基于单片机的数字电压表的毕业设计
数字电压表的设计毕业论文
数字电压表的设计毕业论文数字电压表的设计摘要：本文主要介绍了数字电压表的设计。
首先介绍了数字电压表的基本原理和功能，然后详细讲解了数字电压表的硬件设计和软件设计。
硬件设计包括电路设计和元器件选择，软件设计包括程序设计和界面设计。
最后对数字电压表进行了实验验证，并总结了设计过程中的经验和教训。
1. 引言数字电压表是一种常用的电子测量仪器，广泛应用于工业控制、科研实验和电子维修等领域。
本文将介绍一种基于单片机的数字电压表的设计方案。
2. 基本原理和功能数字电压表的基本原理是通过采集电压信号并将其转换成数字信号，然后通过显示器显示出来。
数字电压表的功能包括测量电压值、显示电压值、单位切换、数据保存等。
3. 硬件设计3.1 电路设计数字电压表的电路设计主要包括信号采集电路、信号转换电路和显示电路。
信号采集电路负责将待测电压信号转换成电压信号，信号转换电路负责将电压信号转换成数字信号，显示电路负责将数字信号显示出来。
3.2 元器件选择在数字电压表的设计中，元器件的选择非常重要。
需要选择合适的电阻、电容、集成电路等元器件，以确保电路的稳定性和精确度。
4. 软件设计4.1 程序设计数字电压表的程序设计主要包括信号采集程序、信号转换程序和显示程序。
信号采集程序负责采集电压信号，信号转换程序负责将电压信号转换成数字信号，显示程序负责将数字信号显示出来。
4.2 界面设计数字电压表的界面设计主要包括显示界面和操作界面。
显示界面负责将数字信号以合适的格式显示出来，操作界面负责提供操作按钮和设置选项。
5. 实验验证为了验证数字电压表的设计方案的准确性和可靠性，进行了一系列实验。
实验结果表明，设计方案能够准确测量电压值并显示出来。
6. 经验总结在数字电压表的设计过程中，我们遇到了一些问题和挑战。
通过实践和总结，我们得出了一些经验和教训。
例如，在硬件设计中，需要注意电路的稳定性和精确度；在软件设计中，需要考虑程序的效率和界面的友好性。
基于单片机的数字电压表 毕业设计论文
目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 课题研究的背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状和发展 (1)1.3 本文的研究内容 (2)第二章系统分析与设计方案 (3)2.1 系统分析 (3)2.1.1 功能及指标 (3)2.2 系统总体方案设计 (3)2.2.1 方案设计的基本思路 (3)2.2.2 数字电压表的两种设计方案 (3)2.2.3 A/D转换模块的选择 (4)2.2.4 接口模块的选择 (4)2.2.5 微控制器的选择 (5)2.3 系统硬件分析 (5)2.3.1 AT89S52单片机简介 (6)2.3.2 LCD1602显示器简介 (6)2.3.3 ADC0804转换芯片简介 (7)第三章系统硬件电路设计 (8)3.1系统组成 (8)3.2电源接口电路 (8)3.3 AT89S52单片机最小系统电路 (8)3.3.2 复位电路 (9)3.3.3 晶振电路 (10)3.4 LCD1602显示电路 (10)3.6 A/D转换电路 (11)3.7 量程转换电路 (11)第四章系统软件设计 (12)4.1 系统主程序流程图 (12)4.2 LCD1602液晶流程图 (12)4.3 ADC0804流程图 (13)第五章性能测试与分析 (14)5.1 各模块独立测试 (14)5.2 系统联合调试 (14)5.3 系统运行评估 (15)第六章总结 (16)参考文献（References） (17)致谢 (18)附录1: 系统原理图及实物图 (19)附录2: 系统主程序 (20)基于单片机的数字电压表专业：学号：摘要：在电路设计中我们时常会用到电压表，过去大部分电压表还是模拟的，虽然精度较高但模拟电压表采用用指针式，里面是磁电或电磁式结构，所以响应较慢。
为适应许多高速信号领域目前已广泛使用数字电压表。
数字电压表的诞生打破了传统电子测量仪器的模式和格局，它显示清晰直观、读数准确，采用了先进的数显技术，大大地减少了因人为因素所造成的测量误差事件,数字电压表是把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式，并加以显示的仪表。
(完整版)基于51单片机数字电压表的毕业设计论文
甘肃畜牧工程职业技术学院毕业设计题目：基于51单片机的简易数字电压表的设计系部：电子信息工程系专业：信息工程技术班级：学生姓名：学号：指导老师：日期：目录毕业设计任务书 (1)开题报告 (2)摘要 (6)关键词 (7)引言 (8)第一章AD转换器 (9)1．1AD转换原理 (9)1．2 ADC性能参数 (11)1．2．1 转换精度 (11)1．2．2. 转换时间 (12)1．3 常用ADC芯片概述 (13)第二章8OC51单片机引脚 (14)第三章ADC0809 (16)3.1 ADC0809引脚功能 (16)3.2 ADC0809内部结构 (18)3.3ADC0809与80C51的接口 (19)3.4 ADC0809的应用指导 (20)3.4.1 ADC0809应用说明 (20)3.4.2 ADC0809转换结束的判断方法 (20)3.4.3 ADC0809编程方法 (21)第四章硬件设计分析 (22)4.1电源设计 (22)4.2 关于74LS02，74LS04 (22)4.3 74LS373概述 (23)4.3.1 引脚图 (23)4.3.2工作原理 (23)4.4简易数字电压表的硬件设计 (24)结论 (25)参考文献 (26)附录 (27)致谢 (29)毕业设计任务书开题报告摘要随着我国现代化技术建设的发展，电子检测技术日新月异,本此设计基于80C51单片机的一种8路输入电压测量电路，该电路采用ADC0809 A D转换元件,实现数字电压表的硬件电路与软件设计。
该系统的数字电压表电路简单, 可以测量0～5V的电压值,并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。
所用的元件较少,成本低,调节工作可实现自动化。
还可以方便地进行8路AD转换量的测量,远程测量结果传送等功能。
With the construction of modern technology, electronic detection technology advances, the 80C51 microcontroller for this design is based on an 8-input voltage measurement circuit that uses ADC0809 A D conversion components, digital voltage meter . The system's digital voltmeter circuit is simple, can measure the voltage 0 ~ 5V, and the four turns on the LED digital display or a single select Show. Fewer components used in low cost, regulation work can be automated. You can also easily 8 A D conversion volume measurement, remote measurement transferfunctions.数字电压表单片机 AD转换 AT80C51Digital voltmeter microcontroller A D conversion AT80C51数字电压表简称DVM，它是采用了数字化测量技术，把连续模拟量（直流输入电压）转换成不连续，离散的数字形式加以现实的仪表。
基于STC89C52单片机的简易数字电压表设计【毕业设计
存档编号华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power 毕业设计题目基于单片机的数字电压表设计学院信息工程学院专业通信工程姓名学号 200912303指导教师完成时间 2013年5月20日教务处制目录摘要 (I)Abstract (II)绪论...................................................................................................................... I II 一设计背景................................................................................................ I II 二设计意义. (V)第一章数字电压表 (1)1.1 数字电压表的优点 (1)1.2 数字电压表发展趋势 (1)1.3 设计平台 (2)1.3.1 KEIL C51开发平台 (2)1.3.2 Proteus 7 Professional设计软件 (2)第二章总体设计方案 (4)2.1数字电压设计的两种方案 (4)2.1.1 由数字电路及芯片构建 (4)2.1.2 由单片机系统及A/D 转换芯片构建 (4)2.2 设计要求 (5)2.3 技术要求 (5)2.4 设计方案 (5)第三章硬件简介 (7)3.1 本设计单片机的选择 (7)3.1.1常用单片机的特点比较 (7)3.1.2 单片机的选择 (7)3.1.3 STC89C52单片机介绍 (8)3.2 本设计显示器件选择 (13)3.2.1 常用显示器件简介 (13)3.2.2 显示器件的选择 (14)3.2.3 1602字符型LCD简介 (14)3.3A/D芯片 (19)3.3.1常用的A/D芯片 (19)3.3.2 ADC0809芯片 (20)第四章接口电路 (23)4.1 显示电路 (23)4.2 ADC0809与单片机接口电路 (23)第五章硬件电路系统模块设计 (25)5.1 总电路模块 (25)5.2 硬件系统电路简介 (25)第六章系统软件设计 (26)6.1 主程序 (26)6.2 A/D转换子程序 (26)6.3 显示子程序 (27)第七章调试及性能分析 (28)7.1 调试与测试 (28)7.2 性能分析 (28)总结 (30)参考文献 (31)致谢 (33)附录 (34)附录I（外文翻译） (34)外文译文 (44)附录II（任务书） (52)附录III（开题报告） (54)附录IV（图表） (57)I Proteus仿真图 (57)II 硬件总电路图 (58)III 实物图 (59)附录V（程序清单） (60)摘要随着时代的进步，用指针式万用表测量小幅度直流电压已经显得有些不太方便。
毕业论文——基于单片机的数字电压表设计
毕业论⽂——基于单⽚机的数字电压表设计河南⼯程学院毕业设计论⽂毕业设计（论⽂）基于单⽚机的数字电压表毕业设计（论⽂）原创性声明和使⽤授权说明原创性声明本⼈郑重承诺：所呈交的毕业设计（论⽂），是我个⼈在指导教师的指导下进⾏的研究⼯作及取得的成果。
尽我所知，除⽂中特别加以标注和致谢的地⽅外，不包含其他⼈或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历⽽使⽤过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个⼈或集体，均已在⽂中作了明确的说明并表⽰了谢意。
作者签名：⽇期：指导教师签名：⽇期：使⽤授权说明本⼈完全了解⼤学关于收集、保存、使⽤毕业设计（论⽂）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版本；学校有权保存毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版，并提供⽬录检索与阅览服务；学校可以采⽤影印、缩印、数字化或其它复制⼿段保存论⽂；在不以赢利为⽬的前提下，学校可以公布论⽂的部分或全部内容。
作者签名：⽇期：学位论⽂原创性声明本⼈郑重声明：所呈交的论⽂是本⼈在导师的指导下独⽴进⾏研究所取得的研究成果。
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本⼈完全意识到本声明的法律后果由本⼈承担。
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本⼈授权⼤学可以将本学位论⽂的全部或部分内容编⼊有关数据库进⾏检索，可以采⽤影印、缩印或扫描等复制⼿段保存和汇编本学位论⽂。
涉密论⽂按学校规定处理。
作者签名：⽇期：年⽉⽇导师签名：⽇期：年⽉⽇注意事项1.设计（论⽂）的内容包括：1）封⾯（按教务处制定的标准封⾯格式制作）2）原创性声明3）中⽂摘要（300字左右）、关键词4）外⽂摘要、关键词5）⽬次页（附件不统⼀编⼊）6）论⽂主体部分：引⾔（或绪论）、正⽂、结论7）参考⽂献8）致谢9）附录（对论⽂⽀持必要时）2.论⽂字数要求：理⼯类设计（论⽂）正⽂字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），⽂科类论⽂正⽂字数不少于1.2万字。
基于单片机的数字电压表设计
基于单片机的数字电压表设计数字电压表在电子技术中使用非常广泛，可以用来测量电路中的直流电压、交流电压以及各种信号的幅度等等。
基于单片机的数字电压表实现了数字电压的读取和显示，具有精确、稳定、易操作等特点，下面将介绍基于单片机的数字电压表的设计原理及实现方法。
一、系统结构基于单片机的数字电压表主要是由程序控制模块、模数转换模块和数字显示模块组成。
程序控制模块主要用来完成开机、校准、测试、功能选择等功能；模数转换模块主要将电压信号转换成数字量，供数字显示模块使用；数字显示模块主要将转换后的数字量显示在LCD液晶屏上。
二、硬件设计1.电源电路电源电路主要用来为电路提供稳定的电压和电流，本电路采用稳压电源芯片LM7805实现，稳压芯片输入端连接外部DC12V/1A电源，输出端连接电路板上的整个电路。
2.输入电路输入电路主要用来将被测电源的电压传递给单片机，常规情况下采用分压电路实现。
在本电路中，电阻R1和电容C1为RC滤波电路，起到滤波作用，防止干扰信号的影响；电阻R2是分压电路中的电阻，它根据电压值的不同设置不同的值，以保证被测电压在单片机内部转换过程中不会对单片机产生影响。
3.单片机模块单片机模块是系统的核心部分，本电路中选用STM32F103C8T6单片机实现模数转换和数码管控制，使用C 语言编写程序，通过模拟输入端口读取电压并进行模数转换，将得到的数字使用查表法将其转换为数码管控制脉冲，控制数码管的亮灭实现数字显示。
4.数字显示模块数字显示模块主要由七段数码管、LCD液晶屏幕、导线和电容等器组成，七段数码管用于展示测量到的电压大小，LCD 液晶屏用于展示功能选项、单位等信息。
导线是电路板内部连接线路，电容等器用来平滑电压波动。
三、软件设计1.引脚定义在程序中首先定义STM32F103C8T6单片机内存地址、输入输出引脚和电平状态，其中A0口用来读取被测电压；B0-B7口用来控制七段数码管的亮灭；C0口用来输出PWM，控制风扇的旋转速度；D0口用来控制蜂鸣器的开启和关闭。
基于单片机的数字电压表的设计——文献综述
[10]谭浩强.C程序设计教程[M].北京:清华大学出版社,2007.
[11] 赵波,杨迎春.基于A/D转换器件ADC0809的数字电压表设计[J].内蒙古石油化工，2010,(23)62-63.
[12]项丽萍,张志刚.基于51单片机的数字电压表的设计与仿真[J].洛阳师范学院学报,2012,3(02):39-41.
3.发展趋势
数字电压表是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求。采用单片机的数字电压表，具有精度高、抗干扰能力强、可扩展性强、集成方便，可与PC进行实时通信等优点。由数字电压表扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。在现代电子科技的高速发展过程中，微型化、集成化、高密度化以及设备的高精度化已经成为一种长期的趋势，这就要求我们力求使用更精确的设备，其中当然包括测量工具。作为电子测量工具，对电压表的要求也越来越高。
由于数字电压表的原理是对连续的电压信号进行采样，所以采样的速度和对数据处理速度直接影响电压表的精度，对于连续性变化的电压信号的观测与模拟电压表相比还需要进一步提高。单片机技术发展速度快种类繁多，而目前又没有一个明确的适用的标准和规范，使得单片机的选择上自由度很大，加上高度集成化和一体化的发展趋势虽然降低了电压表的功耗和体积，但是同样给维修带来了极大的困难。
（2）智能化、复合型仪表
由CMOS数字IC、模拟IC及微处理器集成在一个超大规模集成电路内，只须在外围配置少量元器件，即可构成完整的智能仪表，可以完成存储、计算、比较、控制等多项功能。实际上数字电压表并不能完全取代指针式电压表，在反映电压的连续变化和变化趋势方面不如指针表直观。为克服这种缺憾，20世纪90年代初“一种数字/光柱”的双重显示仪表开始出现，并成功地应用于生产实践。
基于_单片机的简易数字直流电压表毕业设计
基于MCS-51单片机的简易数字直流电压表设计设计一个简易数字直流电压表。
（量程0V-2V、测量速度为大于等于2 次/秒、测量误差在±0.05V以内，有超限报警、数码管显示。
）1：系统设计（1）分析任务要求，写出系统整体设计思路从试题的要求分析，主要包括的内容为ADC 转换电路的控制、采用定时器定时读取ADC 转换器的数据、将ADC 转换器的数据计算为对应的电压值，最后在数码管上显示出来。
整体设计思路：硬件采用单片机的P0 输出数码管的7 段码，P2 口输出数码管的位控信号。
用P1 的三个I/O 管脚连接ADC 转换器的接口，通过查询定时器T0 中断标志是否有效来启动ADC 转换器的工作，并读取ADC 转换器的转换结果。
然后，根据ADC 转换器的参考电压将ADC 转换器的转换结果计算为对应的电压值，并在数码管上显示出来。
（2）选择单片机型号和所需外围器件型号，设计单片机硬件电路原理图采用MCS51 系列单片机At89S51 作为主控制器，外围电路器件包括数码管驱动、AD 转换器TLC549、基准电压TL431 等。
数码管驱动采用2 个四联共阴极数码管显示，由于单片机驱动能力有限，采用74HC244 作为数码管的驱动。
在74HC244 的7 段码输出线上串联100 欧姆电阻起限流作用。
AD 转换器的参考电压由精密基准电源TL431 提供，标准参考电压Vref+为2.5 伏, Vref-为0 伏。
由于0V-2V 内的测量误差控制在±0.05V 内，因此8 位A/D 转换器即可满足要求。
AD 转换器TLC549是以8 位开关电容逐次逼近A/D 转换器为基础而构造的CMOS A/D 转换器。
它们设计成能通过3态数据输出和模拟输入与微处理器或外围设备串行接口。
TLC549 仅用输入/输出时钟（I/O CLOCK）和芯片选择（CS）输入作数据控制。
TLC549 的IO CLOCK 输入频率最高可达1.1MHz。
基于单片机的数字电压表设计
基于单片机的数字电压表设计一、数字电压表设计1、目的及意义数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。
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。
除此之外，数字电压还有着传统指针电压表无可比拟的优点：读数直观、准确，显示范围宽、分辨力高，转入阻抗高，功耗小、抗干扰强等。
因此对数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。
但是传统的数字电压表设计通常以大规模ASIC(专用集成电路)为核心器件，并辅以少量中规模集成电路及显示器件构成，可是这种设计方法灵活性差，系统功能固定，难以更新扩展，不能满足日益发展的电子工业要求。
而应用单片机为核心单元的数字电压表，其灵活性高、系统功能扩展简单，性能稳定可靠。
本课题目的就是以单片机为基础设计出一种结构简单、工作可靠、灵活性好的直流数字电压表。
要求测量范围为0～5V。
2、总体设计方案数字电压表主要包括两部分：硬件电路及软件程序。
而硬件电路采用ATMEL公司的AT89C51作为主处理器，系统主要由信号采集、A/D转换、数据处理输出、驱动显示等几个功能模块组成。
系统框图1如下：图1硬件原理框图被测直流电压由A/D转换单元采集后被量化，再由单片机对A/D转换的结果进行标度变换，得到被测电压的数值，通过单片机对数次转换结果求平均值、并通过SOI串行数据接口把所求平均值输出给显示驱动单元，由该单元完成译码，并驱动数码管显示。
电压表的数字化是将连续模拟的电压量经A/D转化后变为不连续的离散的数字量并加以显示。
在设计过程中采用分模块设计，按照图1把电路分A/D转换、数据处理输出、驱动、显示四个单元。
数值显示是采用八段数码管，由单片机以动态扫描方式驱动，在此方式下能保证足够的亮度和较长的使用寿命。
单片机是将计算机的基本部件微型化，使之集成在一块芯片上的微机。
在自动化装置、智能化仪器仪表、过程控制和家用电器等领域得到日益广泛的应用。
基于单片机的数字电压表的设计_毕业论文设计
毕业论文基于单片机的数字电压表的设计摘要本设计主要研究的是以AT89C51单片机为核心的电压测量系统，该系统能够在单片机的控制下完成对电压信号采集，能够根据采样值进行量程自动转换，并且测量结果可通过四个数码管显示出来。
整个系统的设计完成了硬件电路的设计及软件程序的编写，通过最终硬件电路的调试及软件程序的仿真，使该系统能够在要求的条件下达到正常的测量及显示功能。
在整个系统的设计过程中，主要采用了模块化的设计方法。
关键词：AT89C51单片机；数字电压表；模块化Design of the digital voltmeter based on the MCUAbstractThis paper introduces an achievement of a voltage measure system based on the AT89C51 MCU. This system can accomplish the signal sampling of voltage, and change range automatically according to the signal sampled. The result can be displayed through numeral rube of four places.In this design, the hardware circuit and software programming are both realized at the judge of hardware circuit and imitation of software program. This system can fulfill the function of measure and displaying under the demanded conditions.Over the designing of the whole system, the method of modularity is used. Key words: AT89C51 MCU; Digital Voltmeter; Modularity目录绪论 (1)第一篇硬件部分的设计 (1)1.数据采集部分的设计 (2)1.1 交流信号和直流信号的采样 (2)2.量程自动转换电路的设计 (4)3.模数转换单元的设计 (5)4.控制电路的设计 (7)4.1总体概况 (7)一.主要功能 (7)二.内部结构框图 (8)三.外部引脚说明 (9)4.2 单片机在系统中的应用 (11)5.显示部分的设计 (12)5.1键盘显示8279芯片 (12)5.2 8279的组成和基本工作原理 (13)5.3 8279引脚及功能 (15)5.4 8279的工作方式及命令字格式 (17)第二篇软件系统的设计 (23)1.MCS-51单片机汇编语言 (23)2.主程序的设计 (23)3.子程序的设计 (25)3.1采样程序的设计 (25)3.2 量程处理程序的设计 (26)3.21 采样及其处理程序 (26)3.22 计算部分的设计 (28)3.23 显示部分的软件设计 (29)3.3 超量程处理 (29)4.系统程序清单 (29)设计总结 (41)参考文献 (41)绪论在电气测量中，电压是一个很重要的参数。
(完整版)基于单片机的数字电压表的毕业设计论文
直流数字电压表的设计摘要本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。
该设计主要由三个模块组成：AD转换模块，数据处理模块及显示模块。
AD转换主要由芯片ADC0808来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。
数据处理则由芯片AT89C51来完成，其负责把ADC0808传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0808芯片工作。
该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。
此数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。
关键词单片机；数字电压表；AD转换；AT89C51；ADC0808Design of Simple Digital VoltmeterAbstract This paper which introduces a kind of simple digital voltmeter is based on single-chip microcontroller design. The circuit of the voltage meter is mainly consisted of three mould pieces: AD converting mould piece, AD converting is mainly completed by the ADC0808, it converts the collected analog data into the digital data and transmits the outcome to the manifestation controlling mould piece. Data processing is mainly completed by the AT89C51 chip, it processes the data produced by the ADC0808 chip and generates the right manifestation codes, also transmits the codes to the manifestation controlling mould piece. Also, the AT89C51 chip controls the ADC0808 chip to work.The voltmeter features in simple electrical circuit, lower use of elements, low cost, moreover, its measuring precision and reliability. The voltmeter is capable of measuring voltage inputs from 1 route ranging from 0 to 5 volt, and displaying the measurements though a digital code tube of 7 pieces of LED.Keywords Single-chip microcontroller; Digital voltmeter; AD converter; AT89C51; ADC0808目录1 引言 (1)2 设计总体方案 (2)2.1设计要求 (2)2.2 设计思路 (2)2.3 设计方案 (2)3 硬件电路设计 (3)3.1 AD转换模块 (3)3.2 单片机系统 (7)3.3 复位电路和时钟电路 (9)3.4 LED显示系统设计 (11)3.5 总体电路设计 (13)4 程序设计 (15)4.1 程序设计总方案 (15)4.2 系统子程序设计 (15)5 仿真 (17)5.1 软件调试 (17)5.2 显示结果及误差分析 (17)结论 (20)参考文献 (21)附录程序代码 (22)致谢 (25)1 引言在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。
基于STC89C52单片机的简易数字电压表设计【毕业设计】
基于STC89C52单片机的简易数字电压表设计【毕业设计】存档编号华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power 毕业设计题目基于单片机的数字电压表设计学院信息工程学院专业通信工程姓名学号200912303指导教师完成时间2013年5月20日教务处制目录摘要 (I)Abstract (I)绪论 ...................................................................................................................... I I 一设计背景 .. (III)二设计意义 (IV)第一章数字电压表 (5)1.1 数字电压表的优点 (5)1.2 数字电压表发展趋势 (6)1.3 设计平台 (6)1.3.1 KEIL C51开发平台 (6)1.3.2 Proteus 7 Professional设计软件 (7)第二章总体设计方案 (8)2.1数字电压设计的两种方案 (8)2.1.1 由数字电路及芯片构建 (9)2.1.2 由单片机系统及A/D 转换芯片构建 (9)2.2 设计要求 (9)2.3 技术要求 (10)2.4 设计方案 (10)第三章硬件简介 (11)3.1 本设计单片机的选择 (11)3.1.1常用单片机的特点比较 (11)3.1.2 单片机的选择 (12)3.1.3 STC89C52单片机介绍 (13)3.2 本设计显示器件选择 (18)3.2.1 常用显示器件简介 (18)3.2.2 显示器件的选择 (19)3.2.3 1602字符型LCD简介 (19)3.3A/D芯片 (24)3.3.1常用的A/D芯片 (24)3.3.2 ADC0809芯片 (25)第四章接口电路 (28)4.1 显示电路 (28)4.2 ADC0809与单片机接口电路 (29)第五章硬件电路系统模块设计 (30)5.1 总电路模块 (30)5.2 硬件系统电路简介 (30)第六章系统软件设计 (31)6.1 主程序 (31)6.2 A/D转换子程序 (32)6.3 显示子程序 (32)第七章调试及性能分析 (33)7.1 调试与测试 (33)7.2 性能分析 (34)总结 (35)参考文献 (36)致谢 (38)附录 (39)附录I（外文翻译） (39)外文译文 (49)附录II（任务书） (57)附录III（开题报告） (59)附录IV（图表） (62)I Proteus仿真图 (62)II 硬件总电路图 (63)III 实物图 (64)附录V（程序清单） (66)摘要随着时代的进步，用指针式万用表测量小幅度直流电压已经显得有些不太方便。
基于单片机的数字电压表的设计
河南科技学院2010 届本科毕业设计设计题目：基于单片机的数字电压表的设计学生姓名：所在院系：所学专业：导师姓名：完成时间： 2011-05-25摘要本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。
该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。
A/D转换主要由芯片ADC0832来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。
数据处理则由芯片AT89C51来完成，其负责把ADC0832传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0832芯片工作。
该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。
此数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。
关键词单片机；数字电压表；A/D转换；AT89C51；ADC0832Design of Simple Digital Voltmeter Based on Single-chipMicrocontrollerAbstractThis paper which introduces a kind of simple digital voltmeter is based on single-chip microcontroller design. The circuit of the voltage meter is mainly consisted of three mould pieces: A/D converting mould piece, A/D converting is mainly completed by the ADC0832, it converts the collected analog data into the digital data and transmits the outcome to the manifestation controlling mould piece. Data processing is mainly completed by the AT89C51 chip, it processes the data produced by the ADC0832 chip and generates the right manifestation codes, also transmits the codes to the manifestation controlling mould piece. Also, the AT89C51 chip controls the ADC0832 chip to work.The voltmeter features in simple electrical circuit, lower use of elements, low cost, moreover, its measuring precision and reliability. The voltmeter is capable of measuring voltage inputs from 1 route ranging from 0 to 5 volt, and displaying the measurements though a digital code tube of 7 pieces of LED.Keywords Single-chip microcontroller; Digital voltmeter; A/D converter; AT89C51; ADC0832目录1绪论 (1)2设计总体方案 (2)设计要求 (2)设计思路 (2)设计方案 (2)3硬件电路设计 (3)单片机最小系统电路 (3)ADC0832介绍 (6)ADC0832主要特点 (7)ADC0832管脚介绍 (7)单片机对ADC0832的控制原理 (8)LED数码管 (10)LED数码管的主要技术参数 (10)LED数码管的引脚说明 (11)LED数码管编码说明 (12)单片机最小系统电路 (13)AD0832电路 (14)四位数码管显示电路 (14)电路原材料清单 (15)使用工具及仪表清单 (16)4软件设计 (17)程序设计总方案 (17)系统子程序设计 (17)初始化程 (17)AD转换子程序 (17)显示子程序 (18)5电压表的调试及性能分析 (19)调试与测试 (19)性能分析 (19)6总结 (20)参考文献 (21)谢辞 (22)附录 (23)附录一程序源代码 (23)附录二电路图 (27)1.绪论在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。
基于单片机的数字电压表设计
引言数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM, 它是采用数字化测量技术, 把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
传统的指针式电压表功能单一、精度低, 不能满足数字化时代的需求, 采用单片机的数字电压表, 由精度高、抗干扰能力强, 可扩展性强、集成方便。
目前, 由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表, 已被广泛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, 示出强大的生命力。
与此同时, 由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表, 也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。
本论文重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。
1 实训要求（1）基本要求:①实现8路直流电压检测②测量电压范围0-5V③显示指定电压通道和电压值④用按键切换显示通道（2）发挥要求①测量电压范围为0-25V②循环显示8路电压2 实训目的（1）进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理；（2）掌握单片机的借口技术及, ADC0809芯片的特性, 控制方法；（3）通过这次实训设计, 掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术；（4）通过实际程序设计和调试, 逐步掌握模块化程序设计的方法和调试技术。
3 实训意义通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程, 使自身了解开发单片机应用系统的全过程, 强化巩固所学知识, 为以后的学习和工作打下基础。
4 总体实训方案测量一个0——5V的直流电压, 通过输入电路把信号送给AD0809, 转换为数字信号再送至89s52单片机, 通过其P1口经数码管显示出测量值。
4.1 结构框图如图1—1所示图1—14.2 原理及功能8路数字电压表主要利用A/D转换器, 其过程为如下: 先用A/D转换器对各路电压值进行采样, 得到相应的数字量, 再按数字量与模拟量成比例关系运算得到相应的模拟电压值, 然后把模拟值通过数码管显示出来。
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基于单片机的数字电压表的设计摘要本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。
该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。
A/D转换主要由芯片ADC0808来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。
数据处理则由芯片AT89C51来完成，其负责把ADC0808传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0808芯片工作。
该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。
此数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。
关键词单片机；数字电压表；A/D转换；AT89C51；ADC0808Design of Simple Digital Voltmeter Based on Single-chipMicrocontrollerTian MingmingAbstract This paper which introduces a kind of simple digital voltmeter is based on single-chip microcontroller design. The circuit of the voltage meter is mainly consisted of three mould pieces: A/D converting mould piece, A/D converting is mainly completed by the ADC0808, it converts the collected analog data into the digital data and transmits the outcome to the manifestation controlling mould piece. Data processing is mainly completed by the AT89C51 chip, it processes the data produced by the ADC0808 chip and generates the right manifestation codes, also transmits the codes to the manifestation controlling mould piece. Also, the AT89C51 chip controls the ADC0808 chip to work.The voltmeter features in simple electrical circuit, lower use of elements, low cost, moreover, its measuring precision and reliability. The voltmeter is capable of measuring voltage inputs from 1 route ranging from 0 to 5 volt, and displaying the measurements though a digital code tube of 7 pieces of LED.Keywords Single-chip microcontroller; Digital voltmeter; A/D converter; AT89C51;ADC0808目录1 引言 (1)2 设计总体方案 (2)2.1设计要求 (2)2.2 设计思路 (2)2.3 设计方案 (2)3 硬件电路设计 (3)3.1 A/D转换模块 (3)3.2 单片机系统 (7)3.3 复位电路和时钟电路 (9)3.4 LED显示系统设计 (10)3.5 总体电路设计 (13)4 程序设计 (15)4.1 程序设计总方案 (15)4.2 系统子程序设计 (15)5 仿真 (17)5.1 软件调试 (17)5.2 显示结果及误差分析 (17)结论 (20)参考文献 (21)附录程序代码 (22)致谢 (25)1 引言在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。
而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。
数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用[1]。
传统的指针式刻度电压表功能单一，进度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需要。
采用单片机的数字电压表，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，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC实时通信。
数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础[2]。
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。
目前，由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。
最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路（IC）和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电压表的快速发展，并不断出现新的类型[4]。
数字电压表从1952年问世以来，经历了不断改进的过程，从最早采用继电器、电子管和形式发展到了现在的全固态化、集成化（IC 化），另一方面，精度也从0.01%-0.005%。
目前，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[3]。
本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容，本系统主要包括三大模块：转换模块、数据处理模块及显示模块。
其中，A/D转换采用ADC0808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[11]。
2 设计总体方案2.1设计要求⑴以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个简单的直流数字电压表。
⑵采用1路模拟量输入，能够测量0-5V之间的直流电压值。
⑶电压显示用4位一体的LED数码管显示，至少能够显示两位小数。
⑷尽量使用较少的元器件。
2.2 设计思路⑴根据设计要求，选择AT89C51单片机为核心控制器件。
⑵A/D转换采用ADC0808实现，与单片机的接口为P1口和P2口的高四位引脚。
⑶电压显示采用4位一体的LED数码管。
⑷LED数码的段码输入,由并行端口P0产生：位码输入，用并行端口P2低四位产生。
2.3 设计方案硬件电路设计由6个部分组成; A/D转换电路，AT89C51单片机系统，LED显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路。
硬件电路设计框图如图1所示。
图1 数字电压表系统硬件设计框图3 硬件电路设计3.1 A/D转换模块现实世界的物理量都是模拟量，能把模拟量转化成数字量的器件称为模/数转换器（A/D转换器），A/D转换器是单片机数据采集系统的关键接口电路，按照各种A/D芯片的转化原理可分为逐次逼近型，双重积分型等等。
双积分式A/D转换器具有抗干扰能力强、转换精度高、价格便宜等优点。
与双积分相比，逐次逼近式A/D转换的转换速度更快，而且精度更高，比如ADC0809、ADC0808等，它们通常具有8路模拟选通开关及地址译码、锁存电路等，它们可以与单片机系统连接，将数字量送到单片机进行分析和显示。
一个n位的逐次逼近型A/D转换器只需要比较n次，转换时间只取决于位数和时钟周期，逐次逼近型A/D转换器转换速度快，因而在实际中广泛使用[1]。
3.1.1 逐次逼近型A/D转换器原理逐次逼近型A/D转换器是由一个比较器、A/D转换器、存储器及控制电路组成。
它利用内部的寄存器从高位到低位一次开始逐位试探比较。
转换过程如下：开始时，寄存器各位清零，转换时，先将最高位置1，把数据送入A/D转换器转换，转换结果与输入的模拟量比较，如果转换的模拟量比输入的模拟量小，则1保留，如果转换的模拟量比输入的模拟量大，则1不保留，然后从第二位依次重复上述过程直至最低位，最后寄存器中的内容就是输入模拟量对应的二进制数字量[5]。
其原理框图如图2所示：图2 逐次逼近式A/D转换器原理图3.1.2 ADC0808 主要特性ADC0808是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，带有使能控制端，与微机直接接口，片内带有锁存功能的8路模拟多路开关，可以对8路0-5V输入模拟电压信号分时进行转换，由于ADC0808设计时考虑到若干种模/数变换技术的长处，所以该芯片非常适应于过程控制，微控制器输入通道的接口电路，智能仪器和机床控制等领域[5]。
ADC0808主要特性:8路8位A/D转换器，即分辨率8位；具有锁存控制的8路模拟开关；易与各种微控制器接口；可锁存三态输出，输出与TTL兼容；转换时间：128μs；转换精度：0.2%；单个+5V电源供电；模拟输入电压范围0- +5V，无需外部零点和满度调整；低功耗，约15mW[6]。
3.1.3ADC0808的外部引脚特征ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，其引脚图如图3所示。
图3 ADC0808引脚图下面说明各个引脚功能:IN0-IN7（8条）：8路模拟量输入线，用于输入和控制被转换的模拟电压。
地址输入控制（4条）：ALE:地址锁存允许输入线，高电平有效，当ALE为高电平时，为地址输入线，用于选择IN0-IN7上那一条模拟电压送给比较器进行A/D转换。
ADDA,ADDB,ADDC:3位地址输入线，用于选择8路模拟输入中的一路，其对应关系如表1所示：表1 ADC0808通道选择表START：START为“启动脉冲”输入法，该线上正脉冲由CPU送来，宽度应大于100ns，上升沿清零SAR,下降沿启动ADC工作。
EOC: EOC为转换结束输出线，该线上高电平表示A/D转换已结束，数字量已锁入三态输出锁存器。
D1-D8：数字量输出端，D1为高位。
OE：OE为输出允许端，高电平能使D1-D8引脚上输出转换后的数字量。
REF+、REF-:参考电压输入量，给电阻阶梯网络供给标准电压。
Vcc、GND: Vcc为主电源输入端，GND为接地端，一般REF+与Vcc连接在一起，REF-与GND连接在一起.CLK:时钟输入端。
3.1.4 ADC0808的内部结构及工作流程ADC0808由8路模拟通道选择开关，地址锁存与译码器，比较器，8位开关树型A/D转换器，逐次逼近型寄存器，定时和控制电路和三态输出锁存器等组成，其内部结构如图4所示。