最近这几十年来，伴随着微处理器技术、集成电路（IC）和半导体技术的发展，数字 电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，因而也促使了数字电压表的快速发展，并不断 出现新的类型。数字电压表从 1952 年问世以来，经历了不断进步的过程，从最早采用继 电器、电子管和形式发展到了现在的集成化（IC 化）、全固态化，另一方面，精度也大大 提升。当前社会，数字电压表的内部核心部件是 A/D 转换器，转换的精度很大程度上影响 着数字电压表的准确度，因而，以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方 面。

本篇文章是以数字直流电压表的设计为研究内容，本系统主要由数据处理模块、转换 模块及显示模块三大模块构成。其中，采用逐次逼近式数模转换器 ADC0809 对输入的模 拟信号进行转换，控制核心 AT89C51 再对转换的结果进行运算处理，最后驱动输出装置 LED 显示数字电压信号。

2 总设计方案

硬件电路设计由 6 个部分组成，分别为：单片机 AT89C51、数模转换器 ADC0809、外 部晶振时钟电路、复位电路、数码管显示电路以及测量电压输入电路。

本次设计选用一个四个共阳极八段数码管，另外加上四个三极管驱动。采用该设计方 案的优点在于方便控制，价格低廉，焊接简单。如图 2-1 所示：

3 硬件电路设计

图 2-1 数字电压表系统硬件设计框图

3.1 AT89C51 单片机简介

 AT89C51 单片机

单片机 AT89C51 是一个低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4kBytes ISP(In-system

programmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高 密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS-51 指令系统及 80C51 引脚结构，芯片内集 成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元，功能强大的微型计算机的 AT89C51 可为 许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89C51 具有如下特点：40 个引脚，4k Bytes Flash 片内程序存储器，128 bytes 的 随机存取数据存储器（RAM），32 个外部双向输入/输出（I/O）口，5 个中断优先级 2 层 中断嵌套中断，2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路， 片内时钟振荡器。

此外，AT89C51 设计和配置了振荡频率可为 0Hz，并可通过软件设置省电模式。空闲 模式下，CPU 暂停工作，而 RAM 定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，省电模式 冻结振荡器而保存 RAM 的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯 片还具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三种封装形式，以适应不同产品的需求。

(1)．主要特性：文献综述

1、与 MCS-51 完全兼容

2、4K 字节可编程 FLASH 存储器(寿命：1000 写/擦循环)

3、全静态工作：0Hz-33MHz

4、三级程序存储器保密锁定

5、128*8 位内部 RAM

6、32 条可编程 I/O 线

7、两个 16 位定时器/计数器

8、6 个中断源

9、可编程串行通道

10、低功耗的闲置和掉电模式

11、片内振荡器和时钟电路 (2)．管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。

P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的 管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义 为数据/地址的第八位。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 外部必须被拉高。