电子技术综合设计课程设计-基于单片机的直流数字电压表总结报告
基于51单片机的直流数字电压表设计
基于51单片机的直流数字电压表设计概述：直流数字电压表是一种用于测量直流电压的仪器，它通过将电压信号转换为数字形式，并显示在数码管上，实现对电压的准确测量。
本文将介绍基于51单片机的直流数字电压表的设计原理和实现方法。
一、设计原理：1.1 电压信号采集：直流数字电压表的第一步是采集待测电压信号。
常用的采集方法是使用一个分压电路将待测电压降低到合适的范围，再通过运算放大器将其放大到合适的电平。
51单片机的模拟输入引脚可以接受0-5V的模拟电压信号，因此可以直接将放大后的信号接入单片机进行采集。
1.2 模数转换：采集到的模拟电压信号需要经过模数转换（A/D转换）才能被单片机读取和处理。
51单片机内部集成了一个10位的A/D转换器，可以将输入的模拟电压转换为相应的数字量。
通过设置不同的参考电压和采样精度，可以实现对不同电压范围的准确测量。
1.3 数码管显示：经过模数转换后，得到的数字量需要通过数码管进行显示。
51单片机的IO口可以通过控制段选和位选的方式，将数字量转换为相应的数码管显示。
可以根据需要选择常用的七段数码管或者液晶显示屏进行显示。
二、设计实现：2.1 硬件设计：硬件设计包括电路原理图设计和PCB布局设计两个部分。
电路原理图设计主要包括电压采集电路、运算放大器、A/D转换器和数码管驱动电路等部分。
PCB布局设计需要考虑信号的走线和电源的分布，以保证电压信号的准确采集和显示。
在设计过程中，需要注意地线和信号线的分离，以减少干扰。
2.2 软件设计：软件设计主要包括单片机的程序编写和调试。
首先需要编写采集模拟电压信号和进行A/D转换的程序，将转换后的数字量存储在单片机的内部存储器中。
然后编写数码管驱动程序，将存储的数字量转换为相应的数码管显示。
最后，通过按键或者旋转编码器等方式，可以实现对量程和精度的选择。
三、设计优化：3.1 精度优化：为了提高直流数字电压表的测量精度，可以采用更高精度的A/D转换器，增加参考电压的精度，或者通过校准电路对测量误差进行校正。
基于单片机的数字电压表设计报告
单片机原理及系统课程设计专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2010 年 3 月 7 日基于单片机的数字电压表设计摘要显示电路输入电路图2.2系统组成框图3.硬件设计3.1系统硬件设计原理通过变量设置选择八路通道中的第三路，将该路模拟电压送入ADC0808相应通道，单片机软件设置ADC0808开始A/D转换，转换结束ADC0808的EOC 端口产生高电平，同时将ADC0808的OE端口置为高电平，单片机将ADC0809转换后的数字量存到片内RAM。
系统调出数据处理子程序，将测量结果转化为0.00~5.00V，最后通过查表将每一位数据输出到LED显示电路，将相应电压显示出来，程序进入下一个循环。
单片机的P0.0~P0.7作为4位动态数码显示管的段显示控制。
P2.1~P2.3作为4位动态显示管的位显示控制。
3.2硬件设计原理图在Proteus仿真环境下所搭建的系统硬件电路图如图3.2所示。
图3.2系统原理图图4.2 程序流程图（a）主程序流程图(b)AD转换流程图5.系统调试及仿真结果6.总结两周的课程设计结束了，在这过程中，我学到了很多东西。
首先，我学会了单片机设计的基本过程有哪些，每一过程有哪些基本的步骤，怎样通过查资料去完成这每一步。
其次我巩固了上学期所学的一些单片机知识，从而加深了对ADC0809芯片的功能的了解。
在编程过程中，遇到了许多困难，通过与同学之间的交流和咨询，最后解决了这些困难。
所谓实践出真知，学到的东西只有运用到实践当中，才能真正体会到知识的力量。
最后，通过这次课程设计，让我明白了想法和实践还是有差距的，当你真正去做一件事的时候，你会发现你的想法可能不适用，随时都需要调整，另外扎实的理论知识也是完成设计任何设计必不可少的要素，一切想法离开了理论知识都是空想。
参考文献[1]彭为,黄科,雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲[M].电子工业出版社.2009:22-54.[2] 谭浩强.C程序设计(第三版)[M].清华大学出版社.2009:32-46.[3] 王思明,张金敏,张鑫等.单片机原理及应用系统设计(第一版)[M].科学出版社.2012:70-292.附录A源程序代码#include<reg52.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned charsbit p21=P2^1;sbit p22=P2^2;sbit p23=P2^3;sbit EOC=P3^1;sbit OE=P3^0;sbit ST=P3^2;sbit p34=P3^4;sbit p35=P3^5;sbit p36=P3^6;uchar code tab[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12};uchar code led[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}; uchar code led_[]={0xC0,0xf9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90}; void delay(uchar n){uchar i,j;for(i=0;i<n;i++)for(j=0;j<125;j++);}void convert(uchar volt_data){unsigned int temp;temp=100*volt_data/51;P0=led[temp/100]; //个位上的数字显示p21=1; //选通个位delay(3); //延时p21=0; //不选通个位P0=led_[temp%100/10]; // 十分位的数字显示p22=1; //选通十分位delay(3); //延时p22=0; //不选通十分位P0=led_[temp%10]; //百分位的数字显示p23=1; //选通百分位delay(3); //延时p23=0; //不选通百分位}void main(){uchar volt_data;p34=1;p35=1;p36=0; //选通ADC0808的IN3通道while(1){ST=0;_nop_();ST=1;_nop_();ST=0; //开始转换if(EOC==0) //如果EOC为0，则继续转换delay(100);while(EOC==0); //当EOC为1时，转换完毕OE=1; //数据允许输出标志volt_data=P1; //讲P1口的数据送volt_dataOE=0;convert(volt_data);}}。
单片机数字电压表课程设计实验心得
单片机数字电压表课程设计实验心得在进行单片机数字电压表课程设计实验的过程中，我通过实践学习了单片机的基本原理、数字电压测量方法以及编程技巧。
这次实验对于我的学习和成长有着重要的意义，下面我将就此次实验的设计过程、实施情况以及心得体会进行详细总结。
一、设计过程1. 实验目标确定：在进行实验之前，我首先明确了实验的目标，即设计一个能够准确测量电压值并显示的数字电压表。
2. 硬件选择：根据实验要求，我选择了一块适合的单片机开发板作为硬件平台，并购买了一些必要的电子元件，如电阻、电容、显示屏等。
3. 电路设计：在实验开始之前，我进行了电路设计，包括模拟电路和数字电路。
模拟电路主要负责电压的采样和放大，数字电路则负责将采样到的电压值转化为数字信号，并将其显示在显示屏上。
4. 编程实现：在电路设计完成后，我开始进行编程实现。
通过学习单片机的编程语言和相关知识，我成功地将电路和单片机进行了连接，并编写了相应的程序代码。
在编程过程中，我主要使用了C语言来进行程序设计。
5. 测试和调试：在完成编程后，我对整个系统进行了测试和调试。
通过不断地调整参数和修改代码，最终成功实现了一个能够准确测量电压值并显示的数字电压表。
二、实施情况在实施实验的过程中，我遇到了一些困难和问题，但通过不断地学习和探索，我最终克服了这些困难，并成功完成了实验。
1. 硬件连接问题：在初次进行硬件连接时，我遇到了一些问题，如接线错误、元件损坏等。
但通过仔细阅读相关资料和请教老师同学，我逐渐解决了这些问题，并正确地完成了硬件连接。
2. 编程逻辑问题：在编程的过程中，我遇到了一些逻辑问题，导致程序无法正常运行。
但通过仔细分析和调试，我逐步找出了错误，并进行了修改和优化，最终实现了预期的功能。
3. 测试与验证：在完成编程后，我进行了系统的测试和验证。
通过与示波器进行比对和对比实验结果，我发现我的数字电压表的测量结果与实际值非常接近，证明了实验的准确性和可行性。
单片机课程设计实验报告数字电压表
哈尔滨理工大学课程设计报告书课程名称单片机课程设计题目数字电压表院（系）自动化学院班级电技12-3学号1212020301学生姓名蔡成灼指导教师王宏民辅导教师王宏民2014 年12 月25 日课程设计(论文)任务书自动化学院电子信息科学与技术专业12-3班一、课程设计(论文)题目：数字电压表二、课程设计(论文)工作自20 14 年 12 月 26 日起至 20 14 年 12 月 27 日止三、课程设计(论文) 地点: B302四、课程设计(论文)内容要求：1. 本课程设计的目的（1）进一步巩固和加深对“单片机原理及应用”课程基本知识的理解和掌握，了解51系列单片机在项目开发中的应用。
（2）学习单片机硬件和软件设计开发的一般方法，了解和掌握项目开发过程及方式，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是项目设计能力。
（3）通过对标准化、规范化文档的掌握并查阅有关技术资料等，培养项目设计开发能力，同时提倡团队合作精神。
2. 课程设计的任务及要求1) 基本要求：（1）对系统功能进行需求分析；（2）提出系统的设计方案；（3）完成硬件设计和编写源程序代码并进行必要的调试。
2) 创新要求ADC0832是双通道，由程序可以任意的选取通道进行显示。
3) 课程设计报告撰写及装订要求课程设计报告的撰写要求表述简明，图表准确。
报告按如下内容和顺序用A4纸进行打印并装订成册。
（1）封面采用统一的课程设计封面，并按要求填写好封面要求的个人信息和选题。
（2）设计任务书（3）评阅书（4）目录（5）正文（6）主要参考文献4) 课程设计完成标准要求：每人按指定题目进行设计，严禁抄袭，要求每人自己动手编写程序，采取同一组同时检查程序及运行结果，检查时同组成员每人陈述自己的分工，同一选题不同组如发现代码完全一样，则双方都作不及格处理。
（1）达到课程设计的目的与要求，程序的可读性较好，并调试正确；（2）能正确回答设计的中老师所提问题；（3）课程设计报告书写规范整齐；（4）心得体会认真总结；（5）程序有创新性；成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。
数字电压表设计报告(终结版)
1.
1.1
数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，目前采用单片机设计的数字电压表，由于精度高、抗干扰能力强、可扩展性强、集成方便，还可以与PC进行实时通信，所以以下方案均采用单片机设计。
1.1.1 方案设计
方案一：基于MSP430F448单片机的数字电压表设计。MSP430F44x系列单片机片内集成了8路12位A／D、串行通信接口、看门狗定时器、比较器、硬件乘法器等外围设备模块，从而降低了应用电路的复杂程度，提高了系统的可靠性。该芯片可以工作于2．5V和3．3V两种电压下，其功耗非常低。
数字电压表
摘要
在电子器件设计中，以单片机作为控制核心的系统得到了广泛的应用，尤其以MCS-51最为普遍。而数字电压表的基本原理是对直流电压进行模数转换，并将其结果用数字直接显示出来。为以单片机为控制核心实现数字电压表的设计，结合了模数转换技术，段码显示以及液晶显示，并结合ADC0809芯片及74HC573，进而实现了对5V以内的直流电压的准确测量，并在数码管以及液晶显示屏上同时显示。并进一步扩展，实现了最多可以对八路电压同时进行测量。而且对于超出测量范围的电压能够以LED灯的闪烁实现报警。
图1-2-3AT89C51引脚图
本电路通过单片机定时器给ADC0809芯片提供500KHz的时钟信号，用P3口来控制ADC芯片的工作和输入电压通道的选取。将数模转换后的数据通过P0端口送入74HC573芯片锁存，再由P1端口控制将其数值分别显示在数码管和液晶屏上。
1.2.4 电压显示电路设计
（1）LED显示
图1-2-2 ADC0809内部结构框图及引脚图
本设计通过输入电路将8路输入电压送入ADC0809。并通过单片机P3端口控制实现模数转换，并将转换后的数字信号送入单片机的P2口。ADC0809芯片的时钟信号由单片机产生，送入芯片clock端口。芯片的基准电压和电源电压均由单片机学习板提供。
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。
单片机课程设计报告数字电压表
单片机课程设课题名称：数字电压表课程原理：1、模数转换原理：试验中，我们选用ADC0809作为模数转换的芯片，其为逐次逼近式AD转换式芯片，其工作时需要一个稳定的时钟输入，根据查找资料，得到ADC0809的时钟频率在10KHZ~1200KHZ,我们选择典型值640KHZ。
课题要求测量电压范围是0到5V，又ADC0809的要求：V ref+<=Vcc,V ref->=GND，故我们取V ref+=+5V，V ref-=0V。
由于ADC0809有8个输入通道可供选择，我们选择IN0通道，直接使ADC0809的A、B、C接地便可以了，在当ADC0809启动时ALE引脚电平正跳变时变可以锁存A、B、C 上的地址信息。
ADC0809可以将从IN0得到的模拟数据转换为相应的二进制数，由于ADC0809输出为8位的二进制数，转换时将0到5V分为255等分，所以我们可以得到转换公式为x/255*5化简为：x/51,x为得到的模拟数据量，也就是直接得到的电压量。
在AD转换完成后，ADC0809将在EOC引脚上产生一个8倍于自身时钟周期的正脉冲，以此来作为转换结束的标志。
然后当OE引脚上产生高电平时，ADC0809将允许转换完的二进制数据输出。
2、数据处理原理：由ADC0809的转换原理可以知道我们从其得到数据还只是二进制数据，我们还需要进一步处理来的到x的十进制数，并且对其进行精度处理，也就是课题要求的的精确到小数点后两位，在这里我们用51单片机对数据进行处理。
我们处理数据的思路是：首先将得到的二进制数直接除以十进制数51，然后取整为x的整数部分，然后就是将得到的余数乘以10，然后再除以51，再取整为x的十分位，最后将得到的余数除以5得到x的百分位。
3、数据显示原理：试验中我们用到四位一体的七段数码管，所以我们只能考扫描显示来完成数码管对x的显示，我们用的是四位数码显示管，但是x只是三位的，故我们将将第四位显示为单位U，通过程序的延时，实现四位数码管的稳定显示。
单片机课程设计报告数字电压表.
University of South China单片机课程设计报告设计课题：基于单片机的数字电压表设计专业班级：电卓103班学生姓名：李文帅指导教师：朱卫华设计时间：2012年1月10日内容摘要电压表是测量仪器中不可缺少的设备，目前广泛应用的是采用专用集成电路实现的数字电压表。
本系统以8051单片机为核心，以逐次逼近式A/D转换器ADC0809、数码管显示器为主体，设计了一款简易的数字电压表，能够测量0～5V的直流电压，最小分辨率为0.02V。
该设计大体分为以下几个部分，同时，各部分选择使用的主要元器件确定如下：1、单片机部分。
使用常见的8051单片机，同时根据需要设计单片机电路。
2、测量部分。
该部分是实验的重点，要求将外部采集的模拟信号转换成数字信号，通过单片机的处理显示在显示器上，该部分决定了数字电压表的精度等主要技术指标。
根据需要本设计采用逐次逼近型A∕D转换器ADC0809进行模数转换。
3、数码管显示部分。
其中一位为整数部分，其余位小数部分。
索引关键词：8051 模数转换数码管显示Contents AbstractThe voltmeter is indispensable in measuring instruments and equipment, is widely used digital voltmeter ASIC implementation. 8051, successive approximation type A / D converter ADC0809 digital tube display as the main design of a simple digital voltmeter capable of measuring 0 to 5V DC voltage, minimum resolution of 0.02V .The design is divided into several parts, each part of the main components selected for use are determined as follows:1, microcontroller part. Using a common 8051, according to the need to design a microcontroller circuit.2, the measurement section. This part is the focus of the experiment, require external acquisition of the analog signal is converted into a digital signal through the microcontroller of the processing and display on the display, the portion determines the main technical indicators such as the precision of the digital voltmeter. According to the needs of the design using successive approximation type A / D converter ADC0809 analog-to-digital conversion.3, the digital display section. One for the integer part, the remaining bits of the fractional part.Index Keywords: 8051 Analog-to-digital Conversion digital display.目录内容摘要 (2)Contents Abstract (3)一概述 (5)1.1概述 (5)二、设计题目及要求 (6)2.1、题目及设计要求 (6)2.2、主要技术指标 (6)三、方案论证及选择 (7)3.1主要设计方框图如下 (7)3.2方案论证： (7)四、电路设计原理 (8)4.1设计原理介绍： (8)4.2、模数转换 (9)4.3、数据处理及控制 (10)五、主要元器件的介绍 (11)5.1、AT89C51单片机简介 (11)5.2、ADC0808模数转换芯片简介 (12)5.3、四位共阴极数码管简介 (13)六、部分电路介绍 (14)6.1、晶振电路 (14)6.2、复位电路 (14)6.3模拟输入电路 (14)6.4、显示电路 (15)6.5总电路如下： (15)6.6仿真结果如下： (16)七、程序设计 (17)八、硬件制作与测试 (21)8.1、主要仪器及使用方法： (21)8.2、硬件制作步骤： (21)九、设计过程中的问题及解决方案 (22)十、心得体会 (23)一、概述1.1概述：数字电压表的基本工作原理是利用A/D转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号，通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。
基于单片机的数字电压表设计报告
基于单片机的数字电压表设计报告
一、研究意义
数字电压表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，还可与PC进行实时通信。
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。
二、系统硬件设计
模拟电压经过档位切换到不同的分压电路衰减后，经隔离干扰送到A/D转换器进行A/D转换，然后送到单片机中进行数据处理。
处理后的数据送到LCD中显示，同时通过串行通讯与上位机通信。
1）硬件电路框图：
2）硬件电路原理图：
三、系统软件设计1）主程序设计
2）中断子程序设计
四、分析及结论
电压测量通过不同的接口电路可实现温度、湿度、压力等测量，广泛应用于工业领域。
本电路设计别具一格，是一种高精度、低功耗、宽量程、智能化的电压表。
可扩展键盘、EEPROM、报警电路，实现电压异常记录、报警。
基于单片机的直流电压表的课程设计
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。
因为指针式的测量不够精确，随着长时间的使用可能会造成欧姆调零以及机械调零的磨损，这都会对数据的测量造成很多困难，而采用数字式电压表来测量就可以避免这种情况的发生，而且操作更加方便。
下面本文将介绍一种由数字电路以及单片机构成的数字电压表的设计方法。
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关键字89C51单片机电压表Keil ADC0832数模转换器目录第一章概述 (5)第二章直流电压表的设计总方案 (7)第三章硬件电路设计 (9)第四章软件电路设计 (23)第五章个人负责模块AD0832驱动程序设计 (26)第六章直流电压表的安装与调试 (33)第七章存在故障分析与进一步改进 (35)第八章结论 (37)参考文献 (38)附录 (39)第一章概述1.1 课程设计的题目直流电压表1.2课程设计的课题概述本设计运用89C51 和ADC0832 进行A/D 转换,根据数据采集的工作原理,设计现数字电压表,最后完成单片机与PC 的数据通信,传送所测量的电压值。
该新数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是0-51V(本设计量程为0-5V)。
电路包括:数据采集电路的单片机最小化系统设计、单片机与PC 接口电路、单片机时钟电路、复位电路等。
下位机采用89C51 芯片,A/D转换采用ADC0832 芯片。
通过下载口与PC 进行通信,传送所测量的直流电压数据。
1.3课程设计的设计指标（1）利用51系列单片机和相关器件，设计一个直流电压表。
（2）测量电压范围：0-5V（3）测量精度：0.01V（4）设置最低电压阈值，低于该值则系统报警。
（5）其他功能（创新部分）。
提示：为实现设置最低电压阈值，低于该值则系统报警功能，系统可以设置3个功能键，即：K1—设置键、K2—数字加键、K3—数字减键。
直流电压表的设计实验报告
直流电压表的设计实验报告直流电压表的设计实验报告引言：直流电压表是一种测量电路中直流电压的仪器。
在电子工程领域中，直流电压表是一种常用的测试工具。
本实验旨在设计并制作一台简单实用的直流电压表，以便能够准确测量电路中的直流电压。
一、实验目的：本实验的目的是设计并制作一台直流电压表，通过实验验证其准确性和可靠性。
具体目标如下：1. 理解直流电压表的工作原理；2. 学会使用电流表、电阻器等元器件进行电路设计；3. 测试直流电压表的灵敏度和测量范围。
二、实验原理：直流电压表是基于毫伏表的原理设计的。
毫伏表是一种电压测量仪器，它通过将待测电压与已知电阻串联，通过测量电流大小来计算待测电压的值。
直流电压表的关键是选择合适的电阻值，以确保测量电流的幅度适中，既能够保证测量精度，又不会对待测电路产生明显的影响。
三、实验材料和仪器：1. 直流电源；2. 电流表；3. 电阻器；4. 连接线；6. 待测电路。
四、实验步骤：1. 将直流电源的正极与待测电路的正极连接，负极与待测电路的负极连接；2. 将电流表的正极与待测电路的正极连接，负极与电阻器的一端连接；3. 将电阻器的另一端与待测电路的负极连接；4. 打开直流电源，调节电压大小，观察电流表的读数；5. 记录电流表的读数和待测电压的实际值；6. 重复步骤4和步骤5，改变待测电压的大小，以验证直流电压表的准确性和可靠性。
五、实验结果和分析：通过实验测量，我们得到了一系列的待测电压和电流表的读数。
根据实验数据，我们可以绘制出待测电压和电流表读数的关系曲线。
通过分析曲线，我们可以得出以下结论：1. 直流电压表的灵敏度较高，能够准确测量待测电压的变化；2. 直流电压表的测量范围较广，能够满足大部分实际测量需求；3. 直流电压表的测量精度较高，能够满足精确测量的要求。
六、实验总结：通过本实验，我们成功设计并制作了一台直流电压表。
实验结果表明，该直流电压表具有较高的灵敏度、较广的测量范围和较高的测量精度。
单片机数字电压表课程设计报告
单片机数字电压表课程设计报告单片机数字电压表课程设计报告摘要:本次课程设计采用单片机来实现数字电压表的设计，通过对市场上常见单片机的选型和开发工具的使用，实现了数字电压表的硬件和软件设计。
该数字电压表具有分辨率高、测量精度高、响应速度快等特点，可广泛应用于测量高压、低压、直流电压等领域。
关键词：单片机、数字电压表、驱动电路、计数器一、课程设计目的本次课程设计旨在让学生了解数字电压表的设计方法和原理，通过使用单片机来实现数字电压表的设计，提高学生的实践能力和创新能力。
同时，通过本次课程设计，还可以让学生了解单片机的使用方法和开发工具的使用，加深对单片机应用的理解。
二、课程设计内容本次课程设计采用单片机来实现数字电压表的设计，具体包括以下内容:1. 对市场上常见单片机的选型和开发工具的使用。
2. 设计数字电压表的硬件电路，包括驱动电路、计数器、计数器清零电路等。
3. 设计数字电压表的软件电路，包括计数器清零程序、计数器累加程序、显示程序等。
4. 将数字电压表与单片机连接，进行测试和调试。
三、课程设计原理数字电压表的设计原理是利用单片机的计数器来实现对电压值的计数和显示。
单片机通过外部时钟信号来控制计数器的计数频率，将计数器的计数值累加到显示寄存器中，从而实现对电压值的显示。
同时，通过对电压值的测量和计算，可以实现对高压、低压、直流电压的测量和显示。
四、课程设计步骤1. 对市场上常见单片机的选型和开发工具的使用。
2. 设计数字电压表的硬件电路，包括驱动电路、计数器、计数器清零电路等。
3. 设计数字电压表的软件电路，包括计数器清零程序、计数器累加程序、显示程序等。
4. 将数字电压表与单片机连接，进行测试和调试。
五、课程设计成果通过本次课程设计，学生可以独立完成数字电压表的硬件和软件设计，掌握单片机的应用和开发技巧，提高实践能力和创新能力。
同时，学生还可以根据实际应用需求，对数字电压表进行改进和创新，提高其实用性和市场竞争力。
单片机课程设计(直流数字电压表)
课程设计总结与展 望
课程设计目标：掌握单片机基础知识，学会设计直流数字电压表 课程设计内容：包括硬件设计、软件设计、调试和测试等 课程设计成果：成功设计并制作出直流数字电压表 课程设计收获：提高了单片机应用能力，增强了团队合作和沟通能力
课程设计展望：未来将继续深入学习单片机技术，提高实践能力，为未来就业做好准备
实际应用：可用于测量直流电压，广泛应用于电子、电力等领域 市场前景：随着电子技术的发展，市场需求不断增长 技术更新：需要不断更新技术，提高测量精度和稳定性 市场竞争：面临国内外竞争对手的压力，需要提高产品质量和降低成本
智能化：单片机技术在智能设备中的应用越来越广泛，未来发展方向将更加智能化。
物联网：单片机技术在物联网中的应用越来越广泛，未来发展方向将更加注重物联网技术的应用。
单片机课程设计（直 流数字电压表）
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单片机课程设计概 述
硬件电路设计
软件程序设计
系统调试与测试
课程设计总结与展 望
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单片机课程设计概 述
掌握单片机的基本原理和编程方法 提高动手实践能力和创新能力 培养团队合作精神和解决问题的能力 为未来的学习和工作打下坚实的基础
电源测试：检查电源电压是 否稳定，是否符合要求
信号测试：检查信号输入、 输出是否正常，是否符合要 求
功能测试：检查系统功能是 否正常，是否符合设计要求
性能测试：检查系统性能是 否满足设计要求，如响应时 间、精度等
稳定性测试：检查系统在 长时间运行下的稳定性， 如温度、湿度等环境因素 对系统的影响
软件调试：通过运行程序，发现并修复程序中的错误 软件测试：通过测试程序，验证程序的功能和性能是否符合预期 测试方法：包括单元测试、集成测试、系统测试等 测试工具：可以使用自动化测试工具，如JUnit、Selenium等
直流数字电压表
电子技术课程设计报告题目名称：直流数字电压表的设计姓名：学号：班级：指导教师：重庆大学电气工程学院2010 年6 月直流数字电压表摘要：传统的模拟指针式电压表功能单一，精度低，读数的时候也非常不方便，很容易出错。
而采用单片机的数字电压表由于测量精度高，速度快，读数时也非常的方便，抗干扰能力强等优点而被广泛应用。
本设计给出基于MC14433双积分模数转换器的一种电压测量电路。
数字电压表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。
该系统由MC144333位半A\D转换器、MC1413七路达林顿驱动器阵列、MC4543BCD七段锁存-译码-驱动器、基准电源MC1403和共阳极LED发光数码管组成。
本次设计的简单直流数字电压表的具体功能是：最高量程为1999V，分四个档位量程，即0~1.999V，0~19.99V0~199.9V，0~1999V，可以通过调档开关来实现各个档位。
一、设计内容及要求：1)设计直流数字电压表；2)直流电压测量范围：0V~1.999V，0V~19.99V，0V~199.9V，0V~1999V。
3)直流输入电阻大于100kΩ。
4)画出完整的设计电路图,写出总结报告。
5) 选做内容：自动量程转换。
二、比较和选定设计的系统方案，画出系统框图：方案：本次设计的直流数字电压表由测量电路、双积分模数转换电路电路、数码显示电路和量程转换电路组成，原理框图如图1 所示。
测量电路和量程转换将宽范围的输入直流电压变换为模数转换电路输入电压范围的直流电压，模数转换电路将其转换为数字量，送数码显示电路显示测量值。
三、单元电路设计、参数计算和器件选择：1）量程转换电路：R1、R2、R3、R4对输入电压进行分压，使x V 直流输入电压的范围是0V~2V 。
由于直流输入电阻要求大于100k Ω，设定总电阻为1000K Ω。
列出方程计算各电阻阻值：41234431234432123412340.0010.010.11000R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R K ⎧=⎪+++⎪+⎪=⎪+++⎨⎪++⎪=+++⎪⎪+++=Ω⎩ 得：1234900;90;9;1R K R K R K R K =Ω=Ω=Ω=Ω 图2 量程转换电路图1直流数字电压表原理框图图3 小数点控制仿真电路（如图所示，当被测电压为6V时，百位上的小数点亮）2）双积分模数转换电路：集成双积分模数转换器MC14433原理电路和引脚图如图4所示。
电子电路课程设计报告--数字电压表
河北建筑工程学院课程设计报告课程名称：《电子技术》综合课程设计题目名称： 3 1/2位数字电压表系：电气系专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：职称：高级实验师2011年7月 10日目录一．课程设计的目的二．课程设计的具体要求和技术指标三．数字电压表设计方案四．3 1/2位数字电压表五．总电路原理图六．课程设计总结及心得七．参考文献一．课程设计的目的通过电子技术的综合设计，巩固学习的模电、数电等内容，灵活运用所学知识，从而熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求，运用正确的设计方法完成设计内容。
在设计完成后，还要将设计的电路进行安装、调试以加强学生的动手能力，培养从事设计工作的整体概念。
二．课程设计的具体要求和技术指标1.利用所学知识，或通过网上资源和书籍资料，设计3种数字电压表的方案，绘制功能框图，并对3种方法加以比较。
2.采用中、小规模集成电路、MC14433A/D转换器等元器件设计3 1/2 位数字电压表，绘制电路原理图。
3.其技术指标要求为：（1）直流电压测量范围1999—0001V；199.9—0.1V；19.99—0.01V；1.999—0.001V；交流电压测量范围1999—199V。
（2）交、直流电流。
（3）三位半数字显示。
4.总结设计、试验。
三．数字电压表设计方案方案一本设计实际上是将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数字显示，主要由以下几部分构成：量程转换电路、AC-DC转换电路、3位半A/D 转换单元电路、基准电源单元电路、译码驱动单元以及数码管显示单元。
其中A/D转换器选用三位半MC14433，基准电源选用MC1403，译码驱动器则CD4511，另加四个共阴极LED发光数码管。
原理框图如下：AC/DC 转换电阻分压放大稳压双积分A/D 转换器MC14433CD4511显示译码器LED 数码管显示基准电压直流交流方案二根据系统功能实现要求，决定控制系统采用AT89C52单片机，A/D 转换采用ADC0809、四个共阴极LED 数码管。
课程设计报告 直流数字电压表设计.
电子技术基础课程设计题目名称：直流数字电压表指导教师：唐治德学生班级：学号：学生姓名：评语：成绩：重庆大学电气工程学院2015年7月3日目录一、内容摘要二．课程设计任务与要求2.1设计目的2.2设计求三．设计思路和方案选择3.1 设计思路3.2 方案选择四．工作原理4.1 基本原理框图4.2 ICL7107的工作原理4.3原理图五．电路设计与仿真六、系统调试与结果分析6.1调试方法6.2测试结果分析六．元器件清单八、总结及心得体会九、参考文献内容摘要伴随着电子技术科学的发展，电子测量技术已成为广大电子技术工作者必须掌握的一门科学技术，同时对测量的精度和功能的有着更高的要求。
电压是电子测量的一个主要参数，由于电压测量在电子测量中的普遍性与重要性，因此对电压测量的研究与设计有着非常重要的意义。
本次设计的主要设计内容为三档直流电压表。
在设计过程中由于第一次接触这种芯片，对该芯片不是很熟悉，我们参阅了大量前人的设计，在此基础上，运用A / D转换器ICL7107构建了一个直流数字电压表。
本设计首先简要介绍了设计电压表的主要方式，然后详细介绍了直流数字电压表的设计流程和芯片的工作原理，本设计中我们展示了两种方案，手动换挡的自动换挡，在各方案中也给出了两种方案的优缺点。
同时也给出了硬件电路的设计细节，包括各部分电路的走向、芯片的选择以及方案的可行性分析等。
关键字：ICL7107芯片，数字电压表，A\D转换，比较器，CC4006双向模拟开关。
课程设计任务及要求2.1设计目的1、掌握双积分A/D转换的工作原理和集成双积分A/D转换器件的设计方法2、掌握常用数字集成电路的功能和使用2.2设计要求1.设计直流数字电压表2.直流电压测量范围：0V~1.999V，0V~19.99V，0V~199.9V。
3.直流输入电阻大于100kΩ。
4.画出完整的设计电路图,写出总结报告。
5.选做内容：自动量程转换。
设计思路和方案选择3.1设计思路根据设计要求和功能，我们考虑了多种可行性方案。
基于单片机的交直流数字电压表的设计
数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础，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加刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视差和视觉疲劳。
目前数字万用表的内部核心部件是A/D转换器，转换器的精度很大程度上影响着数字万用表的准确度，本文A/D转换器采用ADcosog对输人模拟信号进行转换，控制核心AT89csl再对转换的结果进行运算和处理，最后驱动输出装置显示数字电压信号。
在现代检测技术中常需用高精度数字电压表进行现场检测将检测到的数据送入微计算机系统，完成计算、存储、控制和显示等功能。
本文中数字电压表的控制系统采用A丁89C5，单片机，A/0转换器采用A0c0809为主要硬件，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，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A/O转换量的测量，远程测量结果传送等功能。
数字电压表可以测量O一SV的8路输入电压值，并在四位匕EO数码管上轮流显示或单路选择显示。
二、方案的论证系统硬件主要包括四个部分:AD转换、中央控制单元、显示单元和报音单元。
图中模拟直流信号VA通过AD采集转换电路,转变为相应的二进制数字信号VD,再进入单片机构成的中央控制单元。
而显示和报音电路部分,则是通过中央控制单元完成的。
中央控制单元采用89S51芯片。
三、总体设计3.1、基本工作原理数字电压表可以测量0一5的8路电压值。
89C51为8位处理器，当0809输入电压为5.00V时，输出数据为255(FFH)。
因此最大分辩率为O.O196V(5/255)。
如要获得更高的精度要求，应采用12位、13位的A/D转换器。
数字电压显示可能有偏差，可以通过校正0809的基准电压来解决，或者用软件编程来校正测量值。
本系统用单片机89C51构成数字电压表控制系统，具有精度高、速度快、性能稳定和电路简单且工作可靠等特点，具有很好的使用价值。
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《电子技术综合设计》设计报告设计题目：基于单片机的直流数字电压表组长姓名：学号： 04131407专业与班级：信息工程13-04班姓名：学号：专业与班级：信息工程13-04班姓名：学号：专业与班级：信息工程13-04班时间： 2015 ～ 2016 学年第（1）学期指导教师：成绩：日期：2016.1.2一、课题任务在电量的测量中，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]。
本次电子技术综合设计以数字直流电压表的设计与制作为主要课题任务，本系统主要包括四大模块：直流电源供电模块、A/D转换模块、数据处理模块及显示模块。
其中，A/D转换采用ADC0809（仿真中使用ADC0808）对输入的模拟信号进行转换，控制核心STC90C516RD+(仿真中使用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]。
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。
此数字电压表经过proteus软件仿真和调试，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。
二、方案比较与选择1.设计要求(1)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。
(2)独立设计220V转5V直流供电电源。
(3)采用1路模拟量输入，能够测量0-5V之间的直流电压值。
(4)电压显示用4位一体的LED数码管显示，电压显示单位为毫伏（mv）。
(5)尽量使用较少的元器件。
2.设计思路(1)根据设计要求，选择STC90C516RD+单片机为核心控制器件。
(2)电源部分使用LM7805、整流桥等元器件构成5V输出电源。
(3)A/D转换采用ADC0809实现，单片机P1口高四位控制A/D芯片，P2口读入数据。
(4)电压显示采用4位一体的七段共阴极LED数码管。
(5)由并行端口P0产生LED段码；由并行端口P1低四位产生位码。
3.设计方案硬件电路设计由7个部分组成;直流电源， A/D转换电路，STC90C516RD+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三、电路设计1.单片机系统在单片机选择上，我们采用了国内宏晶科技研发的STC90C516RD+芯片。
STC90C516RD+系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051系列单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。
12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，内部集成MAX810专用复位电路，时钟频率在12MHz以下时，复位脚可直接接地。
STC90C516RD+单片机具有以下特点[3]：1)增强型6时钟/机器周期，12时钟/机器周期8051CPU2)工作电压：5.5V-3.8V3)工作频率范围：0-40MHz，相当于普通8051的0～80MHz.4)用户应用空间：4K/6K/7K/8K/10K/12K/13K/16K/32K/40K/48K/56K/61K/字节5)片上集成1280字节/512/256字节RAM6)通用I/O口（35/39个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）P0口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。
7)ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器/仿真器8)可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，8K程序3-5秒即可完成一片9)EEPROM功能10)内部集成MAX810专用复位电路，外部晶体12M以下时，可省外部复位电路，复位脚可直接接地。
11)共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用12)外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒13)通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART14)工作温度范围：0-75℃/-40-+85℃15)封装：LQFP-44,PDIP-40，PLCC-44图2 STC90C516RD+单片机引脚图STC90C516RD+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，第一种情况是单片机不带外存储器，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；第二种情况是单片机带片外存储器，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。
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1所示：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，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，89C51自动在ALE线上输出频率为1/6振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89C51使用片内ROM或使用片外ROM,若EA=0，则允许使用片内ROM, 若EA=1，则只使用片外ROM。
PSEN：片外ROM的选通线，在访问片外ROM时，89C51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89C51处于复位(即初始化)工作状态。
通常89C51复位有自动上电复位和人工按键复位两种。
XTAL1和XTAL2：片内振荡电路输入线，这两个端子用来外接石英晶体和微调电容，即用来连接89C51片内OSC(振荡器)的定时反馈回路。
2.复位电路和时钟电路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-51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[1]。
复位完成后，如果RST端继续保持高电平，MCS-51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6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[1]。
复位电路如图3所示。
图3 复位电路图单片机中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-51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[1]。
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33pF；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12MHz，因而时钟信号的震荡频率为12MHz。
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，外部电路简单，只需要一个晶振和 2个电容即可，如图4所示。
图4 时钟电路图3.直流电源模块直流电源模块设计首先采用变压器把220V交流电变成所需要的电压。
利用二极管的单向导电性，可以设计出把交流电变成直流电的电路；再根据电容的滤波作用，输出纹波较小的直流电，从而得到平滑的直流电压；最后通过稳压块的稳压作用，就可以得到输出稳定的直流电。
模块原理框图如下。
图5直流稳压电源的原理框图和波形变换整体电路由以下四部分构成：电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变化由变压器的副边电压确定。
整流电路：整流电路一般由单项导电性的二极管构成，经常采用单项半波、单项全波和单向桥式整流电路。
本次设计采用的整流电路为应用广泛的桥式整流电路。
电路中采用了4个二极管，组成三项桥式整流电路。
整流过程中，4个整流管轮流导通，无论正半周还是负半周，流过负载的电流方向一致，形成全波整流，将变压器处的交流电压变成了脉动直流电压。
滤波电路：交流电经整流电路后可变为脉动直流电，但其中含有较大的交流分量，为使设备上用纯净的交流电，还必须用滤波电路滤除脉动电压中的交流成分。
常见的滤波电路有：电容滤波电路、电感滤波电路、电感电容滤波电路以及P型滤波电路。
稳压电路：经过整流和滤波后得直流电压，会由于电网电压的波动以及负载电阻的变动而发生变化。
在绝大多数情况下，这种输出电压的变化波动显得太大，仍需进一步对其稳定，这就需要采用稳压电路。
目前常用的稳压电路有并联式稳压电路、串联稳压电路以及集成式稳压电路。
本次设计采用集成稳压。
直流电源整体电路图如下：图6 直流电源电路图4.A/D转化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。