基于单片机的智能数字电压表的设计
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、引言在电子测量领域中，电压表是一种常用的测量仪器，用于测量电路中的电压值。
传统的模拟电压表由于精度低、读数不便等缺点，逐渐被数字电压表所取代。
数字电压表具有精度高、读数直观、抗干扰能力强等优点，广泛应用于工业自动化、电子设备检测、实验室测量等领域。
本文将介绍一种基于单片机的数字电压表设计方案，详细阐述其硬件电路设计、软件编程实现以及系统性能测试。
二、系统总体设计方案（一）设计要求设计一款基于单片机的数字电压表，能够测量 0 5V 的直流电压，测量精度为 001V，具有实时显示测量结果的功能。
（二）系统组成本数字电压表系统主要由以下几个部分组成：1、传感器模块：用于将输入的电压信号转换为适合单片机处理的电信号。
2、单片机模块：作为系统的核心，负责对传感器采集到的数据进行处理和计算，并控制显示模块显示测量结果。
3、显示模块：用于实时显示测量的电压值。
三、硬件电路设计（一）传感器模块选用 ADC0809 作为模数转换芯片，它具有 8 个模拟输入通道，可以将 0 5V 的模拟电压转换为 8 位数字量输出。
（二）单片机模块选择 AT89C51 单片机作为控制核心，它具有 4K 字节的 Flash 程序存储器和 128 字节的随机存取数据存储器。
（三）显示模块采用液晶显示屏（LCD1602）作为显示器件，它能够清晰地显示数字和字符信息。
四、软件编程实现（一）编程语言选择使用 C 语言进行编程，C 语言具有语法简洁、可移植性强等优点。
（二）主程序流程主程序首先进行系统初始化，包括单片机端口初始化、LCD1602 初始化、ADC0809 初始化等。
然后启动 ADC0809 进行模数转换，读取转换结果并进行数据处理，计算出实际的电压值。
最后将电压值发送到 LCD1602 进行显示。
（三）模数转换子程序ADC0809 的转换过程通过控制其启动转换引脚（START）和读取转换结束引脚（EOC）来实现。
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、背景介绍随着科技的发展，越来越多的人开始关注电压表。
电压表是一种测量电压的仪器，它可以根据检测到的电压值显示出相应的数字。
传统的电压表使用指针或指示灯来显示电压值，但这种方式会有很多限制，例如不能显示小于1V的电压值，对于高精度的测量也不能满足要求。
为了解决上述问题，本文提出了一种基于单片机的数字电压表设计方案。
二、基于单片机的数字电压表设计原理基于单片机的数字电压表设计采用单片机ADC（模数转换）模块来检测电压值，将检测到的电压值转换成数字值，然后通过LCD（液晶显示器）来显示。
该设计中需要使用一个模拟信号处理电路，它包括一个放大器、一个滤波器和一个参考电压电路。
放大器可以增加信号的幅值，以便更好地检测信号的电压值；滤波器可以削弱外部电磁干扰，以便更好地检测电压值；参考电压电路可以把外部电压转换为0-5V之间的电压，以便更好地检测电压值。
三、设计方案1.单片机：AT89S522.ADC模块：AD79053.放大器：LM3584.滤波器：LPF（低通滤波器）5.参考电压电路：LM3176.LCD显示器：12864四、设计步骤1. 利用LM358放大器和LPF滤波器对测量的电压值进行放大和滤波处理，以获得更精准的数据。
2. 利用LM317参考电压电路将放大后的电压值转换为0-5V的电压，以便更好地检测电压值。
3. 将转换后的电压值送入AD7905 ADC模块，将检测到的电压值转换成数字值。
4. 将转换后的数字值送入AT89S52单片机，并通过12864 LCD显示器将检测到的电压值显示出来。
五、总结本文提出了一种基于单片机的数字电压表设计方案，主要采用单片机ADC模块来检测电压值，并将检测到的电压值转换为数字值，然后通过LCD显示器显示出来。
该设计方案可以满足各种电压测量要求，具有良好的精度和可靠性。
基于MSP430单片机的智能数字电压表设计
ｏｆ ｓｉｎｅ ｗａｖｅ／ｔｒｉａｎｇｌｅ ｗａｖｅ／ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ
ｏｎ
ａｎｄ ＤＣ ｖｏｌｔａｇｅ．Ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｃａｎ
ｂｅ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ
ｏｎ
ＬＣＤ ｓｉｔｕａｔｅｄ
ＭＣＵ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｂｏａｒｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒｔ ｄｉｇｉｔａｌ ｖｏｌｔｍｅｔｅｒ；ＭＳＰ４３０ＭＣＵ；ＬＣＤ ｄｉｓｐｌａｙ
接②脚，５０Ｖ档接⑤脚，５Ｖ档接①脚，０．０５Ｖ档接 ⑩脚（分压电路的目的，是将所有档位满量程电
压转化为０．０５Ｖ）。由单片机带隙基准源输出２．
５Ｖ耐电压，经４９０ｋＤ和１０ｋＤ分压成０．０５Ｖ接⑩ 脚，测量过程中，进行动态满量程调整，⑩脚动态
零点调整。为了在测量高电压时，隔离ＣＤ４０５１， 低电压档位０．０５Ｖ和０．５Ｖ，由高耐压场效应管 ２ＳＫ５３９（Ｒ。。＝０．６１１），直接连接到ＣＤ４０５１③脚， 在切换到低电压档位时导通，切换到其它档位时 隔离。该两管由逻辑信号Ａ、Ｂ、Ｃ，通过或非门 ＣＤ４００１，由两级或非逻辑实现控制。由表１可知
ｏｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｓｍａｒｔ ｄｉｇｉｔａｌ ｖｏｌｔｍｅｔｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ｂａｓｅｄ
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智能仪器仪表基于单片机的电压表的设计
智能仪器原理与应用题目基于单片机的电压表设计班级姓名指导教师年月日目录第1章设计背景 (1)第2章系统总体方案设计 (2)第3章系统硬件电路设计 (3)3.1 系统控制器的设计 (3)3.2 电压数据采集模块 (4)3.3 LCD1602显示电路 (5)3.4 按键设置模块 (6)3.5 报警电路模块 (7)3.6 上位机通信模块 (7)3.7 温度采集模块 (8)第4章软件电路设计 (9)4.1 主程序流程图 (9)4.2 量程自动切换子程序流程图 (9)4.3 A/D转换子程序流程图 (10)4.4 温度测量子程序流程图 (11)心得体会 (12)参考文献 (13)附录 (14)基于单片机的电压表设计第1章设计背景随着科学技术的发展，人们对宏观和微观世界逐步了解，越来越多的微弱信号需要被检测，例如：弱磁、弱光、微震动、小位移、心电、脑电等。
测控技术发展到现在，微弱信号检测技术已经相对成熟，基本上采用以下两种方法来实现：一种是先将信号放大滤波，再用低或中分辨率的ADC进行采样，转化为数字信号后，再做信号处理，另一种是使用高分辨率ADC，对微弱信号直接采样，再进行数字信号处理。
两种方法各有千秋，也都有自己的缺点。
前一种方法，ADC要求不高，特别是现在大部分微处理器都集成有低或中分辨率的ADC，大大节省了开支，但是增加了繁琐的模拟电路。
后一种方法省去了模拟电路，但是对ADC性能要求高，虽然∑-△ADC发展很快，已经可以做到24位分辨率，价格也相对低廉，但是它是用速度和芯片面积换取的高精度，导致采样率做不高，特别是用于多通道采样时，由于建立时间长，采样率还会显著降低，因此，它一般用于低频信号的单通道测量，满足大多数的应用场合。
在对采样精度要求不断提升的情况下，科技工作者也在其他方面对智能仪表的发展提出了新的要求，如：良好的人机界面、数据存储和通讯、阈值报警和较低的功耗等，同时还要求仪表具有较高的性价比。
基于单片机数字电压表设计
基于单片机的数字电压表学生姓名系部：专业年级：指导教师：摘要本文介绍基于AT89S52单片机的一种电压测量电路,介绍了双积分电路的原理，AT89S52的特点，ICL7135的功能和应用，LCD1601的功能和应用。
该电路设计新颖、功能强大、可ICL7135高精度、双积分A/D转换电路，测量范围直流0-±2000伏，使用LCD液晶模块显示，可以与PC机进行串行通信。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电扩展强关键词：电压测量，ICL7135，双积分A/D转换器，1601液晶模块目录第1章概述 (1)1.1 数字电压表的发展前景. (1)1.2 电路原理图 (2)第2章硬件电路设计 (3)2.1 输入电路设计 (3)2.1.1 衰减电路设计 (3)2.1.2 衰减电路： (3)2.2 转换电路 (4)2.2.1 转化器类型 (4)2.2.2 转换器主要性能： (5)2.2.3 ICL7135芯片简绍 (6)2.3 AT89S52介绍 (8)2.3.1 AT89S52芯片特点 (9)2.3.2 主要引脚功能描述 (9)2.4 显示电路 (12)2.4.1 液晶显示器的分类及原理 (12)2.4.2 LCD-1601介绍 (12)第3章系统软件设计 (14)3.1主程序设计 (14)3.2 中断程序设计 (15)第4章通讯模块设计 (16)4.1 通讯模块电路组成 (16)4.2 通讯模块程序设计 (16)结束语 (18)致谢 (19)附件一电路原理图 (20)附件二部分参考程序 (21)参考文献 (23)第1章概述1.1 数字电压表的发展前景.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。
特别是以A／D转换器为代表的集成电路为支柱，使DVM向着多功能化、小型化、智能化方向发展。
基于单片机的电压表的设计
目录1. 设计背景 02. 系统总体方案设计 03. 系统硬件电路的设计 (1)3.1 系统控制器的设计 (1)3.2 电压数据采集模块 (3)3.3 LCD1602显示电路 (4)3.4 按键设置模块 (5)3.5 报警电路模块 (6)3.6 上位机通信模块 (6)3.7 温度采集模块 (7)4. 软件电路设计 (7)4.2 量程自动切换子程序流程图 (8)4.3 A/D转换子程序流程图 (9)4.4 温度测量子程序流程图 (10)心得体会 (11)参考文献 (12)附录 (13)基于单片机的电压表设计1. 设计背景随着科学技术的发展，人们对宏观和微观世界逐步了解，越来越多的微弱信号需要被检测，例如：弱磁、弱光、微震动、小位移、心电、脑电等。
测控技术发展到现在，微弱信号检测技术已经相对成熟，基本上采用以下两种方法来实现：一种是先将信号放大滤波，再用低或中分辨率的ADC进行采样，转化为数字信号后，再做信号处理，另一种是使用高分辨率ADC，对微弱信号直接采样，再进行数字信号处理。
两种方法各有千秋，也都有自己的缺点。
前一种方法，ADC要求不高，特别是现在大部分微处理器都集成有低或中分辨率的ADC，大大节省了开支，但是增加了繁琐的模拟电路。
后一种方法省去了模拟电路，但是对ADC性能要求高，虽然∑-△ADC发展很快，已经可以做到24位分辨率，价格也相对低廉，但是它是用速度和芯片面积换取的高精度，导致采样率做不高，特别是用于多通道采样时，由于建立时间长，采样率还会显著降低，因此，它一般用于低频信号的单通道测量，满足大多数的应用场合。
在对采样精度要求不断提升的情况下，科技工作者也在其他方面对智能仪表的发展提出了新的要求，如：良好的人机界面、数据存储和通讯、阈值报警和较低的功耗等，同时还要求仪表具有较高的性价比。
本文主要设计的是基于单片机的量程自动选择的电压表的设计。
用来精确地采集不同等级的电压表。
数字电压表是采用数字化测量技术，把连续的量输入电压转换成不连续离散的数字化形式并加以显示的仪表作为现代电子测量中最基础与核心的一种测量仪器，对其测量精度和功能要求也越来越高，由于电压测量范围广特别是在微电压高电压及待测信号强弱相差极大情况下，既要保证弱信号测量精度又要兼顾强信号的测量范围，传统的手动转换量程的电压表在测量技术上有一定难度同时若量程选择不当不但会造成测量精度下降甚至损坏仪表。
基于单片机的数字电压表设计
一 、 方 案论证 与 比较 （一 ）数 字 电压表设 计 常用 的基本 方 法 方 案一 （如 图 １所 示 ） 采用 比较 器 、减 法器 、电子 开关 以及少 量 的 分 立元件 ，将电压输 出到 ＡＤＣ０８０９再转换 为数字信 号后送单片机控制 ，然后通过显示器显示 。但 由 于 元 件 分 散 性 太 大 ， 即使 采 用 了单 片 机 最 小 系 统 ，由 于 电子 开 关 ＩＣ４０６６的 内 阻 较 大 ，导致 在 其 上的压降也较 大 ，使小信 号衰减 严重 ，输入 到 ＡＤＣ０８０９的电压值 与待测 电压相差较远 ，抗干扰 能力较弱 ，不能达到本题 目的基本要求 。
０ Ｖ～１．２８Ｖ １．２８Ｖ ～２．５６Ｖ ２．５６Ｖ～３．８４Ｖ ３．８４Ｖ 一５．１２Ｖ ５．１２Ｖ～６．４Ｖ ６．４Ｖ～７．６８Ｖ ７．６８Ｖ～８．９６Ｖ ８．９６Ｖ～１０．２４Ｖ
０Ｖ １．２８Ｖ ２．５６Ｖ ３．８４Ｖ ５．１２Ｖ ６．４Ｖ ７．６８Ｖ ８．９６Ｖ
成
ＡＤＣ０８０９的输 入 电压 范 围 限定 在 １．２８Ｖ 以 内 ，需 在前放置一个减法器 ，控制输入电压量 。当待测电 压处 于下 列各 档 次 时 ，对 应 的 ＤＡＣ０８３２的输 出电
压如 表 １所示 ：
表 １ ＤＡＣ０８３２的 输 出 电压 表
待测输 入电压范 围（ｖ） ＤＡＣ０８３２输 出电压 （ｖ） ห้องสมุดไป่ตู้
基于单片机的数字电压表的设计
目录第1章引言 (1)1.1设计要求 (1)1.2 设计思路 (2)1.3 设计方案 (2)第2章硬件电路设计 (1)2.1 A/D转换模块 (1)2.2 单片机系统 (5)2.3 复位电路和时钟电路 (7)2.4 LED显示系统设计 (8)2.5 总体电路设计 (10)第3章程序设计 (1)3.1 程序设计总方案 (1)3.2 系统子程序设计 (1)第4章仿真与调试 (1)4.1 软件调试 (1)4.2 显示结果及误差分析 (1)结论 (1)参考文献 (1)致谢 (1)附录：程序代码 (1)第1章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。
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。
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%。
单片机课程设计---基于单片机的数字电压表设计
单片机课程设计---基于单片机的数字电压表设计《单片机原理及应用》课程设计报告学院：源与动力工程学院__ 班级：_____建电1001______ 学号：_____101605121______ 姓名：______刘兹平________ 时间：2012-12-17 ~ 2012-12-21目录任务书 (1)第一章方案设计 (2)第二章硬件系统设计 (3)第三章软件设计 (7)第四章系统调试 (10)小结 (11)附录1：原理图 (13)附录2：源程序 (14)任务书1、题目：基于单片机的数字电压表设计2、设计要求：（1）利用单片机及ADC0809构成一个电压采集系统，实现8通道循环采样，循环显示。
（2）显示采用ZLG7290，显示精度到小数点后一位。
第1页共31页第一章方案设计1、总体设计方案本设计使用ADC0809对模拟信号进行转换，然后经过AT89C51转换后的结果来进行运算和处理，然后由数码管直接显示数字电压信号，其中分辨率为0.02v。
用电位器控制输入电压，经ADC0809模数转换，然后数据被单片机采集，并经过单片机利用相应的算法进行调整，最后利用串口将处理好的数据输出至数码管。
其中ADC0809通过IN0~IN7采集模拟电压信号送给单片机，单片机将采集来的信号通过一定的处理然后通过串口输出至共阳极的LED数码管显示采集到的电压值。
2、总体设计框图第2页共31页第二章硬件系统设计1、硬件系统设计思路8路数字电压表应用系统硬件电路由单片机、A/D转换器、数码管显示电路等组成。
ADC0809具有8路模拟量输入通道IN0---IN7,通过3位地址输入端C、B、A（引脚23--25）进行选择。
引脚22为地址锁存控制端ALE,当输入为高电平时，C、B、A引脚输入的地址锁存于ADC0809内部是锁存器中，经内部译码电路译码选中相应的模拟通道。
引脚6为启动转换控制端START，当输入一个2μs宽的高电平脉冲时，就启动ADC0809开始对输入通道的模拟量进行转换。
基于at89c51单片机的数字电压表的设计
基于at89c51单片机的数字电压表的设计数字电压表是一种常见的电子测量仪器，它可以用来测量电路中的电压大小。
在本文中，我们将介绍一种基于at89c51单片机的数字电压表的设计。
一、设计原理数字电压表的设计原理是基于模数转换器（ADC）的工作原理。
ADC是一种将模拟信号转换为数字信号的电路。
在数字电压表中，ADC将输入的模拟电压信号转换为数字信号，然后通过单片机进行处理和显示。
二、硬件设计数字电压表的硬件设计包括电路图和PCB布局。
电路图包括电源电路、ADC电路、单片机电路和显示电路。
PCB布局是将电路图转换为实际的电路板。
1. 电源电路数字电压表的电源电路需要提供稳定的直流电源。
在本设计中，我们使用了7805稳压器来提供5V的直流电源。
2. ADC电路ADC电路是将输入的模拟电压信号转换为数字信号的关键。
在本设计中，我们使用了AD0804芯片作为ADC电路。
AD0804是一种8位的串行输出ADC，它可以将输入的模拟电压信号转换为8位的数字信号。
3. 单片机电路单片机电路是数字电压表的核心部分。
在本设计中，我们使用了at89c51单片机作为控制器。
单片机通过串行通信接收ADC输出的数字信号，并进行处理和显示。
4. 显示电路显示电路是将单片机处理后的数字信号转换为实际的电压值并显示出来的部分。
在本设计中，我们使用了4位7段LED数码管作为显示器。
三、软件设计数字电压表的软件设计包括单片机程序和PC端程序。
单片机程序是控制器的核心部分，它通过串行通信接收ADC输出的数字信号，并进行处理和显示。
PC端程序是用来控制数字电压表的参数和显示的。
1. 单片机程序单片机程序主要包括串行通信、ADC转换和数码管显示三个部分。
串行通信是单片机和ADC之间的通信方式，它通过SPI协议进行通信。
ADC转换是将输入的模拟电压信号转换为数字信号的部分。
数码管显示是将单片机处理后的数字信号转换为实际的电压值并显示出来的部分。
基于单片机数字电压表设计
基于单片机数字电压表设计单片机数字电压表是一种先进的电压测量技术，它可以检测和测量精确的电压值。
近年来，这种技术在电力系统、自动化技术、电子设备等各个领域中得到了广泛的应用。
这种技术不仅提高了测量数据的精确性和可靠性，而且可以满足多种功能要求，有效地提高了工程设计的效率。
单片机数字电压表的原理及组成单片机数字电压表是一种半导体装置，基本原理是用参考电路产生一个参考电压，并使用模数转换技术测试输入电压，然后将输入电压与参考电压比较，最后将比较结果显示在数字显示器上。
单片机数字电压表的结构由电源供应器、测试电路、模数转换技术、控制器和数字显示器组成。
电源供应器的输出电压可以用作参考电压，测试电路将输入电压与参考电压比较，模数转换技术将比较结果转换成数字格式的结果，控制器将数字结果发送给数字显示器，数字显示器将结果显示出来。
单片机数字电压表的优点由于单片机数字电压表具有以下优点，使其在电力系统、自动化技术、电子设备等各个领域中得到了广泛的应用。
首先，单片机数字电压表的测量可靠性比传统的模拟电压表高，能够测量更精确的电压值，从而提高测量准确性。
其次，单片机数字电压表具有超高的灵活性。
它可以通过修改程序在软件上实现功能扩展，从而满足不同的电压测量要求。
第三，单片机数字电压表的显示精度高，同时能够提供连续测量结果，以满足对电压变化的时实判断要求。
第四，单片机数字电压表的体积小，可以完全替代传统的模拟电压表，有利于节约空间和重量。
第五，单片机数字电压表的低功耗，无需额外的外部电源，从而提高工作效率。
单片机数字电压表的应用由于其高质量、精密度和稳定性，单片机数字电压表在电力系统和电子设备中有广泛应用。
电力系统中，单片机数字电压表可用于测量高压过程的开关操作，检测变压器的接线状况，监测电缆引线的断线情况，以及预防接地线等。
在电子设备中，单片机数字电压表可用于监控数字设备的电压变化、测量输入电压的精确度，以及进行自动调节和维护等。
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。
基于单片机的数字电压表设计
以51单片机为核心，8位精度模数转换器ADC0804捕捉到电压模拟信号转换成数字信号传给单片机分析，使用lcd1602为显示核心。
（附带原理图集c语言代码）#include <reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar r8,r7,r6,r5,r4,r3,r2,r1;uint shi,ge,xs,xss,temp,volt,num;uchar Vref=5; //基准电压（注意：电压越大精度愈低）uchar code table[]=" It's Amazing!"; uchar code table1[]=" V olt: . V";uchar code table2[]="0123456789" ;sbit s1=P2^0;sbit s2=P2^1;sbit s3=P2^2;sbit s4=P2^3;sbit s5=P2^4;sbit s6=P2^5;sbit s7=P2^6;sbit s8=P2^7;sbit lcden=P3^4;sbit lcdrs=P3^5;sbit lcdrw=P3^6;sbit wr=P3^1;sbit rd=P3^2;sbit cs=P3^0;void delay(uchar x){uchar y,z;for(y=110;y>0;y--)for(z=x;z>0;z--);}void write_com(uchar com) //lcd写控制命令与时序{lcdrs=0;lcdrw=0;P0=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}void write_data(uchar date) //lcd写数据命令与时序{lcdrs=1;lcdrw=0;P0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}void init() //lcd初始化{cs=0; //片选选中AD转化器lcden=0;write_com(0x38);write_com(0x0e);write_com(0x0c); //不显示光标write_com(0x01);write_com(0x80+0x10);}void chuzhi(){if(s8==1) r8=1;else r8=0;if(s7==1) r7=1;else r7=0;if(s6==1) r6=1;else r6=0;if(s5==1) r5=1;else r5=0;if(s4==1) r4=1;else r4=0;if(s3==1) r3=1;else r3=0;if(s2==1) r2=1;else r2=0;if(s1==1) r1=1;else r1=0;}void start() //开始转换{wr=1;wr=0;wr=1;}void display_init() //显示器固定不变的部分{write_com(0x80);for(num=0;num<16;num++){write_data(table[num]);delay(5);}write_com(0x80+0x40);for(num=0;num<15;num++){write_data(table1[num]);delay(5);}}void jisuan() //计算电压值{volt=((r8*128+r7*64+r6*32+r5*16+r4*8 +r3*4+r2*2+r1*1)*0.00392156862745098039 21568627451)*Vref*100;}void display() //显示器动态部分{chuzhi();jisuan();shi=volt/1000;ge=(volt%1000)/100;xs=((volt%1000)%100)/10;xss=((volt%1000)%100)%10;write_com(0x80+0x40+7);write_data(table2[shi]);delay(5);write_com(0x80+0x40+8);write_data(table2[ge]);delay(5);write_com(0x80+0x40+10);write_data(table2[xs]);delay(5);write_com(0x80+0x40+11);write_data(table2[xss]);delay(5);}void main(){init();display_init(); while(1){start();delay(5);rd=0;display(); }}。
基于单片机的数字电压表的设计
摘要本课题是利用单片机设计一个数字电压表，能够测量0－5V之间的直流电压值，四位数码管显示，使用的元器件数目较少。
外界电压模拟量输入到A/D转换部分的输入端，通过ADC0832转换变为数字信号，输送给单片机。
然后由单片机给数码管数字信号，控制其发光，从而显示数字。
此外，本文还讨论了设计过程中的所用的软件硬件环境，调试所出现的问题等。
关键词：单片机；AT89C51；数字电压表；ADC0832,四位数码管。
AbstractThis topic is the use of microcontroller design a digital voltmeter, capable of measuring between 0-5V DC voltage, four digital display, the use of fewer components. External analog voltage input to the A / D conversion part of the input of the conversion into a digital signal through the ADC0832, transmission to the microcontroller. And then by the microcontroller to the digital control digital signal, control the light, so the displayed number. In addition, the article also discusses the design process of software used in the hardware environment, debugging the problems and so on.Key words: SCM; AT89C51; digital voltmeter; ADC0832, four digital.目录第1章引言 (1)1.1 简介 (1)1.2 数字电压表的功能 (3)第2章电路系统设计 (4)2.1 数据采集 (4)2.1.1 A/D转换器 (4)2.1.2 ADC0832的工作方式 (6)2.2 数据处理 (8)2.2.1 AT89C51 (9)2.2.2 AT89C51单片机最小系统连接 (13)2.3 数据接收与数据处理电路 (14)2.4 显示设计 (15)2.4.1 LED显示的原理 (15)2.4.2 LED显示驱动 (16)第3章程序设计 (17)3.1 主程序设计图框 (17)3.2 程序清单 (17)第4章仿真过程 (29)4.1 Keil C软件的介绍 (29)4.2 Proteus软件简介 (30)4.3 Keil C与Proteus连接调试 (34)4.4 仿真结果图 (36)参考文献 (38)第1章引言第1章引言1.1简介数字电压表(简写为DVM)就是在精密电测量技术、计算技术、自动化技术和电子技术的基础上产生和发展起来的。
基于单片机的数字电压表的设计
基于单片机的数字电压表的设计任务书2．对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：(1)设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书。
(2)做出实物，有良好的性能。
3．主要参考文献：[1] 何立民. 单片机高级教程，[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2007[2] 肖洪兵高茂科. CAI课件自主开发[3] 杭和平. 单片机原理与应用[M]. 北京：机械工业出版社，2008[4]. ATMEL公司AT89S52的技术手册[4].豆丁文档.基于单片机的数字电压表的设计[6] 吴金戌等．8051单片机实践与应用．北京：清华大学出版社，2002[7] 张友德等单片微型机原理、应用和实验复旦大学出版社[8] 徐爱军. 单片机高级语言C51[M]. 北京：电子工业出版社，2001[9] 深圳市中源单片机发展有限公司AT89C52 Datasheets[10] 赵伟军.PROTEL99SE教程.人民邮电出版社.20044．课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容1 2010-12-20 布置任务，教师讲解设计方法及要求2 2010-12-21 学生查找阅读资料，并确定方案3 2010-12-22 学生讨论方案5 2010-12-24~2010-12-29 制作实物并写说明书6 2010-12-30 答辩7 2010-12-31 答辩单片机课程设计题目：基于单片机的数字电压表学院名称：指导老师：班级：学号：学生姓名：2010年12月31日基于单片机的数字电压表的设计 (5)内容摘要： (5)关键词： (5)引言： (5)一、系统方案选择和论证： (6)1、设计要求 (6)1.1基本要求： (6)1.2发挥部分： (6)2、系统基本方案 (6)2.1建议数字电压表系统框图如图1 (6)2.2主控部分的选择 (6)2.3显示器的选择 (7)2.4 A/D转换器的选择 (7)二、系统的硬件设计与实现 (7)1、系统硬件概述 (7)2、主要单元电路的设计 (7)2.1 AT89S52单片机 (7)2.2主控模块 (9)2.3 显示模块 (10)2.4 A/D转换模块 (13)2.5量程选择模块。
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目录前言 (1)第１章方案选择及总体设计 (2)1.1设计目的 (2)1.2作品要求 (2)1.3实验器材 (2)1.4总体设计 (2)1.5模块方案选择与认证 (3)第2章硬件设计及电路图 (4)2.1.AT89S52的主要性能 (4)2.2.ADC0832功能特点 (6)2.3. 显示部分 (7)2.4电源电路 (9)2.5复位电路 (9)2.6时钟电路： (9)2.7系统原理图 (10)第三章系统程序设计 (10)3.1软件总体框架设计 (10)第四章实物制作 (11)实物的制作： (11)第五章调试说明 (13)5.1.软件调试： (13)5.2.硬件调试 (13)5.3.实物的调试 (13)参考文献 (14)附件一 (15)前言单片机是一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。
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（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流或交流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、灵敏度高和分辨率高、测量速度快等特点而倍受青睐。
1第１章方案选择及总体设计1.1设计目的通过制作简易数字电压表，加深对所学专业知识的认识，提高对单片机的应用能力，提高收集文献，资料的能力，从而达到综合运用所学的知识进行电子产品设计，制作与调试。
1.2作品要求基本功能：1）电压测量范围0-5V2)能用数码管显示电压值3）测量精度是0.1V1.3实验器材AT89S51芯片，AT89S52芯片，共阴极数码管，晶振，排线电阻（10K），电阻（10K）,极性电容一个(10uF)，无极性电容两个（30pF），0—5V电源，若干导线。
1.4总体设计本设计从各个角度分析了由单片机组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及其原理，并且分析了程序如何驱动单片机进而使系统运行起来的原理及方法。
框图如下：模转A/D量程拟换器控制电AD0832电路压89S52 输单片机入电压电源电路显示器21.5模块方案选择与认证根据设计要求，系统可分为A/D转换模块，接口模块，显示模块。
A/D转换模块：方案一：采用ADC0804转换芯片，是一个8位、单通道的A/D转换器，因其价格低廉而在要求不高的场合得到广泛应用。
ADC0804主要特点是：模数转换时间大约100us；方便的TTL或CMOS标准接口；可以满足差分电压输入；具有参考电压输入端；内含时钟发生器；单电源工作时输入信号电压范围是0V～5V；不需要调零。
方案二：采用ADC0832转换芯片，功耗低，性能价格比较高，适宜在袖珍式的智能仪器仪表中使用。
其主要特点是：8位分辨率，其最高分辨级可达 256级，可以适应一般的模拟量转换要求。
逐次逼近型，5V单电源供电，输入模拟信号电压范围为0—5V，输入输出电平与TTL和CMOS兼容。
在250KHZ时钟频率时，转换时间为32 us，具有两个可供选择的模拟输入通道。
芯片具有双数据输出可作为数据校验，减少数据误差，转换速度快且稳定性强。
通过DI数据输入端，可以容易地实现通道功能的选择。
由于模拟转换电路的种类繁多，通过对精度，转换速度和稳定性方面考虑，固选择方案二采用ADC0832为本次设计的转换芯片。
接口模块：方案一：采用AT89S51单片机作为系统的控制单元，通过A/D转换器将模拟量转换为数据量送入单片机中，再由单片机送到显示模块。
此方案各类功能易于实现，成本低，功耗低，显示稳定。
方案二：采用AT89S52拥有AT89S51的基本特点之外，此外AT89S52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，掉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。
在烧写过程中由于AT89S51结果未能测试成功，经过几次的烧写，测试结果还是不如意；当我们烧写AT89S52时，测试成功。
同时，由于市场的条件限制，我们通过比较，选择了方案二。
3第2章硬件设计及电路图2.1.AT89S52的主要性能（1）与MCS-51单片机产品兼容（2）8K字节在系统可编程Flash存储器（3）1000次擦写周期（4）全静态工作：0Hz—33MHz（5）32个可编程I/O口线（6）3个16位定时器/计数器（7）5个中断源（8）全双工UART串行通道（9）低功耗空闲和掉电模式（10）掉电后中断可唤醒（11）灵活的ISP编程（12）4.0---5.5V电压工作范围AT89S52芯片有40条引脚，双列直插式封装引脚如下图所示：Vcc(40)：电源+5VVss(20): 接地XTAL1（19）和XTAL2（18）：使用内部振荡电路时，用来接石英晶体和电容；使用外部时钟时，用来输入时钟脉冲。
4P0口（39—32）：是一组8位漏极开路行双向I/O口，也既地址/数据总线复用口。
可作为输出口使用时，每位可吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入输入端用。
在访问外部数据存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
在Flash 编程时，PO口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求接上拉电阻。
P1口（1—8）：是一个内部有上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输入缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输出口。
作输入口时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时输出一个电流（I）。
Flash编程和程序校验期间，P1口接收8位地址。
P2口（21—28）：是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输入缓冲极可以驱动（输入或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对端口“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时和作为输出口，作输出口时，因为存在内部上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。
在访问外部存储器或1位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。
在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI指令）时，P2口线的内容（也既特殊功能寄存器（SFR）区中R2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。
Flash编程或校验时，P2亦接收高地址和其他控制信号。
P3口（10—17）：是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输入缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输出端口。
作输出端口时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。
P3口除可作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如图2-4所示：P3口还接收一些用于Flas 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
PROG（30）：地址锁存信号输出端。
在访问片外丰储器时，若ALE为ALE/有效高电平，则P0口输出地址低8位，可以用ALE信号作外部地址锁存信号，PROG是对EPROM编程时的编程脉冲也可作系统中其它芯片的时钟源。
第二功能输入端。
RST/V（9）：复位信号输入端。
AT89S52接能电源后，在时钟电路作用下，PD该脚上出现两个机器周期以上的高电平，使内部复位。
第二功能是V，即备用PD电源输入端。
当主电源Vcc发生故障，降低到低电平规定值时，V将为RAM提PD供备用电源，发保证存储在RAM中的信号不丢失。
5AT89S52通常采用上电自动复位和开关手动复位，我们采用的就是这种方法。
内部和外部程序存储器选择线。
=0/Vpp(31):时访问外部ROMEAEA；=1时，地址0000H—0FFFH空间访问内部ROM，地址FFFFH0000H—EA1000H —FFFFH空间访问外部ROM。
PSEN（29）：片外程序存储器选通信号，低电平有效。
2.2.ADC0832功能特点ADC0832是美国国家半导体公司生产的串行接口8位A/D转换器,通过3线接口与单片机连接,功耗低，性价比高，适宜在袖珍的智能仪器仪表中使用。
ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨率可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。
芯片具有双数据输出可作为数据校验，以减少误差，转换速度快且稳定性强。
独立的芯片使能输入，使多器件连接和处理器控制变得更加方便。
通过DI数据输入端，可以轻易地实现通道功能的选择。
其主要特点如下：（1）8位分辨率，逐次逼近型，基准电压为5V;（2）5V单电源供电；（3）输入模拟信号电压范围为0～5V；（4）输入和输出电平与TTL和CMOS兼容；（5）在250Khz的时钟频率时，转换时间为32us；（6）具有2个可供选择的模拟输入通道；（7）功耗低（15mw）；（8）支持SPI方式。
1．外部引脚及其说明ADC0832有DIP和SOIC；两种封装，DIP封装的ADC0832引脚排列如下图所示：各引脚说明：6（1）CS：片选端，低电平有效；（2）CH0、CH1：两路模拟信号输入端；（3）DI：两路模拟信号输入选择控制端；（4）DO：模拟转换结果串行输出端；（5）CLK：串行时钟输入端；（6）VCC/Vref：电源端和基准电压输入端；（7）GND：电源地；2．单片机对ADC0832的控制原理一般情况下，ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DI、DO。
当ADC0832未工作时，其CS端应为高电平，此时芯片被禁用，CLK 和DI、DO的电平可任意。
当要进行A/D转换时，需先将CS置低，并且保持低电平直到转换完全结束。
此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK提供脉冲，DI在第一个时钟脉冲到来之前为高电平，表示启动位。
在第二、第三个时钟脉冲到来之前，DI端输入2位数据用于选择通道功能，其功能表项见下表。
输入配置位选择通道形式CH0 CH1 CH0 CH1差分输入0 0 + —+ —010 + 单端输入1+11到第三个时钟脉冲到来之后，DI端就失去作用，此后DO端则开始利用，数据输出DO进行转换数据的读取。
从第4个时钟脉冲开始由DO端输出转换数据的最高位D7，随后每一个脉冲DO 端输出下一位数据。
直到第11个脉冲发出最低位数据DO，一个字节的数据输出完成。