简易数字电压表
简易数字电压表(共13张PPT)
元器件清单
元器件名称 参数 数量
IC插座 DIP40 1
IC插座 DIP14 1
晶体振荡器 12MHz 1
瓷片电容 30pF 2
共阳极数码管
2
单片机 89C51 1
弹性按键
1
电阻
510Ω 2
电阻
300Ω 16
元器件名称 参数 数量
电阻
10KΩ 1
可调电阻
5KΩ
1
模数转换器 ADC0809 1
双D触发器 74LS74 1
// P0_2=0，则OE=1，允许读数
简易数字电压表硬件电路
P0_2=0;
//在引脚产生下降沿，START和ALE引脚产生上升沿
//锁存通道地址，所有内部寄存器清零
第十二页，共13页。
第十三页，共13页。
焊好电阻后，接通电 源后，发现数码管只 有一路电压值。再次 检查电路板无误后， 确定是实验程序出现 问题。经过修改程序 后，将新程序烧到单 片机中，数码管稳定 显示
第十一页，共13页。
任务小结
简易数字电压表的制作，涉及A/D转换芯片 0~5V的模拟电压信号通过调节电位器来获得。
void main() //主函数
while(1)
{
P0_2=1;
for(a=0;a<50;a++); //延时
P0_2=0;
//在引脚产生下降沿，START和ALE引脚产生上升沿
//锁存通道地址，所有内部寄存器清零
for(a=0;a<50;a++); //延时
P0_2=1;
//在上产生上升沿，START上产生下降沿，A/D转换开始
片机进行数据采集
AT89C52的简易数字电压表
-目录绪论 (1)第1章系统总体方案选择与说明 (3)1.1 项目分析及其设计 (3)1.1.1 通道转换方案设计 (3)1.1.2 显示部分方案设计 (3)第2章系统总体结构与工作原理 (4)2.1 系统结构框图 (4)2.2 工作原理 (4)第3章硬件设计说明及计算方法 (5)3.1 单片机的选择及时钟电路 (5)3.2 LED显示电路设计与器件选择 (6)3.3 A/D转换模块及转化电路设计 (8)第4章软件设计与说明 (9)4.1 数字电压表系统软件设计方案确定 (10)4.2 数字电压表应用程序设计 (12)第5章调试结果及其说明 (12)5.1 调试结果及其说明 (12)总结 (13)参考文献 (15)附录A 系统原理图 (16)附录B 系统源程序 (17)绪论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。
数字电压表把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起，成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支，数字电压表标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。
本设计采用了以单片机为开发平台，控制系采用AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0809。
系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便进行8路其它A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。
简易数字电压测量电路由A/D转换、数据处理、显示控制等组成。
模拟式电压表具有电路简单、成本低、测量方便等特点，但测量精度较差，特别是受表头精度的限制，即使采用0.5级的高灵敏度表头，读测时的分辨力也只能达到半格。
再者，模拟式电压表的输入阻抗不高，测高阻源时精度明显下降。
数字电压表作为数字技术的成功应用，发展相当快。
数字电压表（Digital VoIt Me-ter，DVM），以其功能齐全、精度高、灵敏度高、显示直观等突出优点深受用户欢迎。
单片机系统设计与制作2---简易数字电压表原理图
简易数字电压表安装与调——原理图简易数字电压表安装与调——原理图简易数字电压表主要有三部分组成：可调电压、AD 转换、电压显示。
简易数字电压表工作原理：外调电压通过 JP2 输入提供 0~5V 的电压，送入 ADC0831 的正向输入端（反向输入端接地），在片选信号 CS 拉低的情况下，产生 2 个 CLK，AD 进行启动和准备（结合图 1 ADC0831 工作时序图来理解），在第 3~10 时钟周期将采集的 8 位数据依次按位移出完成了将 模拟电压 0~5V 转换成数据信号 0~255 的过程，ADC0831 完成了 AD 转换工作。
理解 ADC0831 完成了 AD 转换过程要结合图 1 ADC0831 工作时序图，这对编写数据采集程序很有帮助，也是对排故障起到指导作用的，是本次实训的重点和难点。
其中 CS 接单片机 P1.0，CLK 接单片机 P1.1，数据端 D0 接单片机 P1.2。
图 1 ADC0831 工作时序图 将采集到的 0~255 数据来进行模拟电压 0~5V 的显示，则要将数字信号进行线性变换，所幸的是，采集到的数字信号和模拟信号简易数字电压表安装与调——原理图是线性关系，这点可以从图 2 采集的数据与模拟电压关系曲线看出，这就使得我们很容易进行转换，将数据除以 51 便可以得到模拟电 压的值了。
54321 00 51 102 153 204 255图 2 采集的数据与模拟电压关系曲线 将得到的模拟电压值显示出来，保留 2 位小数。
这时我们发现小数处理起来比较麻烦，简单化的办法就是让前面转换的数字信号 预先放大 100 倍，显示模拟电压时我们只需先考虑数码管的每一位数据，在第 1 位数码管让其小数位点亮即可。
简易数字电压表中显示部分采用共阳数码管动态显示，其中片选信号从高位到低位依次为 CS0、CS1、CS2、CS3，它们分别连接于 P3.0、P3.1、P3.2、P3.3，段码控制由 P2 口提供，值得注意的是共阳数码管显示时片选依次为高电平，其他 3 位为低电平，每个数码 管显示的时间几个 ms，利用人眼的视觉特性。
简易数字电压表课程设计
电子测量结课作业简易数字电压表指导教师：学院：专业班级：姓名：学号：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AT89C52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LCD1602液晶屏显示出来。
关键词: 单片机；数字电压表；A/D转换；AT89C52；ADC0832目录1 数字电压表的简介 01.1数字电压表简介 01.2数字电压表的的背景与意义 02 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 (4)3.1 A/D转换模块 (4)3.2 单片机系统 (6)3.3 复位电路和时钟电路 (9)3.4 LCD显示系统设计 (10)3.5 总体电路设计 (12)4 程序设计 (13)4.1 程序设计总方案 (13)4.2 系统子程序设计 (13)5 仿真 (15)5.1软件调试 (15)5.2显示结果及误差分析 (15)5.2.1 显示结果 (15)5.2.2 误差分析 (17)结论 (19)参考文献 (20)附录............................................................................................... 错误！未定义书签。
1 数字电压表的简介1.1数字电压表简介在电量的测量中，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。
简易电压表设计
《单片机原理与接口技术》课程设计报告设计题目：简易数字电压表设计专业班级：电信1202 学号：2012001452学生姓名：庞宏平同组人：万培石一雄指导教师：武娟萍太原理工大学课程设计任务书注：课程设计完成后，学生提交的归档文件应按，封面—任务书—说明书—图纸的顺指导教师签名：日期：2015.6简易数字电压表设计目录1．引言 (4)1.1设计任务 (4)1.2 设计要求 (5)2．硬件电路设计 (5)2.1 系统的硬件构成及功能 (5)2.2 AT89S51单片机及其引脚说明 (6)2.3 ADC0808引脚及功能说明 (7)2.4 ADC0808的外部引脚特征 (8)2.5 ADC0808的内部结构及工作流程 (9)3.LCD显示系统以及74LS373 (10)3.1 LCD显示系统设计 (10)3.2 74LS373引脚图及功能 (11)3.3 总体电路设计 (13)4．程序设计 (14)4.1 程序设计总方案 (14)4.2 系统子程序设计 (15)5 .软件测试及仿真 (16)5.1 软件调试 (16)5.2 显示结果及误差分析 (17)5.3 附加功能 (18)结论 (19)附录程序代码 (20)第1章引言本次课程设计利用单片机技术来实现一台简易数字电压表，具有性能可靠、电路简单、成本低等特点。
1.1数字电压表概述电压表应用十分广泛，但大部分是模拟电压表，而由于其特性，反应速度慢，读数麻烦并且误差较大，所以为适应不断快速的高速信号领域，已经广泛使用数字电压表。
本实验设计是基于51单片机开发平台实现的一种数字电压表系统。
该设计采用AT89S51单片机为核心，以ADC0809为模数转换数据采样，实现被测电压的采样。
1.2此次设计任务1.2.1设计任务设计制作一个简易数字电压表，该直流电压表能测直流电压目标：基于MCS—51单片机，对设计硬件电路和软件程序应用的设计，使用发光二极管来显示所要测试模拟电压的数字电压值。
简易数字电压表课程设计
简易数字电压表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电压表的基本工作原理和电路连接方式；2. 学生能够掌握简易数字电压表的使用方法和读数技巧；3. 学生能够了解电压的单位换算，并能进行简单的计算。
技能目标：1. 学生能够正确连接电压表的电路，并进行电压测量；2. 学生能够通过操作简易数字电压表，准确读取电压值，并记录数据；3. 学生能够运用所学知识解决实际电路中的电压问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子测量工具的兴趣，激发学习电子技术的热情；2. 培养学生严谨、细致的实验态度，注重实验操作的规范性和安全性；3. 培养学生团队合作精神，学会分享和交流实验过程中的心得体会。
课程性质分析：本课程为电子技术基础课程，以实验为主，结合理论教学。
简易数字电压表是电子测量工具的基础，通过本课程的学习，使学生掌握基本的电压测量方法。
学生特点分析：学生为初中生，具备一定的物理知识和实验操作能力。
学生对电子技术感兴趣，但可能对电压表的使用方法和电路连接不够熟悉。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重实验操作技能的培养；2. 注重启发式教学，引导学生主动探究和解决问题；3. 关注学生的个体差异，提供个性化指导，确保每个学生都能达到课程目标。
二、教学内容1. 电压表基本原理：讲解电压表的工作原理，包括磁电式电压表和数字电压表的区别与联系，重点介绍数字电压表的原理和特点。
教材章节：第二章第二节《电压表的原理与使用》2. 电压表的使用方法：详细讲解电压表的电路连接方法，操作步骤，读数技巧以及注意事项。
教材章节：第二章第三节《电压表的使用与维护》3. 电压单位换算：介绍电压的单位制，换算关系，并进行实际计算。
教材章节：第一章第四节《电学单位制》4. 实际电路电压测量：设计实际电路，指导学生运用电压表进行电压测量，分析测量结果。
教材章节：第二章第四节《电压测量》5. 数字电压表操作练习：安排学生进行数字电压表的实操练习，巩固所学知识，提高操作技能。
简易数字电压表的设计
项目设计报告项目名称：简易电压表设计专业：通信工程班级学号：10304209 姓名：鹿应许任课教师：刘寅生成绩：目录1. 引言 (1)1.1. 设计意义 (1)1.2. 系统功能要求 (1)2. 方案设计 (1)3. 硬件设计 (2)4. 软件设计 (3)5. 系统调试 (5)6. 设计总结 (5)7. 附录A；源程序 (6)简易数字电压表的设计1．引言1.1. 设计意义本课题的设计是基于AT89C52单片机为控制系统，ADC0809为转换的简易数字电压表。
其意义主要有两个方面：其一，主要是检验我们对单片机原理及应用这门课的掌握程度包括硬件的组装与软件调试；其二，了解单片机的应用。
1.2. 系统功能要求简易数字电压表可以测量0－5V的8路输入电压值，并在4位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。
测量误差约为0.02V。
2.方案设计按系统功能实现要求，决定控制系统采用AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0809.系统除能实现要求的功能外，还能方便的进行8路其他A/D转换量的测量，远程测量结果传送等拓展功能。
数字电压表系统设计方案框图如图2.1所示：图2.1 数字电压表系统设计方案框图3.硬件设计简易数字电压测量由A/D转换、数据处理及显示控制等组成，电路原理图如图3.1所示，A/D转换有集成电路ADC0809完成。
ADC0809据有8路模拟输入端口，地址线（第23－25脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D转换。
第22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存，第6脚为测试控制，当输入一个2us宽高电平脉冲时，就开始A/D转换。
第7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，第7脚输出高电平，第9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从端口输出。
单片机的P1、P3.0～P3.3端口作为四位LED数码管显示控制。
其中P1端口控制段码，P3.0～P3.3端口控制位选。
简易数字电压表毕业论文答辩ppt课件
答 辩 人： 指导教师： 学 号： 专 业：电子信息科学与技术
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❖1.选题意义 ❖2.国内外发展现状 ❖3.研究内容及成果 ❖4.总体方案设计 ❖5.硬件电路设计 ❖6.程序设计 ❖7.系统仿真及测试 ❖8.结论
提纲
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1.选题意义
❖ 测量是一种认识过程，就是用实验的方法将测量和 被选用的相同参量进行比较，从而确定它的大小。
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设计方案
❖ 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。硬件电路设计 由6个部分组成; A/D转换电路 ， AT 8 9 C 5 1 单 片 机 系 统 ， LED显示系统、时钟电路、 复位电路及测量电压输入电 路。硬件电路设计框图所示。
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5.硬件电路设计
A/D转换子程序
显示子程序
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7.系统仿真及测试
由于单片机AT89C51为8位处理器，当输入电压为 5.00V时，ADC0808输出数据值为255（FFH），因此单 片机最高的数值分辨率为0.0196V(5/255)。这就决定 了电压表的最高分辨率只能到0.0196V，从上表可看 到，测试电压一般以0.01V的幅度变化。
对应前面的设计要求在，基本上达到了以下要求： （1）运用单片机AT89C51做成一个简易的直流数字电压表 。 （2）数字电压表量程0-5V。 （3）电压显示用4位一体的LED数码管显示，显示了两位小 数。 （4）电压表精确度受A/D转换的影响，误差0.02V。最小分 辨率0.02V。
当然由于本课题过于简易，完全可以将其功能复杂化，可 以添加分压器改变量程，在电压测量部分添加转化器可以测量 非电量。
❖ 如今，数字电压表已经绝大部分取代了传统的模拟 指针式电压表，因为传统的模拟指针式电压表功能单一 ，精度低，读数容易产生视觉疲劳，还经常出错。而数 字电压表测量精度高，速度快，读数方便，抗干扰能力 强，可扩展性强等诸多优点。它已被广泛应用于各种电 子、电工测量领域。
基于STM32的简易数字电压表
课程设计报告学院（系）：机械电子工程学院专业：测控技术与仪器学生姓名：学号：课程设计题目：简易数字电压表起迄日期:课程设计地点:指导教师:目录第1章简易数字电压表设计方案论证 (1)1.1 简易数字电压表的应用意义 (1)1.2 本次课程设计的目的 (1)1.3 简易数字电压表设计的要求及技术指标 (1)1.4 设计方案论证 (2)1.5 总体设计方案框图及分析 (2)第2章简易数字电压表各单元电路设计 (2)2.1 A/D转换及数据处理 (2)2.2 串口通信 (7)2.3 LCD显示电路设计 (7)第3章电路原理图和PCB板的设计 (8)第4章系统软件程序设计 (9)第5章设计总结 (16)参考文献 (17)摘要本文以ARM系列的STM32芯片为核心设计了一个简易数字电压表。
简易数字电压表采用模数转换思想来实现,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义测量电压,通过调节模数转换电位器使在一定范围内可任意改变。
输出的电压格式和精度的改变通过软件控制，输出电压的大小的改变通过硬件实现。
介绍了的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。
该简易数字电压表具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。
关键词:简易数字电压表;STM32F103;AD转换;第一章简易数字电压表设计方案论证1.1 简易数字电压表的应用意义数字电压表简称DMV，它是采用数字化测量技术设计的电压表。
数字电压表的优良特性深受人们的青睐。
具体有以下的应用特点：a)显示清晰直观，读数准确。
b)准确度高。
c)分辨率高。
d)测量范围宽。
e)扩展能力强。
f)测量速度快。
g)输入阻抗高。
h)集成度高、微功耗。
h) 抗干扰能力强1.2 本次课程设计的目的1）了解STM32f103内部A/D转换性能及编程方法。
2）学会使用A/D转换器进行电压信号采集。
3）了解uCosII系统工作原理。
1.3 简易数字电压表设计的要求及技术指标设计要求：利用STM32F103内部A/D及2.8寸TFT液晶屏，设计完成一个数字电压表。
简易数字电压表教案
简易数字电压表教案第一章：数字电压表概述1.1 学习目标了解数字电压表的定义、作用和分类。
掌握数字电压表的基本原理和特点。
了解数字电压表在电子测量中的应用。
1.2 教学内容数字电压表的定义和作用数字电压表的分类数字电压表的基本原理数字电压表的特点数字电压表的应用1.3 教学方法讲授法：介绍数字电压表的定义、作用、分类和特点。
演示法：展示数字电压表的实物，让学生观察其外观和工作原理。
实践法：让学生动手操作数字电压表，进行电压测量。
1.4 教学准备准备数字电压表的实物或图片，用于展示。
准备电压测量实验所需的器材。
1.5 教学过程导入：介绍数字电压表的定义和作用，激发学生的兴趣。
讲解：讲解数字电压表的分类、基本原理和特点。
展示：展示数字电压表的实物，让学生观察其外观和工作原理。
实践：让学生动手操作数字电压表，进行电压测量，巩固所学知识。
第二章：数字电压表的基本原理2.1 学习目标掌握数字电压表的基本原理。
了解数字电压表的组成部分。
2.2 教学内容数字电压表的基本原理数字电压表的组成部分2.3 教学方法讲授法：讲解数字电压表的基本原理和组成部分。
演示法：展示数字电压表的实物，让学生观察其组成部分。
2.4 教学准备准备数字电压表的实物或图片，用于展示。
2.5 教学过程导入：回顾上一章的内容，引导学生进入本章的学习。
讲解：讲解数字电压表的基本原理和组成部分。
展示：展示数字电压表的实物，让学生观察其组成部分。
第三章：数字电压表的使用方法3.1 学习目标掌握数字电压表的使用方法。
3.2 教学内容数字电压表的使用方法3.3 教学方法讲授法：讲解数字电压表的使用方法。
实践法：让学生动手操作数字电压表，进行电压测量。
3.4 教学准备准备数字电压表的实物或图片，用于展示。
准备电压测量实验所需的器材。
3.5 教学过程导入：回顾前两章的内容，引导学生进入本章的学习。
讲解：讲解数字电压表的使用方法。
实践：让学生动手操作数字电压表，进行电压测量，巩固所学知识。
简易数字电压表
简易数字电压表
简易数字电压表是一种测量电压大小的仪器，由数字显
示屏、测试夹和电路板组成。
下面将介绍其原理、工作原理、特点和使用方法。
一、原理
简易数字电压表的测量原理是基于欧姆定律和毛氏定律。
欧姆定律表示电流与电阻、电压之间的关系，毛氏定律表
示在电路中，电压、电流、电阻三者之间的关系。
简易数字电压表使用的测试方式是通过测试夹，将一端
夹在电路上的正极，另一端夹在负极，即可测量电路上的
电压。
二、工作原理
简易数字电压表通过内置的电路将测试夹的电压信号转
换成数字信号，并通过数字显示屏显示出电压大小。
由于
测试夹的电阻非常小，可以忽略不计，同时，在测试夹和
数字显示屏之间可以采用低通滤波器以去除高频噪音信号。
三、特点
1. 简易数字电压表具有高精度，通常可以测量到几位
小数
2. 使用方便，只需要将测试夹夹在电路上即可
3. 速度快，能够在极短的时间内测量出电路的电压
4. 价格较低，常常是家用电器维修、科研等领域的首
选仪器之一
四、使用方法
1. 准备工作：将电池装入仪器中，然后按下开关，等
待数字显示屏亮起即可使用
2. 测量前：将测试夹与被测试电路的正极和负极相连
3. 测量电压：读取数字显示屏上显示的数字即可得到被测试电路的电压
总体而言，简易数字电压表可以说是一种价格便宜，使用简便的电子测试仪器，广泛用于家庭和实验室中各种电路的测试。
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。
北邮数电实验——简易数字电压表报告
数字电路与逻辑综合实验报告题目：简易电压表设计学院：电子工程学院专业：光电信息科学与工程班级：20132112学号：20132111姓名：一、 实验任务要求设计并实现一个简易数字电压表， 要求使用实验板上的串行 AD 芯片 ADS7816。
基本要求：1、测量对象：1-2 节干电池。
2、AD 参考电压：5V 。
3、用三位数码管显示测量结果， 保留两位小数。
4、被测信号超过测量范围有溢出显示并有声音提示。
5、按键控制测量和复位。
提高要求：1、能够连续测量。
2、自拟其他功能。
二、设计思路利用ADS7816作为电压采样端口，FPGA 作为系统的核心器件，用LED 进行数码显示，把读取的13位二进制数据转换成便利于输出3位十进制BCD 码送给数码管。
采用FPGA 芯片作为系统的核心器件，负责ADS7816的A/D 转换的启动、地址锁存、输入通道的选择、数据的读取。
同时，把读取的13位二进制数据转换成便于输出3位十进制的BCD 码送给数码管，以显示当前测量电压值。
三、 总体框图数字电压表整体设计框图，如下图所示，数字电压表系统由A/D 转换模块、FPGA 控制模块、数码显示模块三部分构成。
FPGA 控制模块控制外部A/D 转换器自动采样模拟信号，通过A/D 芯片转换为数字信号，再由FPGA 控制模块控制数码管动态扫描向外部数码管显示电路输出数据。
四、模块设计 1、A/D 转换模块（1）ADS7816工作原理ADS7816的工作时序图如图所示。
在ADS7816的工作时序中,串行时钟DCLK 用于同步数据转换,每位转换后的数据在DCLK 的下降沿开始传送。
因此,从Dout(数字数据输出引脚)引脚接收数据时,可在DCLK 的下降沿期间进行,也可以在DCLK 的上升沿期间进行。
通常情况下,采用在DCLK 的上升沿接收转换后的各位数据流。
CS 的下降沿用于启动转换和数据变换,CS 有效后的最初115至2个转换周期内,ADS7816采样输入信号,此时输出引脚Dout 呈三态。
自已动手制作数字电压表(ICL7107)
数字电压表（ICL7107）做了一款数字电压表，发现网上发表好多原理图都是有错误，会误导电子爱好者。
今天逛了下电子市场买了套数字表头外壳，想做成个市场上有卖很实用的表头。
把制作全过程共享给大家。
并提供套件给初学者.ICL7107引脚图如下：这是2种封装的引脚图，40PIN直插封装的使用普遍一些，买起来方便。
ICL7107是高性能、低功耗的三位半A/D转换器电路，它包含有七段译码器、显示驱动器、系统时钟等，并且ICL7107可以直接驱动共阳数码管。
实体图如下：芯片正面小圆点对应的是芯片的1脚，按照反时针方向去走，依次是第 2 至第 40 引脚。
安装的时候一定要注意。
整理一下原理图，如下：电子市场买的表头框：做好的PCB：配齐元件，准备焊接测试：开始焊接了，这时候要注意焊接的顺序，否则个别元件不好焊的。
首先：将40PIN的IC座处理一下，如下图：然后将IC座插入PCB，并焊好。
接着焊C2和C4的位置，并将这2个电容卧倒安装！再下来焊4个共阳的0.56英寸的数码管，注意不要焊反。
剩下元件的顺序没什么讲究，想焊哪个就焊哪个。
焊完后就变成这样了,如下：将ICL7107插入IC座，注意方向。
将自制的可调电源调到5V，接入表头。
用万用表测量ICL7107的26脚电压应该为-2.5 ~ -4V，因为D5，D6，C6，C7，R8，R9，Q1，L1组成负电压产生电路，如果没有这个负电压，显示就会出错。
接着就要调ICL7107的36脚电压，这是给IC的基准电压，调整VR1可调电位器，使36脚电压为100mV。
在标准电压源未接入的情况下，数码管应该显示000，有可能最后一位会跳到1，那就要看看你的手是不是直接拿的PCB了，是的话就把表头装进壳里再看显示。
将标准电压源调整到一个固定值，此时显示的电压值和标准电压源的电压值不一样，调整VR2使显示正确。
再将标准电压源调整到其他值，看表头显示是否正确。
反复调整，至其线性显示在接受范围。
【设计】简易数字电压表课程设计
【关键字】设计《数字逻辑》课程设计报告题目简易数字电压表学院（部）信息工程学院专业计算机科学与技术班级学生姓名学号6 月18日至6 月21 日共 1 周指导教师（签字）前言关于数字式简易电压尝试仪的设计，我们提出了三种设计方法和思路，分别是ADC0809的A/D 转换电路、LM331V/F转换电路、555定时器的V/F转换电路。
在具体操作中，经过对资料的收集、分析，研究与对比，最终选择了简单易懂，而且精度较高的方法，即LM331压频转换法。
本方法的基本理论是LM331的输入电压幅值与输出脉冲的频率成正比，再通过一系列的控制，计数，锁存，显示电路实现了对电压的一般尝试与数字显示。
每学期的课程设计是综合检验我们所学知识的时候，在这期间我们需要将自己所学的知识进行综合，然后运用到我们所要完成的任务中。
此次课程设计我们完成的任务是制作简易数字电压表，我们在拿到这个题目时是没有一点思路的，在仔细研究和向老师请教后终于有了一点头绪，在小组两外两个成员杨羽丰和侯理想的共同努力下，我们初步实现了数字电压表的制作的方案制作，但是由于仿真软件中缺少我们所需元件的原因，我们的方案没能进行模拟仿真，这是此次课程设计的遗憾之处。
我们现在正在试图用另外的仿真软件进行此方案的仿真。
在本次课程设计过程中得到了各方面的支持和帮助，在此特别向数子电子技术老师表示由衷的感谢。
由于设计时间和水平的限制，如有不足之处，敬请指正！目录1.4 V/F转换电路方案比较与论证 (4)66101011111113131313简易数字电压表摘要本文介绍了一种简易的数字式显示电压尝试仪的设计思路及硬件结构。
该测量仪的基本工作原理是：把电压量通过单稳态触发器转化成时间脉冲量，然后在这个时间脉冲内进行计数，再锁存计数值，最终通过数码显示译码器驱动数码管进行显示。
可由555集成定时器构成多谐振荡器产生计数脉冲和对单稳态进行触发，555构成的单稳态触发器电路来控制计数器清零与锁存器锁存，四片74LS160构成计数电路，四片74LS373N构成锁存电路，四片DCD_HEX数码管构成四位译码显示电路，通过计算与分析把各电路连接起来，最终实现对电压（0V—9.99V）的简易测量与数字显示。
数字电压表
数字电压表
数字电压表是一种测量电压的仪器，它使用数字显示来直
接显示电压值。
与传统的指针式电压表相比，数字电压表
更精确和方便使用。
它通常具有以下特点：
1. 数字显示：数字电压表使用 LED 或 LCD 显示屏来显示
电压值，可以直观地读取数字结果。
2. 高精度：数字电压表通常具有较高的测量精度，可以显
示小数点后的位数，如小数点后几位或小数点后几位。
3. 自动量程选择：数字电压表通常具有自动量程选择功能，可以根据被测电压的大小自动选择合适的量程，避免过量
程或欠量程。
4. 多功能：数字电压表通常具有多种测量功能，可以测量直流电压（DCV）、交流电压（ACV）、电流
（DCA/ACA）、电阻（Ω）、电容（F）等。
5. 数据保存和记录：一些高级数字电压表可以保存和记录测量的数据，可以通过 USB 接口将数据传输到电脑或其他设备进行分析和处理。
6. 自动断电：为了节省电池电量，数字电压表通常具有自动断电功能，当一段时间内没有进行测量时，仪器会自动断电。
总的来说，数字电压表具有精度高、方便实用、功能多样等优点，广泛应用于电子设备维修、实验室实验、工业自动化等领域。
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单片机课程设计报告简易数字电压表一、设计任务与要求1.电压表的测量范围为0-5V;2.测量精度约为20mV。
二、方案设计与论证方案一：选择MC14433A/D转换器、CD4511等元器件设计电路：方案二：用单片机设计电路：设计采用STC89C52单片机、A/D转换器ADC0809和共阴数码管为主要硬件，分析了数字电压表Proteus软件仿真电路设计及编程方法。
将单片机应用于测量技术中，采用ADC0809将模拟信号转化为数字信号，用STC89C52实现数据的处理。
通过数码管以扫描的方式完成显示。
方案比较：方案1：3为半双积分式A/D转换器MC14433转换精度为读数的±0.05%±1字，并能很方便地判断出是否超欠量程，以便于量程的自动切换功能的实现，其中集成了双积分式A/D转换器所有的CMOS模拟电路和数字电路。
具有输入阻抗高，功耗低，电源电压范围宽，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能。
缺点是工作速度低，且外围电路需配基准电源，短译码驱动器和位驱动器，电路较复杂。
方案2：设计电路简单。
易于控制，且性能稳定；单调试过程需要一定的编程基础，可利用Proteus软件仿真电路设计和调试。
Proteus软件是一种电路分析和实物模拟仿真软件。
它运行于Windows操作系统上，可以进行仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路，是集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能强大，具有系统资源丰富、硬件投入少、形象直观等优点，因此可用此软件方便调试电路。
经过以上两种方案的特点比较，方案二中的电路设计采用比较常见的元器件，对这种方案有一定的专业基础，故采用第二种方案。
三、单元电路设计与参数计算1 A/D转换模块1.1 ADC0809主要特性ADC0809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ADC0809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。
ADC0809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。
1.2 ADC0809的外部引脚特征ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，其引脚图如图1所示。
图1 ADC089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 ADC0809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。
1.3 ADC0809的内部结构及工作流程ADC0809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2所示。
图2 ADC0809的内部结构其中：（1）8路模拟通道选择开关实现从8路输入模拟量中选择一路送给后面的比较器进行比较。
（2）地址锁存与译码器用于当ALE信号有效时，锁存从ADDA、ADDB、ADDC 3根地址线上送来的3位地址，译码后产生通道选择信号，从8路模拟通道中选择当前模拟通道。
（3）比较器，8位开关树型A/D转换器，逐次逼近型寄存器，定时和控制电路组成8位A/D转换器，当START信号有效时，就开始对当前通道的模拟信号进行转换，转换完成后，把转换得到的数字量送到8位三态锁存器，同时通过引脚送出转换结束信号。
（4）三态输出锁存器保存当前模拟通道转换得到的数字量，当OE信号有效时，把转换的结果送出。
ADC0809的工作流程为：（1）输入3位地址，并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中，经地址译码器从8路模拟通道中选通1路模拟量送给比较器。
（2）送START一高脉冲，START的上升沿使逐次寄存器复位，下降沿启动A/D转换，并使EOC信号为低电平。
（3）当转换结束时，转换的结果送入到输出三态锁存器中，并使EOC信号回到高电平，通知CPU已转换结束。
（4）当CPU执行一读数据指令时，使OE为高电平，则从输出端D0-D7读出数据。
2单片机系统2.1 STC89C52性能STC89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含有8KB的可反复擦写的只读程序存储器和256字节的随机存储器。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的STC89C52是一种高效微控制器，它为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
STC89C52功能性能:与MCS-51成品指令系统完全兼容；数据保留时间：10年；全静态工作：0-24MHz；三级程序存储器锁定；128*8B内部RAM；32个可编程I/O口线；2个16位定时/计数器；5个中断源；可编程串行UART通道；片内震荡器和掉电模式。
2.2 STC89C52各引脚功能STC89C52提供以下标准功能：4KB的Flash闪速存储器，128B内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路，同时，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作，掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有工作直到下一个硬件复位。
STC89C52采用PDIP封装形式，引脚配置如图3所示。
STC89C52芯片的各引脚功能为：P0口：这组引脚共有8条，P0.0为最低位。
这8个引脚有两种不同的功能，分别适用于不同的情况，第一种情况是89C52不带外存储器，P0口可以为通用I/O口使用，P0.0-P0.7用于传送CPU的输入/输出数据，这时输出数据可以得到锁存，不需要外接专用锁存器，输入数据可以得到缓冲，增加了数据输入的可靠性；第二种情况是89C52带片外存储器，P0.0-P0.7在CPU访问片外存储器时先传送片外存储器的低8位地址，然后传送CPU对片外存储器的读/写数据。
P0口为开漏输出，在作为通用I/O使用时，需要在外部用电阻上拉。
图3 STC89C52的引脚图P1口：这8个引脚和P0口的8个引脚类似，P1.7为最高位，P1.0为最低位，当P1口作为通用I/O口使用时，P1.0-P1.7的功能和P0口的第一功能相同，也用于传送用户的输入和输出数据。
P2口：这组引脚的第一功能与上述两组引脚的第一功能相同即它可以作为通用I/O口使用，它的第一功能和P0口引脚的第二功能相配合，用于输出片外存储器的高8位地址，共同选中片外存储器单元，但并不是像P0口那样传送存储器的读/写数据。
P3口：这组引脚的第一功能和其余三个端口的第一功能相同，第二功能为控制功能，每个引脚并不完全相同，如下表2所示：表2 P3口各位的第二功能Vcc为+5V电源线，Vss接地。
ALE：地址锁存允许线，配合P0口的第二功能使用，在访问外部存储器时，89C52的CPU在P0.0-P0.7引脚线去传送随后而来的片外存储器读/写数据。
在不访问片外存储器时，89C52自动在ALE线上输出频率为1/6震荡器频率的脉冲序列。
该脉冲序列可以作为外部时钟源或定时脉冲使用。
/EA:片外存储器访问选择线，可以控制89C52使用片内ROM或使用片外ROM, 若/EA=1，则允许使用片内ROM, 若/EA=0，则只使用片外ROM。
/PSEN：片外ROM的选通线，在访问片外ROM时，89C52自动在/PSEN线上产生一个负脉冲，作为片外ROM芯片的读选通信号。
RST：复位线，可以使89C52处于复位(即初始化)工作状态。
通常89C52复位有自动上电复位和人工按键复位两种。
XTAL1和XTAL2：片内震荡电路输入线，这两个端子用来外接石英晶体和微调电容，即用来连接89C52片内OSC(震荡器)的定时反馈回路。
3 复位电路和时钟电路3.1 复位电路设计单片机在启动运行时都需要复位，使CPU和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
MCS-52单片机有一个复位引脚RST,采用施密特触发输入。
当震荡器起振后，只要该引脚上出现2个机器周期以上的高电平即可确保时器件复位。
复位完成后，如果RST端继续保持高电平，MCS-52就一直处于复位状态，只要RST恢复低电平后，单片机才能进入其他工作状态。
单片机的复位方式有上电自动复位和手动复位两种，图4是51系列单片机统常用的上电复位和手动复位组合电路，只要Vcc上升时间不超过1ms，它们都能很好的工作。
图4 复位电路3.2 时钟电路设计单片机中CPU每执行一条指令，都必须在统一的时钟脉冲的控制下严格按时间节拍进行，而这个时钟脉冲是单片机控制中的时序电路发出的。
CPU执行一条指令的各个微操作所对应时间顺序称为单片机的时序。
MCS-52单片机芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成震荡器，XTAL1为该放大器的输入端，XTAL2为该放大器输出端，但形成时钟电路还需附加其他电路。
本设计系统采用内部时钟方式，利用单片机内部的高增益反相放大器，外部电路只需要一个晶振和2个电容即可，如图5所示。
图5 振荡电路电路中的器件选择可以通过计算和实验确定，也可以参考一些典型电路的参数，电路中，电容器C1和C2对震荡频率有微调作用，通常的取值范围是30±10pF，在这个系统中选择了30pF；石英晶振选择范围最高可选24MHz，它决定了单片机电路产生的时钟信号震荡频率，在本系统中选择的是6MHz，因而时钟信号的震荡频率为6MHz。