数字电压表设计
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。
数字电压表的课程设计
数字电压表的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电压表的工作原理，掌握其基本组成部分及功能；2. 学会使用数字电压表进行电压测量，并能正确读取测量数据；3. 了解数字电压表在电子测量领域中的应用。
技能目标：1. 能够正确连接和操作数字电压表，进行电压测量；2. 培养学生观察、分析、解决问题的能力，通过实践操作，提高动手能力；3. 学会对测量数据进行处理，具备初步的数据分析能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子测量的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的合作精神，学会在团队中共同完成任务；3. 增强学生的安全意识，遵守实验室操作规程，爱护实验设备。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够明确数字电压表的工作原理，掌握其使用方法；2. 学生能够独立完成电压测量实验，正确读取测量数据，并进行简单的数据处理；3. 学生在课程学习中，表现出积极的合作态度和良好的安全意识，对电子测量产生浓厚兴趣。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 数字电压表基本原理与组成- 电压表的定义及分类- 数字电压表的工作原理- 数字电压表的组成部分及功能2. 数字电压表的使用方法与操作- 数字电压表的选择与连接- 电压测量方法与步骤- 测量数据的读取与处理3. 数字电压表的应用与实践- 数字电压表在电子测量中的应用案例- 实验操作：电压测量实践- 数据分析：处理测量数据，探讨实验现象教学大纲安排如下：1. 引入数字电压表的概念，介绍其工作原理及分类（第1课时）2. 讲解数字电压表的组成部分及功能，进行实物展示（第2课时）3. 指导学生掌握数字电压表的使用方法，进行实践操作（第3-4课时）4. 课堂讨论：数字电压表在电子测量中的应用，分析实验数据（第5课时）教学内容关联教材章节：1. 数字电压表基本原理与组成：教材第X章2. 数字电压表的使用方法与操作：教材第X章3. 数字电压表的应用与实践：教材第X章三、教学方法针对数字电压表的教学内容，选择以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：- 对数字电压表的基本原理、组成部分和功能进行系统讲解，结合教材第X章内容，通过PPT展示，使学生建立完整的理论知识框架。
数字电压表设计(icl7107)
数字电压表电路ICL7107ICL7107 安装电压表头时的一些要点：按照测量＝±199.9mV 来说明。
1.辨认引脚：芯片的第一脚，是正放芯片，面对型号字符，然后，在芯片的左下方为第一脚。
也可以把芯片的缺口朝左放置，左下角也就是第一脚了。
许多厂家会在第一脚旁边打上一个小圆点作为标记。
知道了第一脚之后，按照反时针方向去走，依次是第 2 至第 40 引脚。
（1 脚与 40 脚遥遥相对）。
2.牢记关键点的电压：芯片第一脚是供电，正确电压是 DC5V 。
第 36 脚是基准电压，正确数值是 100mV，第 26 引脚是负电源引脚，正确电压数值是负的，在－3V 至－5V 都认为正常，但是不能是正电压，也不能是零电压。
芯片第 31 引脚是信号输入引脚，可以输入±199.9mV 的电压。
在一开始，可以把它接地，造成“0”信号输入，以方便测试。
3.注意芯片 27,28,29 引脚的元件数值，它们是 0.22uF,47K,0.47uF 阻容网络，这三个元件属于芯片工作的积分网络，不能使用磁片电容。
芯片的 33 和34 脚接的 104 电容也不能使用磁片电容。
4.注意接地引脚：芯片的电源地是 21 脚，模拟地是 32 脚，信号地是 30 脚，基准地是 35 脚，通常使用情况下，这 4 个引脚都接地，在一些有特殊要求的应用中（例如测量电阻或者比例测量），30 脚或 35 脚就可能不接地而是按照需要接到其他电压上。
－－本文不讨论特殊要求应用。
5.负电压产生电路：负电压电源可以从电路外部直接使用 7905 等芯片来提供，但是这要求供电需要正负电源，通常采用简单方法，利用一个 +5V 供电就可以解决问题。
比较常用的方法是利用 ICL7660 或者 NE555 等电路来得到，这样需要增加硬件成本。
我们常用一只 NPN 三极管，两只电阻，一个电感来进行信号放大，把芯片 38 脚的振荡信号串接一个 20K －56K 的电阻连接到三极管“B”极，在三极管“C”极串接一个电阻（为了保护）和一个电感（提高交流放大倍数），在正常工作时，三极管的“C”极电压为 2.4V － 2.8V 为最好。
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。
数字电压表的设计方案
数字电压表的设计方案1. 引言数字电压表（Digital Voltmeter，简称DVM）是一种能够直接显示电压值的测量仪器。
它与传统的模拟电压表相比，具有精确度高、稳定性好、便于读取等优势。
本文将介绍一种基于集成电路的数字电压表的设计方案。
2. 设计原理数字电压表的设计基于模数转换技术，通过将输入的模拟电压信号转换为数字形式，并经过一系列处理后显示在数码管上。
通常的设计流程包括采样、量化、编码和显示四个步骤。
2.1 采样采样是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。
在数字电压表中，采样过程通过使用一个模拟-数字转换器（ADC）来完成。
常见的ADC电路有逐次逼近型和闩锁型等，根据需求选择合适的ADC器件。
2.2 量化量化是将采样得到的模拟信号分为若干个不同电平的过程。
量化过程中，转换器将模拟信号映射到一个有限数量的离散值，通常为二进制数。
量化级别的选择会影响数字电压表的精度和分辨率。
2.3 编码编码是将量化后的模拟信号转换为与数码管对应的数字形式的过程。
常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。
编码器可以是硬件电路，也可以是通过程序实现的软件算法。
2.4 显示显示是将编码后的数字信号以可读的形式呈现出来的过程。
在数字电压表中，常用的显示器件是七段数码管。
数码管的控制可以通过驱动电路来实现，同时需要考虑亮度控制和多位数显示的问题。
3. 系统组成数字电压表的系统组成主要包括模拟前端、模数转换、显示部分等。
3.1 模拟前端模拟前端是将待测电压信号处理成可以输入到模数转换器的范围内。
模拟前端通常包括电阻分压器、跨导放大器、滤波器等模块，其目的是将输入信号的幅度范围缩放到ADC的输入电压范围内。
3.2 模数转换模数转换是将模拟电压信号转换为数字信号的过程。
在数字电压表中，常用的模数转换器有逐次逼近型和闩锁型。
模数转换器的选择要考虑精度、速度、功耗等因素。
3.3 显示部分显示部分是将数字信号以可读的形式显示出来。
数字电压表设计002
接口技术学生姓名:学号：学院:专业: 电子科学与技术题目: 数字电压表设计指导教师：数字电压表的设计一、设计概念资料1.数字电压表基本概念数字电压表（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。
2.数字电压表优缺点⑴显示清晰直观，读数准确，缩短读数和记录的时间。
新型数字电压表还增加了标志符显示功能，包括测量项目符号、单位符号和特殊符号。
⑵显示位数显示位数通常为3位～8位判定数字仪表的位数有两条原则：①能显示从0～9所有数字的位是整数值；②分数位的数值是以最大显示值中最高位数字为分子，用满量程时最高位数字做分母。
⑶准确度高。
准确度愈高，测量误差愈小。
数字电压表的准确度远优于模拟式电压表。
⑷分辨率高。
从设计DVM的角度看，分辨力应受准确度的制约，并与之相适应。
⑸测量范围宽。
多量程DVM一般可测0～1000V直流电压，配上高压探头还可测量上万伏的高压。
（6扩展能力强。
在数字电压表的基础上、还可扩展成各种通用及专用数字仪表、数字多用表（DMM）和智能仪器，以满足不同的需要。
⑺测量速率快。
数字电压表在每秒钟内对被测电压的测量次数叫测量速率，单位是“次／秒”。
它主要取决于A/D 转换器的转换速率，其倒数是测量周期。
⑻输入阻抗高。
数字电压表具有很高的输入阻抗，通常为10MΩ～10000MΩ，最高1TΩ。
在测量时从被测电路上吸取的电流极小，不会影响被测信号源的工作状态，减小由信号源内阻引起的测量误差。
EDA课程设计数字电压表的设计
数字电压表的技术挑战与展望
技术挑战：高精度、 高稳定性、高可靠 性
技术挑战：低功耗、 低噪声、低漂移
技术挑战：高集成 度、高灵活性、高 可扩展性
展望：未来数字电 压表将更加智能化 、自动化、网络化
THANKS
汇报人：
数据处理算法
采样算法：采用定时器进行周期性采样，获取电压信号 滤波算法：采用低通滤波器对采样数据进行滤波，去除噪声干扰 量化算法：采用ADC将滤波后的电压信号转换为数字信号 转换算法：采用DAC将数字信号转换为模拟信号，显示在显示屏上
Part Five
数字电压表的测试 与调试
测试环境与设备
测试设备：数字电压表、示 波器、万用表等
结束：程序结束，等待下一次启动
A/D转换程序流程图
初始化：设置A/D转换器参数，如采样 频率、分辨率等
启动A/D转换：启动A/D转换器，开始 采样
数据采集：读取A/D转换器的数据，并 存储到缓冲区
数据处理：对采集到的数据进行处理， 如滤波、放大等
数据输出：将处理后的数据输出到显示 设备，如LCD、LED等
数字电压表的软件 设计
主程序流程图
初始化：设置初始状态，如电压、电流、 频率等
数据采集：读取传感器数据，如电压、电 流、频率等
数据处理：对采集到的数据进行处理，如 滤波、放大、转换等
数据显示：将处理后的数据显示在屏幕上， 如电压、电流、频率等
控制输出：根据处理后的数据控制输出， 如控制继电器、报警器等
添加标题
启动测试：启动电源， 观察电压表显示值与 实际值是否一致，如 有误差，调整参数进 行校准
添加标题
记录测试数据：记录 电压表在不同负载、 不同电压下的显示值 和实际值，进行分析 和比较
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。
数字电压表的设计
数字电压表的设计摘要数字电压表的设计主要由五大部分组成：A/D转换器，MC1413七路达林顿驱动器，CD4511BCD七段锁存-译码-驱动器，基准电源MC1403和共阴极LED发光数码管组成。
其直流电压测量范围应在0—1.999V，0—19.99V，0—199.9V 和0—1999V。
关键词三位半A/D转换器基准电源七段锁存1 引言电综合设计实验正是为了适应这一变化而针对学生开设的一门实验课程。
该课程以特定的设计任务为例,前期进行设计方案的比较与论证,以期提高学生的系统设计能力,建立系统优化概念。
中后期通过多种技术的综合运用及软硬件结合的设计与调试实现任务要求。
同时随着科学技术的发展，新的电子产品几技术的不断更新。
数字化时代的到来，我们每一个家庭都会有许许多多的电器，如何进行简便的维修，如何给电器测体温，这便给生产数字电压表的厂家以极大的商机。
2 设计要求与分析2.1 设计一个三位半数字电压表2.2 直流电压测量范围0—1999V 自动转档2.3 采用DC—9V电源2.4 测量误差≤3% 利用数字显示3 电路设计工作原理数字电压表是将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数字显示的系统。
该电压表可由MC14433—3位半A/D转换器、C1413七路达林顿驱动器数组、D4511BCD七段锁存-译码-驱动器、准电源MC1413和共阴极LED发光数码管组成，电路图如（1）所示。
3位半是指进制数0000～9999，所谓3位是指个位、十位、百位，其数字范围均为0~9。
而半位是指千位，它不能由0变化到9，而只能由0变1，即二值状态，故称为半位。
3.1 电路各部分功能MC14433——3位半A/D转换器：将输入的模拟信号转换成数字信号。
MC1403基准电源：提供精密电压，供A/D转换器作参考电压。
CD45511译码——驱动器：将二——十进制BCD转换成七段信号，驱动显示器的a,b,c,d,e,f,g七个发光段，推动发光管进行显示。
数字电压表三种设计方案
数字电压表三种设计方案设计方案一决定控制系统采用AT89C51单片机，A/D 转换采用ADC0809。
系统除能确保实现要求的功能外，还能够方便地进行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。
数字电压表系统设计方案框图如图2-1所示。
AT89C51主要特性：·4K 字节可编程闪烁存储器·三级程序存储器锁定 ·128*8位内部RAM ·32可编程I/O 线·两个16位定时器/计数器 ·5个中断源AT89C51 P0P2ADC0809LCD 显示器振荡电路 电源电路图2-1设计方案框·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路模拟量、数字量转换电路设计本设计采用ADC0809进行模拟量与数字量的转换，ADC0809的内部逻辑结构和引脚如图所示。
图中多路模拟开关可选通8路模拟通道，允许8路模拟量分时输入，并共用一个A/D转换器进行转换。
地址锁存与译码电路完成对A、B、C三个地址位进行锁存与译码。
ADC0809工作原理A/D转换由集成电路0809完成。
0809具有8路模拟输入端口，地址线（23~- 25脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D转换。
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。
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。
7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。
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转换数据从该端口输出。
10脚为0809的时钟输入端，利用单片机30脚的六分频晶振频率再经过14024二分频得到1MHz时钟。
单片机的P1、P3.0~P3.3端口作为四位LED数码管显示控制。
P0端口作A/D转换数据读入用，P2端口P2.7用作0809的A/D转换控制。
晶振电路的设计晶振电路用于产生单片机工作所需的时钟信号，使用晶体振荡器时，C2,C1取值20~40PF，使用陶瓷振荡器时C1,C2取值30~50PF。
《数字电压表的设计》课件
技术创新
介绍一些新兴的电压测量 方法，包括数字信号处深入剖析数字电压表的工作原理，从精确测量电压的角度解释数字电路的设计和实现。讲解信号采集、 放大、转换和显示等关键步骤。
数字电压表的主要部件和结构
数字显示屏
介绍数字电压表常用的数字显 示屏类型和原理。
模数转换器
3
示波器实现案例
展示示波器电路的实际应用案例。
模数转换器的原理和实现
模数转换器类型
讨论不同类型的模数转换器， 包括逐次逼近型和积分型转 换器。
模数转换器设计
探讨模数转换器的设计和参 数选择的重要性。
模数转换器实现技术
介绍模数转换器的实现技术 和性能优化方法。
数字电路设计与实现技术
1 数字电路基础
数字电压表的设计
数字电压表是一种用于测量电压的现代化仪器，广泛应用于电子领域和实验 室。本课件将介绍数字电压表的概念和应用范围。
常用电压测量方法和数码电压表的优势
传统测量方法
介绍传统电压测量方法， 比如示波器和模拟电压表。
数码电压表的优势
探讨数码电压表相比传统 仪器的优势，如精确度、 易读性和功能丰富。
解释模数转换器的作用和不同 类型的实现方法。
电压测量电路
讨论电压测量电路的设计和注 意事项。
电流-电压转换电路的设计和实现
详细讲解电流-电压转换电路的原理和设计技巧，包括电阻测量和放大器的使用。
示波器电路设计与实现
1
示波器基本原理
介绍示波器的基本原理和常见功能。
2
示波器电路设计
讲解示波器电路的设计和关键参数的选择。
2 逻辑门电路设计
概述数字电路设计的基本原理和常见元件。
讨论逻辑门电路的设计和布线技巧。
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。
数字电压表设计方案
数字电压表设计方案数字电压表是一种用来测量电压大小的仪器，它使用数字显示电压值，相比于传统的模拟电压表具有精确度高、可读性好、易于读数等优势。
在设计数字电压表时，需要考虑以下几个方面。
首先，数字电压表的测量范围和测量精度是设计的关键。
通常根据实际需要确定电压测量范围，常见的有0-10V、0-100V、0-1000V等不同的量程。
测量精度一般采用位数来表示，如31/2位、4位、5位等。
更高位数的电压表具有更高的精度，但也会增加成本。
在确定测量范围和精度时，需要考虑被测电压的变化范围和需要测量的精度要求。
其次，需要设计合适的电压测量电路。
数字电压表的核心部分是ADC（模数转换器），它将模拟电压转换为数字信号。
常见的ADC有逐次逼近型、逐次逼近型递增型、Σ-Δ型等。
此外，还需要选择合适的参考电压源和滤波电路以提高测量精度和稳定性。
另外，数字电压表还需要具备显示功能和操作功能。
显示部分可以选择LED、LCD等数字显示器件，其中LCD显示器具有低功耗、可视角度广、视觉舒适等特点。
操作功能可以通过面板上的按键或旋钮实现，包括开关机、零点校准、量程切换等。
此外，为了提高用户体验，还可以设计报警功能、存储功能等。
最后，还需要考虑数字电压表的外观设计和材质选用。
外观设计应简洁、美观，考虑到使用者的习惯和工作环境，合理安排面板上的元件和按键。
材质选用应考虑仪器的稳定性和耐用性，一般使用高强度塑料或金属制成。
综上所述，设计数字电压表需要考虑测量范围和精度、测量电路、显示和操作功能以及外观设计等方面。
通过合理的设计，可以实现高精度、易于使用的数字电压表，满足工业和实验室等领域的测量需求。
数字电压表的设计(DOC)
摘要数字电压表的设计是以AT89C51单片机为中央控制单元，通过ADC0809转换芯片与LCD1602液晶显示器等扩展模块，实现了精确测量直流电压并通过数字的方式显示的功能。
该设计主要实现了直流电压的测量，单片机通过ADC0809转换芯片获取需测量的电压并转换为数字信号，而LCD1602液晶显示器则是将单片机处理后的电压值在显示屏上显示出来，而且该电压表还可以通过手动来调节测量电压的量程。
而软件则通过C语言编程，将所有模块结合在一起完成数字电压表。
经过测试，各模块的功能均能正常实现，同时该电压表还具有操作简单，反应灵敏和测量精确等优点。
关键词：单片机；电压表； A/D转换器AbstractThe digital voltmeter is designed with an AT89C51 single-chip as its central control unit. By use of the ADC0809 converter chip and LCD 1602 display device. we can reali ze the function of accurate measurement of DC voltage.The design mainly realized DC voltage measurement.with the help of ADC0809,the microcontroller can obtain the volt age that we want to measure,and then convert it to the digital signal. The function of LC D1602 is display the result of the voltage.Moreover,you can adjust this voltmeter manua lly.The software is programmed by C language.All the modules are combined to realize the function of the digital voltmeter.After testing ,each module of the voltmeter is norm al.Besides ,the advantages of this voltmeter can be various.Such as the simple operation ,accurate measurement,and very sensitive response.Keywords: Micro Controller Unit；voltage meter；A/D Converters目录摘要 (I)Abstract ..................................................................................................................... I I 1 绪论 .. (1)1.1 课题概述 (1)1.1.1 数字电压表的发展历程 (1)1.1.2 国内外的发展现状与趋势 (1)1.2 课题的意义和目的 (3)1.3 本文所作的主要工作 (3)2 数字电压表的总体设计 (4)2.1 设计指标 (4)2.2 系统概述 (4)2.2.1 设计方案 (4)2.2.2 工作过程简介 (5)2.2.3 软件程序设计简介 (5)2.3 小结 (5)3 数字电压表的硬件设计 (6)3.1 A/D转换电路 (6)3.1.1 A/D转换芯片的选择 (6)3.1.2 ADC0809转换原理介绍 (6)3.1.3 ADC0809芯片介绍 (7)3.1.4 ADC0809与单片机的接口方法 (8)3.2 单片机介绍 (8)3.2.1 单片机介绍 (8)3.2.2 采用AT89C51的原因 (9)3.2.3 AT89C51芯片主要性能参数 (9)3.2.4 功能介绍 (9)3.2.5 芯片管脚介绍及分配 (10)3.3 电压显示器件 (11)3.3.1 1602LCD的基本参数及引脚功能 (12)3.3.2 LCD1602与AT89C51单片机之间的连接 (14)3.4 小结 (14)4 单片机最小系统的介绍 (15)4.1 复位电路 (15)4.1.1复位电路的用途 (15)4.1.2复位电路的工作原理 (15)4.2 晶振电路 (16)4.3 P0口的上拉电阻 (17)4.4 31脚EA/Vpp接电源 (17)5 数字电压表的软件设计 (18)5.1 软件系统整体设计 (18)5.1.1 C51简介 (18)5.1.2 程序流程图 (18)5.1.3 数据采集模块的设计 (19)5.1.4 数据处理模块的设计 (20)5.3 小结 (20)6 数字电压表的抗干扰设计 (21)6.1 硬件系统的可靠性与抗干扰设计 (21)6.1.1 供电系统抗干扰措施 (21)6.1.2 接地 (21)6.1.3 传输通道的抗干扰措施 (22)6.2 软件系统的可靠性与抗干扰设计 (22)6.3 小结 (23)7 电路制作及调试 (24)7.1 器件的选择 (24)7.2 电源电路的设计 (24)7.3 换量程电路的设计 (24)7.4 焊接 (25)7.4 系统调试及结果分析 (26)8 结论 (27)8.1 主要结论 (27)8.2 进一步工作及展望 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录A (30)1 绪论1.1 课题概述1.1.1 数字电压表的发展历程数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术设计的电压表。
数字电压表的设计
目录一、设计总体方案 (2)二、硬件设计总的方框图 (2)三、硬件电路各部分的设计 (3)（一） A/D转换模块 (3)1、逐次逼近型A/D转换器原理 (3)2、ADC0808 主要特性 (3)3、ADC0808的外部引脚特征 (4)（二）单片机系统 (6)1、STC89C51的性能 (6)2、STC89C51各引脚功能 (6)（三）复位电路和时钟电路 (8)1、复位电路的设计 (8)2、时钟电路设计 (9)（四） LED显示系统设计 (9)1、LED基本结构 (9)2、LED显示器的选择 (10)3、LED显示器与单片机接口设计 (10)（五）总体电路设计 (11)四、软件程序设计 (12)（一）程序设计总方案 (12)（二）系统子程序设计 (12)1、初始化程序 (12)2、A/D转换子程序 (12)3、显示子程序 (13)(三) 软件程序 (13)五、Proteus软件仿真 (16)（一）软件调试 (16)（二）显示结果 (16)六、小结 (17)参考文献 (18)数字电压表的设计（应用电子技术专业应电（10）1班，李缓缓）摘要：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%。
本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。
该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，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；7段数码管一、设计总体方案本次实训是以简易数字直流电压表的设计为内容，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。
数字电压表课程设计报告
数字电压表课程设计报告一、实验目的本实验旨在使学生掌握数字电压表的基本原理、构成和使用方法，通过实践锻炼学生的动手操作能力和实际问题解决能力。
二、实验器材数字电压表、直流稳压电源、电阻箱、待测电路板等。
三、实验内容1.数字电压表的基本原理、构成和使用方法的介绍；2.根据实验要求搭建待测电路；3.调节直流稳压电源输出电压为所需值；4.连接数字电压表到待测电路上并测量电压值；5.对测得的电压值进行分析、处理和讨论。
四、实验流程及步骤1.实验器材准备：数字电压表、直流稳压电源、电阻箱、待测电路板等器材；2.理解数字电压表的基本原理与构成，并熟练掌握使用方法；3.根据实验所需，找到相应的电路板，搭建待测电路，并连接好直流稳压电源；4.调节直流稳压电源的输出电压为所需值，并连接数字电压表到待测电路上；5.测量待测电路的电压值，并在数字电压表上进行记录；6.对测得的电压值进行分析、处理和讨论，并得出实验结论。
五、实验注意事项1.在操作实验器材时，务必严格按照使用说明书和教师的要求进行操作；2.实验器材保持完好无损，任何破损的器材均不能使用；3.实验前需仔细了解实验内容，规划实验流程；4.在操作实验时，要认真记录实验数据，并进行及时分析处理；5.实验结束后，将实验器材妥善归位，保持实验室整洁干净。
六、实验结果及结论通过实验，我们得到了待测电路的电压值，并对其进行了分析、处理和讨论。
根据实验结果和所给数据，我们得出了结论：数字电压表可准确测量待测电路的电压值，为后续研究和实践提供重要依据。
七、实验心得体会通过本次实验，我对数字电压表的原理及其使用方法有了更深入的了解，并通过实践掌握了一定的动手操作能力和实际问题解决能力。
同时，我认识到在实验中必须注重细节和注意安全，仔细完成每一个实验步骤，及时记录和分析实验数据，才能使实验结果更加准确和可靠。
数字电压表设计方案
数字电压表设计方案1. 引言数字电压表是一种常用的测量仪表，用于测量电路中的电压。
本文档旨在设计一种简单、精确、可靠的数字电压表。
2. 设计要求在设计电压表时，我们需要考虑以下几个关键要求：2.1 精确度要求电压表应具备较高的测量精确度，通常在0.1%~0.5%范围内。
2.2 量程范围电压表应能够测量不同量程的电压信号，通常包括几个常用的量程范围，例如0-10V、0-100V和0-1000V等。
2.3 示数显示电压表应能够以数字形式直观地显示电压值。
2.4 防护等级电压表应具备一定的防护等级，以确保在恶劣环境下的可靠性。
3. 设计方案3.1 电路设计电压表的电路设计是实现准确测量电压的关键。
以下是一个基本的电路设计方案：3.1.1 电压采样电路电压采样电路主要包括分压电阻和运算放大器。
通过选择适当的电阻比例，可以将输入电压转换为合适的电压范围。
3.1.2 ADC转换电路采样电路输出的模拟电压信号需要经过模数转换，将其转换为数字信号。
常用的ADC（模数转换器）包括单片机内部的ADC和外部的ADC芯片。
3.1.3 数字显示电路经过ADC转换后的数字信号需要经过处理后显示。
这可以通过使用数码管、液晶显示屏或LED等实现。
3.2 软件设计软件设计是实现数字电压表功能的关键。
以下是一个基本的软件设计方案：3.2.1 ADC驱动程序根据所选的ADC芯片，编写合适的驱动程序，以确保正确地读取ADC转换的数据。
3.2.2 数字显示程序根据显示方式的不同，编写相应的数字显示程序，以将经过ADC转换的数据显示为电压值。
3.2.3 单片机控制程序将ADC驱动程序和数字显示程序集成到单片机的控制程序中，以实现完整的数字电压表功能。
4. 总结本文档介绍了一种数字电压表的设计方案，包括电路设计和软件设计。
通过适当的电路设计和软件设计，可以实现精确、可靠的数字电压表。
在实际应用中，可以根据具体需求进行细节调整和优化，以保证电压表的性能和稳定性。
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基于AT89S52的直流数字电压表设计摘要：随着电子科学技术的发展，电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段，对测量的精度和功能的要求也越来越高，而电压的测量甚为突出，因为电压的测量最为普遍。
本设计在参阅了大量前人设计的数字电压表的基础上，利用单片机技术结合A/D转换芯片A/D574A构建了一个直流数字电压表。
本文首先简要介绍了设计电压表的主要方式以及单片机系统的优势；然后详细介绍了直流数字电压表的设计流程，以及硬件系统和软件系统的设计，并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。
关键词：单片机(MCU)；电压；A/D转换；AD574A；ISD1420Abstract: With the development of electronical scientific technology, electronical measurement became a technic that everyone of engaging electronical had to master it. What’s more, the precision is higher and higher and, the function is more and more powerful, and voltage’s measurement is best important. Primarily, I designed a Digital-Voltmeter use MCU technic with A/D-switch chip(AD574A) base on lots of predecessor design. In this article, introduce some methods that design Digital- Voltmeter and the advantages of use MCU system to do it on the first; then treat the procedure of design of direct- Digital-Voltmeter,contain the hardware and software. Keywords: Micro Controller Unit；Voltmeter；A/D switch；AD574A；ISD14201.前言在电量的测量中，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（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。
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：本设计主要分为两部分：硬件电路及软件程序。
而硬件电路又大体可分为单片机小系统电路、分压电路、A/D转换电路、LED显示电路及语音报读电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍；程序的设计使用C语言编程，利用Keil 软件对其编译和仿真，详细的设计算法将会在程序设计部分详细介绍。
2.系统硬件电路设计2.1 单片机小系统电路2.1.1.单片机芯片选择单片机采用MCS-51系列单片机。
由ATMEL公司生产的AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
而且，它还具有一个看门狗（WDT）定时/计数器，如果程序没有正常工作，就会强制整个系统复位，还可以在程序陷入死循环的时候，让单片机复位而不用整个系统断电，从而保护你的硬件电路。
AT89S52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
其芯片引脚图如下：图2.1_1 AT89S52引脚图2.1.2.单片机管脚说明VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89S52的一些特殊功能口，如下表所示：P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
2.1.3.单片机小系统电路连接电路连接图如下图：图2.1_2 单片机小系统2.2 A/D转换器与单片机接口电路2.2.1.A/D转换器芯片选择A/D转换器是模拟量输入通道中的一个环节，单片机通过A/D转换器把输入模拟量变成数字量再处理。
随着大规模集成电路的发展，目前不同厂家已经生产出了多种型号的A/D转换器，以满足不同应用场合的需要。
如果按照转换原理划分，主要有3种类型，即双积分式A/D转换器、逐次逼近式A/D转换器和并行式A/D转换器。
目前最常用的是双积分和逐次逼近式。
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，比如ICL71XX 系列等，它们通常带有自动较零、七段码输出等功能。
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ADC0808、ADC0809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，将数字量送单片机进行分析和显示。
本设计中，要求精度小于0.1%，则必须选用分辨率大于8位的芯片，如10位、12位、14位或16位A/D转换器，比如AD573、AD574A、ADC1140等。
本电路采用AD574A。
AD574A是美国Analog Device公司在AD574的基础上改进过的一种完全12位单片A/D 转换器。
它采用逐次逼近型的A/D转换器，最大转换时间为25us，转换精度为0.05%，所以适合于高精度的快速转换采样系统。
芯片内部包含微处理器借口逻辑（有三态输出缓冲器），故可直接与各种类型的8位或者16位的微处理器连接，而无需附加逻辑接口电路，切能与CMOS及TTL电路兼容。
AD574A采用28脚双列直插标准封装，其引脚图如下:图2.2_12.2.2.A/D转换器管脚说明A/D574A有5根控制线，逻辑控制输入信号有：A0：字节选择控制信号。
CE：片启动信号。
/CS：片选信号。
当/CS=0，CE=1同时满足时，AD574才处于工作状态，否则工作被禁止。
R/-C：读数据/转换控制信号。
12/-8：数据输出格式选择控制信号。
当其为高电平时，对应12位并行输出；为低电平时，对应8位输出。
当R/-C=0，启动A/D转换：当A0=0，启动12位A/D转换方式；当A0=1，启动8位转换方式。
当R/-C=1，数据输出，A0=0时，高8位数据有效；A0=1时，低4位数据有效，中间4位为0，高4位为三态。