信号，输入，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一种高电平，才干打开输出三态门，输出数字量。
　　CLK：时钟脉冲输入端。规定期钟频率不高于640KHZ。
　　REF（+）、REF（-）：基准电压。
　　Vcc：电源，单一＋5V。
　　GND：地。
1.5.2.2 ADC0809工作过程

图1.4 ADC0809时序图
ADC0809工作过程分为如下几步。
第一步：一方面拟定A、B、C三位地址，决定选取哪一路模仿信号。
第二步：使ALE端接受一正脉冲信号，使该路模仿信号经选取开关达到比较器输入端。
第三步：使START端接受一正脉冲信号，START上升沿将逐次逼近寄存器复位，下降沿启动A/D转换。
第四步：EOC输出信号变低，批示转换正在进行。
第五步：A/D转换结束，EOC变为高电平，批示A∕D转换结束。此时，数据已保存到8位锁存器中。
第六步：OE信号变为高电平，则8位三态锁存缓冲器三态门被打开，转换好8位数字量数据被输出到数据线上。
如上所述，EOC信号变为高电平表达A/D转换完毕，EOC可作为中断申请信号，告知89C51取走数据。在查询传送方式中，EOC可以作为89C51查询外设（ADC）状态信号。
1.5.2.3 ADC0809与单片机接口
ADC0809与单片机连接重要考虑三方面：与单片机数据总线、地址总线和控制总线连接。
＊数据总线。由于ADC0809输出D7~D0具备三态输出锁存缓冲器，因而ADC0809可以直接和单片机数据总线P0.0~P0.7相连。
＊地址总线。地址总线P0.0、P0.1和P0.2可以相应连接ADC0809A、B、C三位地址信号输入线，用以控制8路模仿输入中哪一路被选中输入。
＊控制总线。有启动转换信号START、输出容许信号OE、转换结束信号EOC以及ALE等信号线连接。START规定是一种正脉冲信号，由单片机控制发出，输出容许信号OE也需要单片机提供一种正脉冲信号。在A/D转换结束时，ADC0809会发出转换结束信号EOC，告知89C51可以读取转换数据。
A/D转换后得到是数据，这些数据应传送给89C51单片机进行解决。数据传送核心问题是如何确认A/D转换完毕，由于只有确认数据转换完毕后，才干进行传送。为此可采用下述三种方式。
1. 定期传送方式
对于一种A/D转换器来说，转换时间作为一种重要技术指标是已知和固定。例如，若ADC0809转换时间为128μs，相称于6MHz89C51单片机64个机器周期。可据此设计一种延时子程序，A/D转换启动后即调用这个延时子程序，延迟时间一到，转换必定完毕了，接着就可以进行数据传送。
2. 查询传送方式
由于ADC0809片内无时钟，运用AT89C51提供地址锁存信号ALE通过度频后可保证ADC0809可靠工作。由于ADC0809输出D7~D0具备三态输出锁存缓冲器，因而ADC0809可以直接和单片机数据总线相连。由于此种方式下ALE和START连接在一起，因而0809在锁存通道地址同步也启动转换。在读取转换成果时，用单片机读信号和片选信号引脚经或非门后产生正脉冲信号作为OE信号，用以打开三态输出锁存器。
3. 中断传送方式
采用中断方式可大大节约单片机时间。当转换结束时，EOC向单片机发出中断祈求信号，由中断服务子程序读取A/D转换成果并存储到RAM中，然后启动ADC0809下一次转换。
三种典型连接电路
大体上说，ADC0809在整个51单片机系统中是作为外部RAM一种单元定位。但详细到某一种连接方式，ADC0809在整个51单片机系统中定位又有某些差别。
1. 第一种典型连接
这是一种数据线对数据线、地址线对地址线原则连接方式，如图(3-17)。但是由于51单片机没有现成低8位地址总线，因此采用这种原则连接方式需要用74LS373或类似芯片产生低8位地址总线。
初期MCS51系列单片机应用品种诸多是没有内置程序存储器8031芯片，自身就需要外挂74LS373等芯片产生低8位地址总线来外接EPROM等程序存储器,连接ADC0809时不需要专门外挂74LS373。因而初期MCS51系列单片机,如8031,采用这种连接ADC0809还是比较可行。图(3-17)中P2.7/A15线作为整个ADC0809芯片片选线。当P2.7/A15=0时，或非门敞开，容许写信号通过，将单片机负写脉冲转换为ADC0809所需要正脉冲，以选中ADC0809某一通道并启动转换。
这是一种不完全地址译码方式。如果增长地址译码器，将P2.7/A15线改为高位地址译码器输出线，就可以形成完全译码。
在图(3-17)连接方式中，ADC0809转换成果寄存器在概念上定位为单片机一种只读寄存器，与通道号无关，因而读取转换成果时不必关怀DPTR

图1.5 ADC0809与51单片机第一种连接方式
中通道号如何。
编程概要：
MOV DPTR，#7FF8H；DPTR指向0809通道0
MOVX ＠DPTR，A;锁定通道0并启动转换
……………………………………………………
MOVX A,＠DPTR;读取转换成果
2. 第二种典型连接
普通芯片地址线只能进不能出自不必说，ADC0809数据线有一特点：只能出不能进。就是说，就像往SBUF写入时写到发送缓冲寄存器，从SBUF

图1.6 ADC0809与51单片机第二种连接方式
读出时实际是读取接受缓冲寄存器数据同样，往ADC0809写入时，把数据总线上数据写到地址寄存器，从ADC0809读出时实际是读取转换成果数据。因而可以在把51单片机8位数据线接到ADC08098位数据线同步，又把其中3位直接接到ADC08093根地址线以拟定通道号。普通把51单片机8位数据线中低3位D2,D1,D0直接接到ADC08093根地址线A2,A1,A0以拟定通道号，如图（3-18），采用这种连接方式明显可以省去一片74LS373。
在这种连接方式中，ADC0809转换成果寄存器在概念上定位为单片机外部RAM单元只读寄存器，而通道号寄存器在概念上定位为单片机同一种外部RAM单元只写寄存器。同一种外部RAM单元只读寄存器与只写寄存器使用同一种地址，就像51系列单片机串行发送缓冲器与串行接受缓冲器使用同一种地址99H同样，不会发生混乱。
这种连接方式有一种特点，那就是单片机要把最低3位二进制数据通过数据总线写入ADC0809地址锁存器，然后作为通道地址使用。

编程概要：
MOV A,#0F8H；ADC0809通道0地址送到A
MOV DPTR,#7FFFH；DPTR指向ADC0809
MOVX @DPTR,A；锁定通道0并启动转换
……………………………………………………
MOVX A,@DPTR；
规定在程序第一条指令中把决定与否能选中整个ADC0809芯片数据传送到数据指针。在本电路中，只要送到DPTR最高位数据为0，就能选中ADC0809，而通道地址由累加器A最低3位数字决定。除了最高位以外，DPTR别的15位数据对于ADC没有任何意义。除了较低3位以外，累加器A别的5位数据对于ADC也没有任何意义。这是本程序一大特点。
3. 第三种典型连接
在诸多应用场合，AT89S51内部硬件资源，例如4KB闪存，128B内部RAM，一种串行口和4个8位并行口等，已经够用。就是说，在诸多应用场合，不需要外扩RAM或I/O口。

图1.7 ADC0809与51单片机第三种连接方式
当51单片机没有外扩RAM和I/O口时，ADC0809就可以在概念上作为一种特殊唯一外扩RAM单元。由于它是唯一，就没有地址编号，也就不需要任何地址线或者地址译码线。只要单片机往外部RAM写入，就是写到ADC0809地址寄存器中。只要单片机从外部RAN读取数据，就是读取ADC0809转换成果。
基于这种外部RAM唯一单元概念设计AT89S51与ADC0809连接电路如图
图（3-19）。相应启动程序和读数程序都非常简朴。
编程概要：
MOV A，#0F8H；ADC0809通道0地址送到A
MOVX @R0，A；锁定通道0并启动转换
……………………………………………………
MOVX A，@R0 ；读取转换成果
其中间寄存器R0中数据无论在启动ADC0809还是在读取转换成果时都没有任何意义，因而事先不必考虑往R0中送入什么数据。这是本程序一大特点。
4. 三种连接方式综合比较
第一种和第二种连接方式容许多片ADC0809与单片机连接，第三种连接方式只能连接一片。普通1片8通道ADC0809就能满足控制工程需要。因而在单片机没有外扩RAM和I/O接口时，第三种连接方式时一种优选方案。需要2片或更多ADC0809时，第二种连接方式时一种优选方案。
第一种连接方式需要一片74LS373做地址锁存器。如果单片机系统已有一片73LS373地址锁存器，那么第一种连接方式也不失为一种可以考虑连接方式。
2．总体设计
2.1技术规定：
(1)最高量程为：500V。
(2)分为三档量程：0～20V，0～200V，0～500V。可以通过调档开关实现各档位。精度为0.08 v。
2.2设计方案：
依照上述，咱们选取单片机与A/D转换芯片结合办法实现本设计。使用基本元器件是：AT89C51单片机，ADC0809模数转换芯片，1602液晶显示屏，开关，按键，电容，电阻，晶振，原则电源等等。设计基本框图如下：

单片机系统模块
1602液晶显示模块
A/D转换模块
输入电路模块
按键模块

图2.1 设计基本框图
3．硬件电路系统模块设计
依照上述选取各元器件，各电路模块电路图如下描述。
3.1 单片机系统
单片机最小系统涉及晶振电路，复位电路，电源。其原理图如下：

图3.1 复位电路
此模块中，单片机晶振是12MHZ，C1和C2电容是22pf，C3可选10UF。R1电阻为1K。
3.2输入电路
由于输入电路电压比基准电压（5V）高诸多，因而在输入电路必要加电压衰减器。衰减电路可由开关来选取不同通道，从而切换档位。则完整输入电路如下：

图3.2 衰减电路
通过计算，依照不同量程通道，设定不同衰减电阻如上图所示，并用手动开关方式来切换相应档位，用其相应数据转换算法计算出所测对的电压值。被测电压输入端、整顿过模仿电压输入端，开关与单片机连接如下图所示。
3.3 A/D转换芯片与单片机连接
此设计中选取是A/D转换芯片通道1、通道2、通道3，数据输出口连接单片机P0口，脉冲端连接单片机ale口。模块连接如下图所示。

图3.3 A/D转换芯片与单片机连接

3.4 1602液晶与单片机连接
此模块液晶RS和E端分别连接单片机P3.0和P3.1口；液晶数据各端口连接单片机P1口。详细如下图所示。

图3.4 1602液晶与单片机连接
3.5按键控制电路设计。
三个通道键盘三端分别与单片机P3.4、P3.5、P3.6口连接，另一端接地。原理图如下所示。

图3.5 按键控制电路
键盘功能：可依照所测电压范畴，通过按键来切换通道。
3.6系统电路设计

图3.6 总电路图

4．系统软件设计
4.1 汇编语言和C语言特点及选取
本设计是硬件电路和软件编程相结合设计方案，选取适当编程语言是一种重要环节。在单片机应用系统程序设计时，惯用是汇编语言和C语言。汇编语言特点是占用内存单元少，执行效率高。执行速度快。但它依赖于计算机硬件，程序可读性和可移植性比较差。而C语言虽然执行效率没有汇编语言高，但语言简洁，使用以便，灵活，运算丰富，表达化类型多样化，数据构造类型丰富，具备构造化控制语句，程序设计自由度大，有较好可重用性，可移植性等特点。
由于当前单片机发展已经达到了很高水平，内部各种资源相称丰富，CPU解决速度非常快。用C语言来控制单片机无疑是一种抱负选取。因此在本设计中采用C语言编写软件程序。

4.2 主程序设计
主程序总体流程如下图：
选取档位
启动AD
开外部中断
数