数字电压表设计说明书
数字电压表设计
xx课程设计报告题目名称：3 1/2位数字电压表3 1/2数字电压表一、设计目地此次课程设计通过模拟、数字电路的综合设计，以熟悉一般模拟、数字电综合设计过程为目的，按照设计要求，完成工作内容和具体的设计方法。
通过设计也有帮助于复习、巩固以往的学习内容，达到灵活应用的目的。
在设计完成后还要将设计的电路安装，调试以加强动手能力，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。
课程设计以培养能力为主，在独立完成设计任务的同时注重多方面能力的培养与提高，主要包括以下几方面：1、独立工作能力和创造能力；2、综合运用专业以及基础知识，解决实际工程技术问题的能力；3、查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；4、工程绘图能力；5、写技术报告和编制技术资料的能力。
二` 设计指标测量直流电压1999-0001V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V；测量交流电压1999-19。
三 `设计方案及其选择1、数字电压表是一种数字测量仪表。
3 1/2位数字电压表是指输出的数字量的四位十进制的最高位仅0和1，其余低位为0~9。
以下有三种设计3 1/2位数字电压表的方案。
方案一：电压频率转换型3 1/2数字电压表，其原理图如下：方案二：由MC14433构成的三位半数字电压表，其原理图如下：方案比较：方案一比较简单但是器件比较贵，而且功耗比较大，不易实现。
方案二：采用集成块，电路简单，易于操作，功率消耗较底，并采用动态扫描便于动态控制，并由于试验室器材的限制，方案二较好，我们选用方案二。
四·单元电路的设计及其介绍1、A/D转换器：由MC14433芯片构成，主要用于将模拟电压转成四位二进制BCD 码。
它属于大规模集成电路。
能获得超量程、欠量程信号，便于自动转换量程。
其电路结构和引脚图如图3所示MC14433MC14433具有自动调零，自动极性转换等功能，可测量正或负的电压值。
当CP1、CP端接入470KΩ电阻时，时钟频率大约为66KHZ，每秒钟可进行4次A/D转换。
课程设计--数字电压表说明书
214位数字电压表[摘要] 4 1/2数字电压表主要分为四部分：测量部分、显示部分、脉冲部分、供电部分。
本文介绍一种数字电压测量电路，该电路采用ICL7135高精度、AD 转换电路，将模拟量输入电压变换为数字量，通过芯片74LS47译码显示到数码管上。
ICL7135对模拟电压进行A/D 转换，输出BCD 码，并自动输出极性判断信号，同时ICL7135用动态扫描传送数据使数码管亮灭的时间间隔短，保证了测量结果的稳定显示。
整个设计利用反相器与555结合产生-5V 给ICL7135供电降低了电路的供电要求。
选用ICL7135使显示变得简单而又稳定.这样，在几大模块的共同工作下，一个高精度的数字电压表就构成了。
[关键字]AD 转换;数字电压表 ; ICL7135Four and a half digital voltmeter[Abstract]142digital voltmeter measurement are mainly divided into four parts: part,that part, pulse, power supply. Thi s article describes a digital voltage measuring circuit, the circuit ICL7135 precision This AD conversion circuit, the analog input voltage is converted to digital, digital tube through the chip 74LS47 decoding show.ICL7135 to simulate A/D conversion voltage output, and automatic BCD output signal, and ICL7135 polarity judgment with dynamic scanning GuanLiang digital data transmission to destroy the time interval is short, guarantee the stability of measurement results.The whole design using inverter and bined to produce 555-5V circuit ICL7135 power supply decreased. ICL7135 choose to display bee simple and stable.Thus, the joint work of several modules, a high-precision digital voltmeter constitutes. [Key words]AD conversion;The digital voltmeter ; ICL7135目录第1章前言11.1 数字电压表的特点及发展趋势11.1.1数字电压表的特点11.1.2数字电压表的发展趋势21.2 设计要求及方案选择31.2.1设计要求31.2.2方案选择3第2章数字电压表单元电路设计42.1 A/D转换单元电路设计52.1.1A/D转换器ICL7135的功能介绍52.1.2A/D转换电路设计72.2 时钟产生单元电路设计82.2.1ICM7556功能介绍82.2.2ICM7556组成的多谐振荡器82.3 驱动及译码显示单元电路82.3.1驱动电路设计92.3.2译码电路设计92.3.3显示电路设计112.4 电源单元电路设计122.4.1正电源电路设计122.4.2负电源电路设计12第3章调试要点及测试方法133.1 调试要点及测试方法133.2 故障及排除13第4章设计总结134.1 设计总结144.2 设计心得14第1章前言1.1 数字电压表的特点及发展趋势1.1.1数字电压表的特点1．显示清晰直观，读数准确传统的模拟式仪表必须借助于指针和刻度盘进行读数，在读数过程中不可避免的会引入人为的测量误差。
数字电压表说明书
湄洲湾职业技术学院数字电压表说明书系别：自动化工程系年级：10级专业：电气自动化姓名：林敬学号：1001010117导师姓名：明雄职称：讲师2013年5月25日目录1.前言12.系统设计技术参数要求 (2)3.系统设计 (3)3.1系统设计总体框图 (3)3.2 各模块原理说明 (3)3.2.1 AT89S51模块.......................... 错误！未定义书签。
3.2.2 ADC0804模数转换模块 (4)3.2.3 四位数码管显示模块 (5)3.3 系统总原理图说明 (6)3.4 系统印刷电路板的制作图 (6)3.5 系统的操作说明 (6)3.6 系统操作注意事项 (6)参考文献 (7)致谢词 (8)附录 (9)附录一：电路总原理图 (9)附录二：印刷电路板原理图 (10)附录三：元件清单 (11)1.前言单片机是在一块半导体材料上集成了CPU、存储器、I/O接口等各种功能部件，具有体积小、功耗低、价格便宜、功能强、可靠性好和使用方便灵活的特点。
随着以半导体集成电路为中心的微电子技术的进步，单片机在工业控制、数据采集、智能化仪表、办公自动化以及家用电器等各个储藏中得到了越来越广泛的应用。
数字电压表(DigitalVoltmeter简称DVM) 是采用数字化测量技术，把连续的模拟电压量转换成不连续、离散的数字化形式并加以显示的仪表。
传统指针式电压表功能单一、精度低，难于满足数字化时代的需求，采用A/D 转换器和单片机构成的数字电压表，由于具有测量精度高, 抗干扰和可扩展能力强, 以及集成性能好等优点，目前已被广泛应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。
2.系统设计技术参数要求该简易电压表对输入0~5V的模拟电压进行测量和数据显示（要求使用ADC0804）。
具体设计要求是：（1）实现电压表的电源自检显示。
（2）实现电压表的电压测量功能（电压范围为：0~5V）。
简易数字电压表设计课程设计说明书
南京工程学院课程设计说明书（论文）题目简易数字电压表设计课程名称微机原理及接口技术院（系、部、中心）XXXXX专业XXXX班级 XXXXX学生姓名 XXXX学号 XXXXX设计地点微机原理实验中心指导教师 XXXX设计起止时间：2009年12月14日至2009年12月18日目录1．功能描述 (2)2．总体设计 (2)2．1系统硬件电路设计 (2)2．2软件流程图设计 (4)3．测试结果与分析 (7)4．课程设计总结 (7)参考文献: (8)附录： (9)1．功能描述采用8086、ADC0809逐次逼近式A/D转换器，设计一个电压检测电路并编制相应的程序，使其能将输入的0-5V模拟电压量转换成数字量并在LED/LCD屏上显示。
完成简易数字电压表的设计。
2．总体设计本次课程设计使用伟福6000实验系统,使用了8086、模数转换芯片ADC0809、中断控制器8259A、键盘、6位数码管以及点阵122x32液晶等。
设计应用的原理是利用8086作为控制单元,实现AD采样的启动、键盘的扫描以及数码管或液晶的显示。
采用ADC0809逐次逼近式A/D转换器设计一个电压检测电路并编制相应的程序，使其能将输入的0-5V模拟电压量转换成数字量并在LED/LCD屏上显示；ADC0809每采集一次大约需要100μS，设计程序既可采用查询方式读入A/D转换结果，也可采用中断方式读入结果；模拟电压量由实验箱上的电位器提供，电压范围0-5V，经ADC0809转换得到的数字量范围为0—255;采用键盘扫描实现判断有无按键和读取键值的功能。
通过按键来启动AD转换和清零的功能。
六位数码管的显示采用动态显示。
2．1系统硬件电路设计用中断、键盘、液晶显示0-5V电压1。
键盘部分电路2.中断部分电路3。
液晶显示电路4。
模数转换电路2．2软件流程图设计1、A/D转换模块流程图如图一图一图二3、中断模块流程图如图三图三图四5、主程序和键盘扫描子程序如图五图五3．测试结果与分析编制好汇编程序并下载到硬件电路中运行能达到预期目标。
数字电压表设计说明书
衢州学院数字电压表设计说明书课题名称：基于单片机的数字电压表的设计专业名称： 10电气自动化学生班级： 2 学生姓名：王斌浩陆正土施连喜指导教师：徐进顾能华摘要电压表是测量仪器中不可缺少的设备，电压表的好坏直接影响到测量精度。
为此，设计了一个具有一定精度的数字电压表，控制系统采用STC89C52单片机，A/D转换采用ADC0809,显示采用LCD1602液晶模块。
数字电压表可以测量0~5V 的输入电压值，并在LCD1602上可实现两路选择显示，测量最小分辨为0.02V，测量误差约为+/-0.02V。
由于尝试少并且器材质量的问题，该作品精度不是很高，但是器件的应用还是蛮好的！关键字：A/D转换；STC89C52单片机；LCD1602液晶模块目录引言1 数字电压表的设计1.1设计目的1.2设计任务及要求1.3设计方案2 硬件设计2.1单片机设计2.1.1 时钟电路2.1.2复位电路2.1.3 7芯片功能介绍2.1.STC89C52控制电路2.2逐次逼近式A/D转换模块设计2.2.1 ADC0809引脚功能2.2.2 ADC0809与单片机接口2.3LCD1602液晶显示模块设计2.3.2 1602LCD的基本参数及引脚功能2.3.3 基本操作时序表3 软件设计3.1初始化程序3.2A/D转换子程序3.31602LCD液晶显示模块程序及按键控制程序4 系统调试4.1硬件调试4.2软件调试5 结论谢辞参考文献附录引言数字电压表简称DVM,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。
较之于一般的模拟电压表，数字电压表具有精度高，测量准确，读数直观，使用方便等优点。
电压表的数字化测量，关键在于如何把随时连续变化的模拟量转化成数字量，完成这种转换的电路叫模数转换器（A/D）。
数字电压表的核心部件是A/D 转换器，由于不用的A/D转换原理构成了不同类型的DVM。
数字电压表的设计毕业设计
数字电压表的设计毕业设计1000字数字电压表是一种常见的测试仪器，用于测量电路中的电压值。
本文将介绍数字电压表的设计。
一、功能需求数字电压表需要能够测量 0~30V 的电压，并以数字形式显示。
为了保证精确度和稳定性，需要实现自动调零和自动校准功能。
同时，还需要设计一个电源电路，用于提供适当的电压和电流。
二、硬件设计数字电压表由三个主要部分组成：信号采集部分、处理器部分和显示部分。
1. 信号采集部分该部分负责采集输入电路的电压信号，并将其转换为数字信号。
通常采用差分放大器、反相输入基准电压和模数转换器（ADC）进行电压信号的采集和转换。
需要注意的是，差分放大器的增益要合适，以确保在输入信号变化时输出的电压范围不会超过 ADC 的输入范围。
为了提高精度，还需要使用低温漂（LTC）和高精度电阻。
2. 处理器部分该部分负责对采集到的数字信号进行处理，并将结果存储在内存中，以便后续的显示。
通常采用单片微处理器（MCU）进行实现。
需要注意的是，为了提高精度，需要使用高倍频的系统时钟，并对 ADC 的参考电压进行精细调整。
3. 显示部分该部分负责将数字结果转换为以数码管形式显示。
可以使用驱动 IC 和共阴极的数码管来实现。
需要注意的是，为了消除闪烁现象，需要以高速刷新数码管的方式来显示结果。
三、软件设计数字电压表的软件设计主要涉及到 ADC 的驱动、信号处理、数码管控制和定时器中断等方面。
1. ADC 的驱动通过配置 ADC 控制寄存器，可以实现 ADC 的开始、停止和中断等功能。
在 ADC 采样结束后，需要将转换结果从 ADC 的数据寄存器中读取出来，并进行后续的信号处理。
2. 信号处理采集到的电压信号需要进行比例转换、补偿和滤波等处理，以提高精度和稳定性。
通常采用移位运算、插值算法和卡尔曼滤波等方法进行处理。
3. 数码管控制通过配置端口控制寄存器，可以实现数码管的亮度、颜色和控制模式等功能。
通常采用高速刷新数码管的方式来消除闪烁现象。
数字电压表课程设计报告书
东北石油大学课程设计东北石油大学课程设计任务书课程硬件课程设计题目数字电压表设计专业计算机科学与技术乃元学号 4主要容、基本要求等一、主要容：利用EL教学实验箱、微机和QuartusⅡ软件系统，使用VHDL语言输入方法设计数字钟。
可以利用层次设计方法和VHDL语言，完成硬件设计设计和仿真。
最后在EL教学实验箱中实现。
二、基本要求：1、A/D转换接口电路的设计，负责对ADC0809的控制。
2、编码转换电路设计，负责把从ADC0809数据总线中读出的电压转换成BCD码。
3、输出七段显示电路的设计，负责将BCD码用7段显示器显示出来。
三、扩展要求1、当测量结束后，蜂鸣器鸣响10声。
四、参考文献[1] 朝清.单片机原理及技术接口[M].:航空航天大学.出版时间:2011年6月第17次印刷[2] 康华光，邹寿彬等.电子技术基础数字部分[M].：高等教育[3] 康华光，林，电子技术基础模拟部分[M].：高等教育.[4] 吴金戌,郭庭吉.8051单片机实践与应用[M].:清华大学,2002[5] 国勋.缩短ICL7135A/D采样程序时间的一种方法［J］.电子技术应用.1993.完成期限 2周指导教师冰专业负责人富宇2012年 6 月 10 日摘要本文阐述了EDA技术的基本特征及关键技术，介绍了EDA工具软件和硬件描述语言，分析了EDA技术的现状及发展趋势。
EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写。
由于它是一门刚刚发展起来的新技术，涉及面广，容丰富，理解各异，所以目前尚无一个确切的定义。
但从EDA技术的几个主要方面的容来看，可以理解为：EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。
华天电力SGB-C系列交直流数字高压表使用说明书
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在初次使用该仪器前，请您详细阅读使用说明书，将可帮助您正确使用该仪器。
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坚持"用户第一"的原则，构建良好的销售服务体系，为客户提供优质的售前、售后服务！清单导读本说明书装箱清单是标准配置，如有差异请核对供销合同，武汉市华天电力自动化有限责任公司保留修改的权利。
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基于单片机的数字电压表设计说明书
课程设计题目: 基于单片机的数字电压表设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2010年9月8日数字电压表（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，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。
本章重点介绍单片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。
关键词：数字电压表 A/D 转换器 PC 电压测量AbstractDigital voltage meter (Digital V oltmeter) referred to as DVM, it is the use of digital measuring technology, the continuous analog (DC input voltage) into a non-continuous, discrete digital form and to display the instrument.Analog voltage meter features a traditional single, low accuracy, can not meet the digital age, using the single chip digital voltage meter, from the high precision, anti-interference ability, scalability, Ji Cheng convenience, and PC can communicate in real time.At present, by a variety of single A / D converter consisting of digital voltage meter, has been widely used in electronic and electrical measurement, industrial automation, instrumentation, automated test systems, intelligent measurement, showing strong vitality.At the same time, the DVM extension to the various general and specific digital instruments, but also the power and non-power measurement up to a new level.This chapter focuses on single-chip A / D converter, and they form by the microcontroller-based digital voltmeter works.Keywords: digital voltmeter A / D converter voltage measurement PC目录1 设计方案 (6)1.1 A/D转换部分 (6)1.2 电源部分 (7)2 系统硬件电路设计 (8)2.1 单片机芯片 (8)2.2 89C51与外围电路的接口 (10)3 详细设计 (14)3.1复位电路 (14)3.2电源电路 (16)3.3 程序框图 (17)3.4 源程序 (19)4 总结 (28)参考文献 (29)1 设计方案在电量的测量中，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。
数字电压表设计说明书
引言 2 1 系统总体设计及方案 31.1 设计题目、内容、要求 31.2 概述 31.3 系统原理及基本框图 41.4 方案说明 41.5 方案论证 41.5.1 显示部分 41.5.2 A/D转换部分 52 电路设计 52.1 输入电路 52.2 A/D转换电路 52.3 双积A/D 转换器的工作原理 52.4 A/DC0808的转换流程图 72.5液晶显示部分 72.6设计调试及性能分析 82.6.1 调试与测试 82.6.2 性能分析 82..6.3 程序的编写及电路的实现 83 芯片及软件介绍 93.1 ADC08083 93.1.1引脚功能（外部特性） 93.1.2内部结构 93.2 89C51 103.2.1 主要特性 103.2.2 管脚说明 103.3 74LS161 113.4 Keil C51软件介绍 123.5 ISIS 6 Professional软件介绍 12 4警报系统的设计 135 数字电压表设计电路 145.1数字电压表完整的设计电路图 145.2电路的仿真 156 设计总结 16附录 17参考文献 21引言随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成度越来越高，单片机亦可以在一片芯片集成CPU、存储器、定时器|计数电路，这就很容易将计算机技术和测控技术结合，组成智能化测量控制系统。
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。
本设计是基于Atmel51单片机开发平台和自动控制原理的基础上实现的一种数字电压表系统。
该系统采用Atmel89C52单片机作为控制核心，以ADC0809为数据采样系统，实现被测电压的数据采样用系列比较器检测输入电压的范围，并通过继电器阵列实现了输入量程的自动转换；使用共阴极数码管显示被测电压.然而在高速发展的当今社会，高速信号处理的需求越来越多，由于模拟电压表响应速度较慢已经不适用与高速信号领域，取而代之的将是数字电压表。
基于单片机的数字电压表设计说明书
目录1 引言 (1)2 软件简介 (2)2.1 ISIS 6 Professional软件简介 (2)2.2 Keil C51软件简介 (2)3 芯片简介 (3)3.1 89C51单片机 (3)3.1.1 主要特性 (3)3.1.2 管脚说明 (3)3.2 ADC0808 (5)3.2.1 引脚功能（外部特性） (5)3.2.2 内部结构 (6)4 总体设计 (7)4.1 数字电压表原理框图 (7)4.2 原理说明 (7)5 数字电压表硬件电路仿真框图 (8)5.1 硬件电路仿真框图 (8)5.2 输入电路 (8)5.3 A/D转换电路 (8)5.4 LED数码管的控制显示 (8)6 系统程序流程图 (10)6.1 ADC0808的转换流程图 (10)6.2 显示转换流程图 (10)7 总结 (11)参考文献 (12)附录Ａ源程序代码 (13)附录Ｂ仿真原理图 (17)1 引言数字电压表（Dligita V oltmeter）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，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。
本论文给出基于单片机的简易数字电压表设计，控制系统采用AT89C51单片机,A/D转换器采用ADC0808为主要硬件,实现数字电压表的硬件电路与软件设计。
数字电压表可以测量0～5V的8路输入电压值,并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。
2 软件简介2.1 ISIS 6 Professional软件简介ISIS 6 Professiona软件是它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
基于.51单片机的数字电压表设计说明书
扬州市职业大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于51单片机的数字电压表设计系别：电子系1专业：通信技术1班级：07通信3班1姓名：1学号：0706020305 1指导教师：李金奎完成时间：10年5月基于51单片机的数字电压表设计摘要：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（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。
数字电压表自从一九五二年问世以来,随着电子技术的飞跃发展,特别是目前,作为测量仪表、模拟指示仪表的数字化以及自动测量的系统,而得到了很大的发展。
数字电压表是从电位差计的自动化这种想法研制出来的,因此即便是最初的数字电压表,其精度也要比模拟式仪表高,而其成本比电位差计也高。
以后,DVM的发展就着眼在高精度和低成本两个方面。
单片机可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。
本电路主要采用AT89S51芯片和ADC0809芯片来完成一个简易的数字电压表，能够对输入的0～5 V的模拟直流电压进行测量，并通过一个4位一体的7段LED数码管进行显示。
该电压表的测量电路主要由三个模块组成：A/D转换模块、数据处理模块及显示控制模块。
A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到数据处理模块。
数据处理则由芯片AT89S51来完成，其负责把ADC0809传送来的数字量经一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；另外它还控制着ADC0809芯片的工作。
关键词：单片机数字电压表AT89S51 A/D转换ADC0809目录第1章产品要求及方案选择 (4)1.1设计的目的 (4)1.2产品的要求 (4)1.3各模块方案选择及论证 (4)第2章主要原件介绍 (6)2.1模数转换芯片ADC0809 (6)2.2控制芯片AT89S51 (7)2.3锁存芯片SN74LS373 (9)2.4 SEG-MPXE数码管 (10)第3章电压表原理系统硬件电路设计与实现 (11)3.1电压表的原理 (11)3.2 电源部分 (11)3.3 A/D转换电路 (11)3.4 单片机最小系统电路部分 (13)3.4.1时钟电路部分 (13)3.4.2复位电路部分 (14)3.5 显示电路部分 (14)3.7量程标定电路 (15)第4章系统软件设计 (17)4.1 主程序设计 (17)4.2 各子程序设计 (17)4.3源程序代码 (20)第5章调试 (24)参考文献 (24)附录 (25)附录A 原理图 (25)附录B 总结与感谢 (27)附录C 元件清单 (29)第1章产品要求及方案选择1.1 设计的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，提高分析、解决工程实际问题的能力，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专业知识进行电子产品设计、制作与调试的能力。
数字电压表课程设计说明书
<<单片机技术>>课程设计说明书数字电压表院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：王韧职称副教授专业：电气工程及其自动化班级：电气本1104班完成时间：2014年6月5日湖南工学院课程设计任务书课程：单片机技术课程设计题目：数字电子钟数字频率计数字电压表交通灯抢答器密码锁波形发生器数字温度计计算器数字式秒表适用班级：电气本1101～2、电气本1103～4电气本1105～自本1101时间： 2013～2014学年第二学期指导教师：王韧《单片机技术》课程设计任务书一、设计题目：数字电子钟、数字频率计、数字电压表、交通灯、抢答器、密码锁、波形发生器、数字温度计、计算器、数字式秒表。
二、适用班级：电气本1101～2、电气本1103～4、电气本1105～自本1101三、指导教师：王韧四、设计目的与任务：学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
五、设计内容与要求设计内容1、数字电子钟设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入时钟准备状态；第一次按电子钟启动/调整键，电子钟从0时0分0秒开始运行，进入时钟运行状态；再次按电子钟启动/调整键，则电子钟进入时钟调整状态，此时可利用各调整键调整时间，调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。
2、数字频率计设计一个能够测量周期性矩形波信号的频率、周期、脉宽、占空比的频率计。
该频率计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入测量准备状态。
按频率测量键则测量频率；按周期测量键则测量周期；按脉宽测量键则测量脉宽；按占空比测量键则测量占空比。
3、数字电压表设计一个能够测量直流电压的数字电压表。
测量电压范围0～5V，测量精度小数点后两位。
毕业设计数字电压表设计说明
师学校电子信息工程系玩具设计与制造（电子智能）专业 07 级毕业论文（设计）题目：数字电压表设计：秋萍学号： 3指导教师(签名): 高丰2010年1月4日师学校毕业论文（设计）开题报告登记表师学校毕业论文（设计）写作过程考核表师学校毕业论文（设计）容摘要目录摘要 (1)前言 (2)1.设计方案 (4)1.1 方案一 (4)1.2方案二 (4)1.3 方案比较 (7)1.4 系统最终方案 (7)2.模数转换 (8)2.1 AD1674芯片介绍 (8)2.2 AD模数转换电路 (8)2.3 引脚介绍 (9)3.控制部分 (11)3.1 89C52芯片介绍 (11)4.显示部分 (13)4.1 LCD1602芯片介绍与实例 (13)5.系统硬件电路设计 (23)6.软件设计 (25)7.系统测试与整机调试 (38)7.1 测试方案 (38)7.2仪器设备型号 (38)7.3 2V档位测试(室温) (38)7.4 结果分析 (38)8.总结 (39)参考文献 (40)本系统以89C52八位单片机为核心处理器，主要是缓存输出电压和通过中断控制的AD1674的转换过程，最后显示在LCD1602上。
在数字电压表中，AD1674将模拟信号转换成数字信号，再将数字信号送到单片机控制电压输出，通过LCD1602显示。
89C52主要是控制输出电压，信号处理，LCD显示。
数字电压表由A/D转换、数据处理与显示控制等组成，测量0～20.000V围的输入电压值，由LCD1602显示，用AD1674输入为20V的量程，最大分辨率5mV。
数字电压表的核心为89C52单片机和AD1674 A/D转换集成芯片。
AD1674片带有锁存功能的模拟信号输入开关，可对8路或12路输入模拟信号分时转换，具有多路开关的地址译码和锁存电路、12位A/D转换器和三态输出锁存器等。
由单片机选择控制不同通道模拟信号输入，给STS置1，开始A/D模数转换，当A/D 转换结束后，STS端输出低电平，单片机开始读取A/D转换后的数据。
数字电压表说明书
图2
电源电路原理图
2.1.2 单片机系统模块 设计中采用 AT89S52 单片机，AT89S52 为 ATMEL 所生产的一种低功耗、 高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flsah 存储器。此单片机为 40 引脚双列直插式封装的芯片，有 4 个 8 位的并行双向 I/O 口（P0、P1、P2、 P3） ，以实现数据的并行输入/输出。 (1)复位电路 复位电路用于产生复位信号，通过 RST 引脚送入单片机，进行复 位操作。其包括芯片内、外两部分，外部电路产生的复位信号 RST 送施密特触发 器；再由片内复位电路在每个机器周期的 S5P2 时刻对施密特触发器的输出进行 采样；最后才得到内部复位操作所需要的信号。本设计采用按键电平复位，高电 平有效。复位电路原理图如图 3 所示。 (2)时钟电路 单片机的时钟电路由振荡电路和分频电路组成，其中振荡电路由 反相器以及并联外接的石英晶体和电容构成，用于产生振荡脉冲，而分频电路则 用于把振荡脉冲分频，得到所需的时钟信号。本设计中振荡电路外接的石英晶体
III
附录 A 附录 B 附录 C 附录 D
电路原理图........................................................................................... 17 电路实物图........................................................................................... 18 元器件清单........................................................................................... 20 程序清单............................................................................................... 21
基于vhdl数字电压表设计说明书
摘要VHDL(即超高速集成电路硬件描述语言)是随着可编程逻辑器件(PLD)的发展而发展起来的一种硬件描述语言，主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口，是电子设计自动化(EDA)的关键技术之一。
它采用一种自上而下(top-down)的设计方法，即从系统总体要求出发，自上至下地逐步将设计内容细化，如划分为若干子模块，最后完成系统硬件的整体设计。
它支持设计库和可重复使用的元件生成，支持阶层设计，提供模块设计的创建。
VHDL设计技术对可编程专用集成电路(ASIC)的发展起着极为重要的作用。
本电压表的电路设计正是用VHDL语言完成的，完成电压数据的采集、转换、处理、显示。
此次设计主要应用的软件是美国ALTERA公司自行设计的一种Quartus Ⅱ。
本次所设计的电压表的测量范围是0～5V，精度为0.02V。
关键词：电子设计自动化；VHDL；A/D采集；数字电压表AbstractVHDL (i.e., ultra high speed integrated circuit hardware description language) is with the development of programmable logic devices (PLD) and developed a kind of hardware description language, is mainly used to describe the structure of the digital system, behavior, function and interface of electronic design automation (EDA) is one of the key technologies.It uses a top-down design method, namely from the overall system requirements, from top to down gradually to refine design content, such as divided into sub modules, finally completed the overall design of the system hardware. It supports design library and reusable components to generate, support the class design, module design creation. VHDL design technology of programmable application-specific integrated circuit (ASIC) plays a very important role in the development.The circuit of the design that use VHDL language to complete ,the voltmeter can complete collection of voltage data,conversion,treatment and display.The this time design is primarily the applied software is Quartus Ⅱ . which is made by the United States ALTERA company.This sy stem’s range is -5v to +5v and precision is 0.02v.Keywords:Electronic Design Automation ;VHDL;A/D Acquisition digital voltage目录1 绪论 (1)1.1 课题背景和意义 (1)1.2 FPGA设计特点 (1)1.3 FPGA设计流程 (2)1.4 硬件描述语言VHDL (3)1.4.1 VHDL的发展 (3)1.4.2 VHDL的特点 (4)1.5 VHDL语言的设计流程 (5)1.6 Quartus II开发平台简介 (5)1.6.1 Quartus ‖软件介绍 (5)1.6.2 Quartus ‖设计输入 (6)1.6.3 文本设计输入方式 (7)1.6.4 Quartus II设计仿真 (7)2 设计任务与要求 (9)3 设计方案 (10)4 各器件的选择 (12)4.1 A/D转换器ADC0809控制电路 (12)4.1.1 ADC0809的功能介绍 (12)4.1.2 ADC0809引脚介绍 (13)4.1.3 ADC0809芯片的控制方法及转换过程 (13)4.2 BCD码 (14)4.2.1 BCD码的介绍 (14)4.2.2 BCD码的运算 (15)4.3 译码，显示电路 (16)5 功能模块 (17)5.1 ADC0809（ad） (17)5.2 Dataprocess (20)5.3 Leddisplay (23)5.4 顶层模块设计 (25)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录A 英文原文 (29)附录B 汉语翻译 (40)1 绪论1.1 课题背景和意义随着信息技术获得了突飞猛进的发展，信息技术渗透了我们生活的几乎全部领域，改变着人类的生存状态和思维模式。
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引言 (2)1 系统总体设计及方案 (3)1.1设计题目、内容、要求 (3)1.2概述 (3)1.3系统原理及基本框图 (3)1.4方案说明 (4)1.5方案论证 (4)1.5.1 显示部分 (4)1.5.2 A/D转换部分 (4)2 电路设计 (5)2.1输入电路 (5)2.2A/D转换电路 (5)2.3双积A/D转换器的工作原理 (5)2.4A/DC0808的转换流程图 (6)2.5液晶显示部分.................................... 错误！未定义书签。
2.6设计调试及性能分析 (7)2.6.1 调试与测试 (7)2.6.2 性能分析 (7)2..6.3 程序的编写及电路的实现 (8)3 芯片及软件介绍 (8)3.1 ADC08083 (8)3.1.1引脚功能（外部特性） (8)3.1.2内部结构 (8)3.289C51 (9)3.2.1 主要特性 (9)3.2.2 管脚说明 (9)3.374LS161 (11)3.4K EIL C51软件介绍 (11)3.5ISIS6P ROFESSIONAL软件介绍 (12)4警报系统的设计 (12)5 数字电压表设计电路 (13)5.1数字电压表完整的设计电路图 (13)5.2电路的仿真 (14)6 设计总结 (15)附录 (16)参考文献 (16)引言随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成度越来越高，单片机亦可以在一片芯片集成CPU、存储器、定时器|计数电路，这就很容易将计算机技术和测控技术结合，组成智能化测量控制系统。
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。
本设计是基于Atmel51单片机开发平台和自动控制原理的基础上实现的一种数字电压表系统。
该系统采用Atmel89C52单片机作为控制核心，以ADC0809为数据采样系统，实现被测电压的数据采样用系列比较器检测输入电压的范围，并通过继电器阵列实现了输入量程的自动转换；使用共阴极数码管显示被测电压.然而在高速发展的当今社会，高速信号处理的需求越来越多，由于模拟电压表响应速度较慢已经不适用与高速信号领域，取而代之的将是数字电压表。
但数字电压表由于存在采样误差，精度不是很高。
不过目前可以通过技术手段来缩小误差。
使其精度达到与模拟电压表一样精确甚至更高。
可见将来数字电压表必将取代模拟电压表。
现在有越来越多的数字测量仪器的出现但原理皆与数字电压表殊途同归，因此研究数字电压表有着很大现实意义.本章将重点介绍单片A/D转换器以及有它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。
1 系统总体设计及方案1.1 设计题目、内容、要求设计题目：数字电压表的设计。
设计内容及要求：（1）可以测量0～5V的8路直流电压。
（2）在LED数码管上显示测量电压值，显示范围为0.00V～5.00V，一位LED数码管显示路数。
（3）通过控制键可以改变显示模式，8通道轮流显示或单路选择显示。
（4）设定每一路的上限值，超过界限值时警报喇叭发声，以示警告。
（5）其他功能，创新部分。
1.2 概述数字电压表（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，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。
1.3 系统原理及基本框图图1.1 系统基本流程图如图1.1所示，模拟电压经过滑动变阻器切换到不同的分压电路后，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，通过P1口传输送到LED中显示。
1.4 方案说明系统首先通过按键逐路选择八路通道中的一路或是循环显示，将该路某一路电压送入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EO端口置为高电平，单片机将转换后结果存片内RAM。
系统调出计算子程序，将保存结果转化为0.00-5.00V分别保存在片内RAM;系统调用显示子程序，将转化后数据查表，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。
1.5 方案论证1.5.1 显示部分系统通过对LED灯的动态显示及不停的轮流给数码管位选端加驱动电压，因为在给其中一个数码管位选段加驱动电压的时候它才能变亮，而其他的是暗的，由于数码管暗下来需要一定的时间，人眼具有视觉暂留特点，同时系统又给其它的施加驱动电压，所以我们看到的就是稳定的亮着的数字了。
1.5.2 A/D转换部分通过A/D转换器将输入的模拟信号转换成数字信号，然后进行处理。
为了达到这一目的，使用调试简单，能与微处理机或其他数字系统兼容的A/D转换器ADC0808芯片。
ADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。
其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
ADC0808是ADC0809的简化版本，功能基本相同。
一般在硬件仿真时采用ADC0808进行A/D转换，实际使用时采用ADC0809进行A/D 转换。
2 电路设计2.1 输入电路输入电路的作用是把不同量程的被测的电压规范到A/D转换器所要求的电压值。
本电路设计所用电压为0-5V，其大小通过滑动变阻器调节。
2.2 A/D转换电路A/D 转换器的转换精度对测量电路极其重要，它的参数关系到测量电路性能。
本设计采用双积A/D 转换器，它的性能比较稳定，转换精度高，具有很高的抗干扰能力，电路结构简单，其缺点是工作速度较低。
在对转换精度要求较高，而对转换速度要求不高的场合如电压测量有广泛的应用。
2.3 双积A/D 转换器的工作原理如图2.1所示：对输入模拟电压和基准电压进行两次积分，先对输入模拟电压进积分，将其变换成与输入模拟电压成正比的时间间隔 T1，再利用计数器测出。
图2.1 双积分A/D转换器工作原理图此时间间隔，则计数器所计的数字量就正比于输入的模拟电压；接着对基准电压进行同样的处理。
2.4 A/DC0808的转换流程图其软件中实现其数字量电压转换为三位模拟量电压的部分程序如下：MOV A,#0FFH MOV P0,A MOV A,P0 ;读取AD 转换结果CLR P2.7图2.2 双积A/D 转换器的波形图图2.3 A/DC0808的转换流程图 图2.3 A/DC0808的转换电路图MOV B,#51 ;AD转换结果转换成BCD码DIV ABMOV R1,A ；A中为电压数值第一位，存放在R1中MOV A,BMOV B,#2MUL ABMOV B,#10DIV AB ；A中存放电压数值第二位，并存放入R2中MOV R2,AMOV R3,B ；余数B中存放电压数值第三位2.6设计调试及性能分析2.6.1 调试与测试采用Keil uVision4编译器进行源程序编译及仿真调试，同时进行硬件电路板的设计制作，烧好程序后进行软硬件联调，最后进行端口电压的对比测试，要求测试对比中标准电压值采用数字万用表测得。
简易数字电压表与“标准”数字电压表测得的绝对误差应在0.02V以内。
2.6.2 性能分析由于单片机为8位处理器，当输入电压为5.00V时，输出数据值为255（FFH），因此单片机最大的数值分辨率为0.0196V（5/255）。
这就决定了该电压表的最大分辨率（精度）只能达到0.0196V。
测试时电压数值的变化一般以0.02的电压幅度变化，如要获得更高的精度要求，应采用12位、13位的A/D转换器。
简易电压表测得的值基本上均比标准值偏大0.01～0.02V。
这可以通过校正0809的基准电压来解决，因为该电压表设计时直接用7805的供电电源作为基准电压，电压可能有偏差。
另外可以用软件编程来校正测量值。
ADC0808的直流输入阻抗1MΩ，能满足一般的电压测试需要。
另外，经测试ADC0808可直接在2MHz的频率下工作，这样可省去分频器14024。
2..6.3 程序的编写及电路的实现在本次课设中使用ISIS 6 Professional软件进行对电路进行绘制、模拟及仿真，使用keilc51软件编写单片机89C51的程序，以下将对SIS 6 Professional软件及keilc51软件进行介绍。
3 芯片及软件介绍3.1 ADC08083.1.1引脚功能（外部特性）ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如右图所示。
各引脚功能如下：1～5，26～28（IN0～IN7）：8路模拟量输入端。
8，14，15，17～21：8位数字量输出端。
22（ALE）：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。
6（START）： A／D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。
7（EOC）： A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。
9（OE）：数据输出允许信号，输入，高电平有效。
当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。
10（CLK）：时钟脉冲输入端。
要求时钟频率不高于640KHZ。
12（VREF（+））、16（VREF（-））：参考电压输入端。
11（Vcc）：主电源输入端。
13（GND）：地。
23～25（ADDA、ADDB、ADDC）：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。
3.1.2内部结构ADC0808是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，它由8路模拟开关、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。
极限参数电源电压（Vcc）：6.5V 。
控制端输入电压：—0.3V～15V 。
其它输入和输出端电压：-0.3V～Vcc+0.3V 。
贮存温度：—65℃～+150℃功耗（T=+25℃）：875mW。
引线焊接温度：①气相焊接（60s）：215℃；②红外焊接(15s)：220℃抗静电强度：400V。
3.2 89C51单片机该系列单片机是采用高性能的静态80C51设计由先进CMOS工艺制造并带有非易失性Flash程序存储器，全部支持12时钟和6时钟操作。