基于51单片机的电压采集与显示系统设计

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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。

单片机电压表设计

设计一个单片机电压表涉及硬件和软件的结合。

以下是一个简单的步骤指南，帮助你设计一个基于单片机的电压表：选择单片机：如Arduino、STM32、PIC等。

对于初学者，Arduino是一个很好的选择，因为它简单易用且资源丰富。

硬件需求：单片机板（例如Arduino Uno）ADC（模拟-数字转换器）：如果你的单片机内置ADC，则无需额外购买。

电压分压器：用于将待测的高电压降低到单片机可以承受的范围内。

LCD或OLED显示屏：用于显示电压读数。

连接线、面包板和其他辅助材料。

设计分压电路：使用电阻分压器将输入电压降低到ADC的输入范围内。

例如，使用两个10kΩ的电阻可以得到输入电压的一半。

连接硬件：将分压器的输出连接到单片机的ADC输入。

将显示屏连接到单片机的相应引脚。

编程：使用你选择的单片机的编程语言（如Arduino IDE、STM32CubeIDE等）编写程序。

程序功能：读取ADC的值。

使用公式将ADC值转换为实际电压值。

例如，如果你使用的是10位ADC，那么最大值为1023，代表最大电压（通常是5V或3.3V，取决于单片机）。

因此，实际电压= (ADC值/ 1023) * 最大电压。

将计算出的电压值显示在屏幕上。

测试：给单片机提供不同的已知电压源，并检查显示的电压是否与源电压匹配。

如果不匹配，可能需要校准或调整分压器的电阻值。

优化与扩展：根据需要，你可以添加其他功能，如数据存储、无线通信、报警功能等。

封装：一旦测试并确认工作正常，你可以将所有部件放入一个适当的外壳中，以便安全、方便地使用。

请注意，处理高电压时务必小心，确保遵循所有相关的安全指南和标准。

51单片机数据采集系统

课程设计报告书设计任务书一、设计任务1一秒钟采集一次。

2把INO口采集的电压值放入30H单元中。

3做出原理图。

4画出流程图并写出所要运行的程序。

二、设计方案及工作原理方案： 1. 采用8051和ADC0809构成一个8通道数据采集系统。

2. 能够顺序采集各个通道的信号。

3. 采集信号的动态范围：0～5V。

4. 每个通道的采样速率：100 SPS。

5．在面包板上完成电路，将采样数据送入单片机20h～27h存储单元。

6．编写相应的单片机采集程序，到达规定的性能。

工作原理：通过一个A/D转换器循环采样模拟电压，每隔一定时间去采样一次，一次按顺序采样信号。

A/D转换器芯片AD0809将采样到的模拟信号转换为数字信号，转换完成后，CPU读取数据转换结果，并将结果送入外设即CRT/LED显示，显示电压路数和数据值。

目录第一章系统设计要求和解决方案第二章硬件系统第三章软件系统第四章实现的功能第五章缺点及可能的解决方法第六章心得体会附录一参考文献附录二硬件原理图附录三程序流程图第一章系统设计要求和解决方案根据系统基本要求，将本系统划分为如下几个部分：●信号调理电路●8路模拟信号的产生与A/D转换器●发送端的数据采集与传输控制器●人机通道的接口电路●数据传输接口电路数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。

系统框图如图1-1所示1.1 信号采集分析被测电压为0～5V 直流电压，可通过电位器调节产生。

1.1.1 信号采集多路数据采集系统多采用共享数据采集通道的结构形式。

数据采集方式选择程序控制数据采集。

程序控制数据采集，由硬件和软件两部分组成。

，据不同的采集需要，在程序存储器中，存放若干种信号采集程序，选择相应的采集程序进行采集工作，还可通过编新的程序，以满足不同采样任务的要求。

如图1-3所示。

程序控制数据采集的采样通道地址可随意选择，控制多路传输门开启的通道地址码由存储器中读出的指令确定。

51单片机电压电流采样电路设计

51单片机是一种常用的微控制器，广泛应用于各种电子设备中。

在很多电子设备中，需要对电压和电流进行采样和测量，以确保设备正常运行和安全使用。

设计一个稳定、精准的电压电流采样电路对于电子设备的正常运行至关重要。

本文将介绍51单片机电压电流采样电路的设计原理、实现方法和相关注意事项，希望能够为初学者提供一些帮助。

一、设计原理1.1 电压采样原理电压采样是通过模数转换器（ADC）将模拟电压信号转换为数字信号的过程。

在51单片机中，有多个模拟输入引脚可以用于电压采样。

通过选择合适的参考电压和采样精度，可以实现对不同电压范围的准确采样。

1.2 电流采样原理电流采样通常需要借助电流传感器或电流互感器来实现。

通过将电流信号转换为与之成正比的电压信号，然后使用ADC进行采样，可以实现对电流的准确测量。

二、电压采样电路设计2.1 电压采样电路原理图在设计电压采样电路时，需要考虑信噪比、采样精度和参考电压的稳定性。

一般来说，可以通过电阻分压网络将被测电压信号转换为微控制器可以接受的范围内的电压信号。

2.2 电压采样电路实现在实际设计中，可以选择合适的电阻数值和参考电压，使得被测电压在不损失精度的前提下可以被精准采样。

还需要注意电源滤波和去耦电容的设置，以提高电路的稳定性和抗干扰能力。

三、电流采样电路设计3.1 电流采样电路原理图电流采样电路通常需要借助电流传感器或电流互感器来实现。

在设计电流采样电路时，需要考虑到电流传感器的灵敏度、线性度和频率特性，以确保采样的准确性和稳定性。

3.2 电流采样电路实现在实际设计中，需要根据被测电流的范围和精度要求选择合适的电流传感器，并通过运算放大器等电路将电流信号转换为微控制器可以接受的范围内的电压信号。

还需要注意电流传感器的电源和接地，以确保电路的正常工作。

四、电压电流采样电路的综合设计4.1 电压电流采样电路整体连接在设计完成电压和电流采样电路后，需要将两者连接到51单片机的模拟输入引脚，并编写相应的程序进行数据采集和处理。

基于c51的数字电压表

设计要求和条件要求：利用开发板和ADC0809构成一数字电压表，实现对外部多路电压信号的巡回测量和显示，电压范围为0~5V。

条件：开发板、AT89C52、ADC0809设计方案论证（包括设计思路、设计方法、有关计算、图表、程序等。

）主要设计方框图如下：数码管显示单片机处理模数转换电压采集1、主控芯片四、电路设计思路模拟电压经过档位切换后形成七段码，经隔离干扰送到A/D转换器进行A/D 转换，转换成BCD码。

然后送到单片机中进行数据处理。

处理后的数据送到74ls47形成数码管的段选和74ls138形成数码管的位选。

而硬件电路又大体可分为A/D转换电路、LED显示电路，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；程序的设计使用汇编语言编程，利用Keil和PROTEUS 软件对其编译和仿真。

一般I/O接口芯片的驱动能力是很有限的，在LED显示器接口电路中，输出口所能提供的驱动电流一般是不够的尤其是设计中需要用到多位LED，此时就需要增加LED驱动电路。

我利用数码管与三极管串联作为驱动电路。

本实验采用AT89C52单片机芯片配合ADC0809模/数转换芯片构成一个简易的数字电压表。

该电路通过ADC0809芯片采样输入口IN0输入的0～5 V的模拟量电压，经过模/数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道D0～D7传送给AT89C52芯片的P1口。

AT89C52负责把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示段码，并通过其P0口传送给数码管。

同时它还通过其三位I/O口P0.4、P0.5、P0.6产生位选信号，控制数码管的亮灭。

另外，AT89C52还控制着ADC0809的工作。

其P3.3管脚为ADC0809提供了1MHz工作的时钟脉冲；P3.5控制ADC0809的地址锁存端(ALE)；P3.6控制ADC0809的启动端(START)；P3.4控制ADC0809的输出允许端(OE)；P3.7控制ADC0809的转换结束信号(EOC)。

基于单片机下的数字电压表设计毕业论文

河南理工大学万方科技学院本科毕业论文基于单片机下的数字电压表设计毕业论文目录前言 (1)1 设计任务与分析 (3)1.1 设计任务简介及背景 (3)1.1.1 单片机简介 (3)1.1.2 背景及发展情况 (3)1.2 设计任务及要求 (5)1.3 设计总体方案及方案论证 (5)1.4 数据输入模块的方案与分析 (7)1.4.1 芯片选择 (6)1.4.2 实现方法介绍 (6)1.4.3 输入模块流程图 (10)1.5 A/D模块的方案与分析 (10)1.5.1 芯片的选择 (11)1.5.2 实现方法介绍 (11)1.5.3 A/D模块流程图 (13)1.6 数据处理及控制模块 (13)1.6.1 芯片选择 (14)1.6.2 实现方法介绍 (14)1.6.3 数据处理及控制模块流程图 (14)1.7 显示模块 (15)1.7.1 芯片选择 (15)1.7.2 实现方法介绍 (15)2 硬件设计 (16)2.1 数据输入模块原理图 (17)2.2 A/D模块原理图 (18)2.3 控制模块原理图 (20)2.4 显示模块原理图 (21)3 软件设计 (23)3.1 主程序流程图 (23)3.2 子程序介绍 (24)3.2.1 初始化程序 (24)3.2.2 中断子程序 (24)3.2.3 档位选择子程序 (25)4 主要芯片 (29)本科毕业论文4.1 AT89C52的功能简介 (29)4.1.1 AT89C52芯片简介 (29)4.1.2 引脚功能说明 (29)4.2 ICL7135功能简介 (31)4.2.1 ICL7135 芯片简介 (31)4.2.2 引脚功能说明 (32)4.3 LCD1602功能简介 (35)4.3.1 LCD1602芯片简介 (35)4.3.2 引脚功能说明 (35)4.4 CD4052的功能介绍 (38)4.4.1 CD4052芯片简介 (38)4.4.2 引脚功能说明 (39)4.5 CD4024的功能介绍 (39)4.5.1 CD4024芯片简介 (39)4.5.2 引脚功能说明 (40)4.6 OP07的功能介绍 (40)4.6.1 OP07的功能简介 (41)4.6.2 引脚功能说明 (41)结论 (42)致谢 (44)参考文献 (45)河南理工大学万方科技学院本科毕业论文前言数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

基于51单片机的PCF8591芯片电压表

PCF8591芯片电压表一、功能1、用PCF8591芯片采集电压。

2、使用IIC通信协议进行通信。

3、四位数码管显示采集电压。

4、电压表有五个档位200MV、2V、20V、200V、500V。

5、四个按键进行档位切换。

6、五个LED指示灯1~5指示相应档位。

7、电压过大，继电器自动断开，保护电路。

8、滑动变阻器可以对电压表精确度进行调节，使测量更精确。

9、采用STC89RC52单片机。

10、电源供电采用USB电源头（发货中会赠送一根）供电，插到手机直充头上就可以正常使用。

二、硬件按键功能及说明档位1/2：200MV档位和2V档位切换，LED1/2亮。

档位3：切换到20V档位，LED3亮。

档位4：切换到200V档位，LED4亮。

档位5：切换到500V档位，LED5亮。

复位：对整个电路进行复位，回到初始化状态2V档位。

三、注意事项1、程序下载程序利用串口下载，首先将下载器正确连接（说明一下，板子上下载口从左到右依次接下载器的+5V、地、TX、RX,下载器上标的有），打开STC下载器如图。

选择STC89C52RC,点击“打开程序文件”选择程序文件夹中（Output-> 电压表.HEX）的温度控制.hex文件。

点击下载，当提示上电时拔下电源再插上就可以了。

2、按键使用如上图所示，档位1/2、档位3、档位4、档位5，以及复位五个按键。

具体按键功能在上边已经介绍。

3、使用说明刚开始使用是，不要测量高电压，应该先用低电压试试电压表好坏。

测量较高的电压时，要用最高档测量一下大致电压是多少，再换用合适档位进行精确测量。

因为不同型号的电源，导致单片机的工作电压和PCF8591芯片的基准电压，都不是标准的5V，所以在测量时会有误差，这时候就需要通过对电位器进行微调来调节误差，使测量更精确。

4、注意事项需要特别注意的是测量电压千万不要高于测量档位的电压，不然会因为瞬间电流过大，直接烧坏芯片，使电压表产生损坏。

因为操作不当造成的后果，我们一概不负责，一定要特别注意。

基于51单片机-PCF8591数字电压表课程设计

课程名称：微机原理课程设计题目：数字电压表ﻬ摘要单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

单片机由运算器,控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机(最小系统）,和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。

概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

它最早是被用在工业控制领域。

其中我们用于学习用的最多的是SＴＣ89C5２单片机，ＳTC89C52是ＳTＣ公司生产的一种低功耗、高性能ＣMOS8位微控制器,具有８K在系统可编程Flash存储器。

STC８9Ｃ52使用经典的MＣS-51内核,但也做了很多改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。

STC89C52具有8k字节Ｆlash，５12字节RAM,3２位I／O口线,看门狗定时器,内置4KB EE ＰROM，ＭAX810复位电路，３个１6位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构,全双工串行口。

本设计就是以单片机SＴC89C52为核心，附以外围电路,实现数字电压表的功能，并运用软件Proteｕs进行仿真来得到实验结果。

关键词：STC89Ｃ５2单片机、仿真、中断、数字电压表、数码管显示ﻬ目录一、任务要求ﻩ错误!未定义书签。

1.1 设计任务ﻩ错误!未定义书签。

1．２设计要求ﻩ错误!未定义书签。

1．３发挥部分 ...................................................................................... 错误!未定义书签。

1.4 创新部分 ........................................................................................... 错误!未定义书签。

基于单片机电压采集电路设计完整版

基于单片机电压采集电路设计集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]1引言数据采集是分析模拟信号量数据的有效方法。

而实时显示数据是自动化检测系统的现实需求。

在测试空空导弹导引头的过程中，导引头的响应信号包括内部二次信号和模拟量电压信号。

检测过程中要求检测系统实时显示导引头的工作状态，显示二次电源和模拟量响应电压信号，判断导引头性能，同时保证在非常情况下人为对导引头做出应急处理，保护导引头。

对于模拟量电压信号，通常采用模数转换、事后数据标定的方法实现。

根据现实需求，研制相应检测系统可作为导引头日常维护和修理的重要工具。

这里介绍一种基于单片机和CPLD的实时数据采集显示系统设计方案。

?2系统构成该系统中待采集显示电压信号共路，动态电压范围为－~+27V。

由于这些电压信号变化频率较低，或者认为频率无变化，且检测系统只关心其电压值，所以在低采样率下就可满足系统要求。

根据需求，系统设计的采样率即显示刷新速率在1．56k／s以上。

采用单片机80C196KB和可编程逻辑器件78SLC为核心控制器，以80C196KB内部集成A/D转换器作为模数转换器实现16路电压信号的实时数据采集、显示、控制。

该系统总体设计结构框图如图1所示。

整个系统主要由信号预处理、信号选通、单片机采集、双机以及数据处理显示等构成。

其中，信号选通模块由CPLD和多路模拟选择器组成。

3系统硬件电路设计3．1信号预处理电路由于待采集电压信号输入动态范围较宽，且极性各异，对于单片机A／D转换器来说，需要调理到能够采集的电压范围闱0~5V，所以要统一调理采集信号，如图2所示。

图2中运放和1556均采用双电压供电，以提高动态信号输入范围；均采用精度为0．1％的精密型金属膜电阻，以提高电压转换精度。

在二级电压凋理过程中，MC1556同相输人端采用电路以减少长时间通电情况下温度升高对系统产生的不良影响。

南于电压跟随器具有输入阻抗大和输出驱动能力强的特点，故在预处理电路的输入端和输出端均采用电压跟随电路。

基于51单片机的电压、频率采集系统

待中断了。３中断服务子程序流程２本系统中用到两个中断：部中断０和定时器１外中断。外部中断０的输入口与ＡＣ８９的转换结束口ＥＣ相连，Ｄ００Ｏ当
图１是系统的硬件结构框图。
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了５５．％和５８．％。
图２Ｔ中断服务子程序流程图，１
４结束语本设计是双电源切换装置的一小部分，有ＣＵ利用率高、行具Ｐ执速度快、简单易行等特点，同时可以在外围进行电路扩展，故具有推广价值。由于该系统差要但是电压和频率的采集和实时监控，没有涉及到电压和频率的控制设计，以在控制：面所有待进一步研究。另外基于系统本身及器件转换中存在误差的缺点，该设计还需要进一步提高精度、减小误差，从而提高系统的整体性能，
ＡＣ８９Ｄ００转换结束后．Ｏ．Ｃ发出中断信号通知单片机进行中断。它的Ｅ中断服务子程序所需要完成的工作是读入被转换了的８位数字量，再将这个８位的十六进制数转换成待显示的七段显示码存入缓冲器中。另一 —个中断为系统内部的定时器Ｔ中断。它有两个功能：是对１一外部矩形脉冲信号进行定时计数，ｓ１内所得到的计数值即使频率值；二是用于中断显示，时间到一次，示—位，计数就显由于定时时间很短，人眼看起来各位数码显示管就像“ 同时 ” 示一样。该中断服务子程序的显
流程图如图２所示。
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51单片机的数字电压表设计

51单片机的数字电压表设计随着科技的快速发展，单片机在许多领域得到了广泛应用。

51单片机作为一种常见的单片机，具有功能强大、易于编程等优点，因此在数字电压表设计中具有独特优势。

本文将介绍如何利用51单片机设计数字电压表。

数字电压表的电源电路通常采用直流电源，可以通过变压器将交流电转换为直流电，再经过滤波和稳压电路，将电压稳定在单片机所需的电压范围内。

数字电压表的信号采集电路可以采用电阻分压的方式，将待测电压分压后送入单片机进行测量。

为了提高测量精度，可以采用差分放大器对信号进行放大和差分输出。

51单片机内置ADC模块，可以将模拟信号转换为数字信号。

在数字电压表中，可以使用ADC模块对放大后的模拟信号进行转换，得到数字信号后进行处理和显示。

数字电压表的显示电路可以采用液晶显示屏或LED数码管，将测量结果以数字形式显示出来。

液晶显示屏具有显示清晰、亮度高、视角广等优点，但价格较高；LED数码管价格便宜、亮度高、寿命长，但显示内容有限。

数字电压表的主程序主要完成电压的采集、A/D转换和显示等功能。

主程序首先进行系统初始化，包括设置ADC模块参数、初始化显示等；然后不断循环采集电压信号，将采集到的模拟信号转换为数字信号后进行处理和显示。

51单片机的ADC模块可以通过特殊功能寄存器进行配置和控制。

在数字电压表的软件设计中，需要编写ADC模块驱动程序，以控制ADC 模块完成模拟信号到数字信号的转换。

具体实现可以参考51单片机的ADC模块寄存器定义和操作指南。

数字电压表的显示程序需要根据显示硬件选择合适的显示库或驱动程序。

在编写显示程序时，需要将采集到的数字信号转换为合适的数值，并将其显示在显示屏上。

具体实现可以参考所选显示库或驱动程序的文档说明。

精度问题：数字电压表的精度直接影响到测量结果的质量。

为了提高测量精度，可以采用高精度的ADC模块和合适的信号处理技术。

同时，需要注意信号采集电路中电阻的精度和稳定性。

基于单片机的4通道模拟信号采集与显示系统

设计（论文）内容及要求：一、设计内容1、分析理解常用的单片机模拟电压测量电路系统，设计一可同时测量4路0~5V直流电压的电路，系统具有4路顺序循环采集与指定某一路采集的功能，且能通过显示出通道和电压值；2、学习Keil uVision2和proteus7电子仿真软件；3、将设计的电路通过仿真软件进行运行，并能得到正确结果；4、总结写出设计论文。

二、设计要求[1] 根据设计任务书设计内容，作出设计进度安排，写出开题报告；[2] 撰写毕业设计（论文），篇幅不少于1.5万字,图表数据完整;[3]收集查找资料,参考资料不少于六本,并于引用处标明;[4]按毕业设计(论文)规范要求,打印装订成册两本;[5]完成英语译文一篇。

三、主要参考资料[1] 谢自美. 电子线路设计*实验*测试.华中科技大学出版社.[2] 张友德等. 单片微型机原理、应用和实验.电子工业出版社.[3] 吴经国等.单片机应用技术. 中国电力出版社.[4] 李群芳.单片机微型计算机与接口技术.电子工业出版社.[5] 阉石.数字电子技术基础.高等教育出版社.[6] 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程.电子工业出版社.[7] 周立功.单片机实验与实践.北京航空航天大学出版社.南华大学本科生毕业设计（论文）开题报告设计(论文)题目基于单片机的4通道模拟信号采集与显示系统设计(论文)题目来源其它设计(论文)题目类型软件仿真起止时间07年12月-08年5月一、设计（论文）依据及研究意义：依据：单片机I/O口的输入输出功能、AD转换原理及LCD显示原理意义：多通道的模拟信号采集与显示系统比单通道的实用范围更广二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）1、主要研究内容：分析理解常用的单片机模拟电压测量电路系统，设计一可同时测量4路0～5V直流电压的电路，系统具有4路顺序采集与指定某一路采集的功能，且能通过显示屏显示出通道数的电压值。

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。

电子测量大作业（基于C51单片机的简单数字电压表）

电⼦测量⼤作业（基于C51单⽚机的简单数字电压表）基于单⽚机的简易数字电压表的设计⼀、概述本课题设计是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ADC0808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AT89C51来完成，其负责把ADC0808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ADC0808芯⽚⼯作。

⼆、主要芯⽚1、ADC0808 主要特性ADC0808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ADC0808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。

ADC0808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。

ADC0808芯⽚有28条引脚，采⽤双列直插式封装，其引脚图如图3所⽰。

图1 ADC0808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 ADC0808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。

单片机(基于AT89C51的温度采集与显示系统设计)

基于AT89C51的温度采集与显示系统设计摘要：以ＡＴ８９Ｃ５１单片机为核心控制元件介绍了与ＤＳ１８Ｂ２０和ＭＡＸ７２１９显示驱动组成的温度采集系统的设计方案利用单片机空余Ｉ／Ｏ口以及上述元件的特性，构成该系统。

通过Ｐｒｏｔｅｕｓ进行仿真。

关键词：温度采集，ＡＴ８９Ｃ５１，ＤＳ１８Ｂ２０，ＭＡＸ７２１９目录1、系统概述……………………………………………………………….2、硬件介绍……………………………………………………………….3、软件设计……………………………………………………………….4、仿真结果……………………………………………………………….5、小结…………………………………………………………………….6、参考文献……………………………………………………………….1、系统概述温度传感器选用目前常用的数字温度传感器DS18B20，采用数码LED显示，显示驱动为ＭＡＸ７２１９，首先设计系统的总体原理图如下：系统可以简单地分为为５个模块，由外部提供８Ｖ－２４Ｖ直流电源供电。

电源模块将输入８－２４Ｖ的电源电压转换为５Ｖ，为系统中的芯片供电，可以使用７８０５等常用的三端稳压器芯片；温度传感器采集温度信号，温度传感器有模拟输出和数字输出两种形式，这里选择具有数字输出的ＤＳ１８Ｂ２０；单片机是系统的核心，选用ＡＴ８９Ｃ５１；系统采用ＬＥＤ数码显示器显示温度值，ＬＥＤ显示屏采用独立的显示驱动芯片ＭＡＸ７２１９，单片机将待显示的字符写入ＭＡＸ７２１９后，ＭＡＸ７２１９将会动态的刷新显示内容，无需占用单片机过多的资源。

尽管ＤＳ１８Ｂ２０的分辨率可已达到０．０６２５°Ｃ，但测量精确度为０．５°Ｃ，因此设计４位数的ＬＥＤ数码显示管就可以了，显示３位整数，１位小数。

2、硬件介绍：1、数字温度传感器DS18B20DS18B20数字温度计提供9位-24位（二进制）温度读数，以指示器件的温度，数据经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从主机CPU到DS18B20仅需要一条DQ。

基于单片机的高精度智能交直流电压数据采集系统设计

基于单片机的高精度智能交直流电压数据采集系统设计电压是电子与电力系统中最基本的测量元素之一，快速准确地获取电压值一直是数据采集与电子测量仪器研究的重要内容之一。

传统的指针式电压表具有精度低、可视距离近、功能单一等缺陷，已不适应高速信息化的发展需要。

目前市场上广泛使用的数字电压表智能化程度低，测量电压时需手动切换量程，当量程选择不当时会出现测量精度下降、乃至烧坏电压表的极端情况；而高精度的全量程无档数字电压表一般都采用了DSP、FPGA或CPLD等复杂电路系统，硬件和软件实现成本较高。

为此，笔者设计研制出了一种以单片机为控制主体的智能交流直流电压数据采集系统，具有体积小、精度高、结构简单、使用与读数方便、性价比高、适应范围宽等优点，有效地弥补了上述各种电压表系统的缺点和弊端。

1 系统总体方案该电压数据采集系统主要由电压衰减器、量程转换及放大电路、AC/DC转换电路、A/D 转换电路、主控单片机STC89C52以及LCD显示电路等5个部分组成，其原理框图如图1所示。

电压衰减器和放大器将待测模拟信号电压值转换到AC/DC变换器的输入电压范围内，直流电压经衰减放大后不需作AC/DC转换；量程转换电路根据输入到A/D转换器的模拟直流电压大小，由单片机判断后控制继电器对衰减放大电路作相应的调整，确保选择出最佳量程；A/D转换由单片机启动，在软件中对采集到的数据作数字滤波、标度变换和系统误差校准等处理后，根据电压类型标志位在LCD上显示测量值和电压类型。

2 系统硬件设计2．1 电压衰减、放大和量程转换电路电压衰减放大和量程转换电路如图2所示。

电阻R1～R5构成衰减系数分别为1、10、100、1 000、10 000的分压器，将被测输入电压Uin衰减至0～200 mV范围内并送至后端电路放大、AC/DC转换(直流电压不需转换)、A/D转换以及由单片机进行采集、处理与显示。

为了降低测量误差，分压电阻R1～R5均选用误差为±0．5％的精密金属膜电阻。

基于51单片机的电压表的设计

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[1]。

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[3]。

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%。

目前，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，因而，以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面[4]。

本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容，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。

其中，A/D转换采用ADC0808对输入的模拟信号进行转换，控制核心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[5]。

1 设计总体方案1.1设计要求：完成系统的硬件电路设计与软件设计；采用汇编或C 语言编程；采用Proteus 、KeilC 等软件实现系统的仿真调试。

单片机多路数据采集控制系统课程设计报告

单片机多路数据采集控制系统课程设计报告叶醒Xb09610118 余希Xb09610120一、设计目的运用单片机原理及其应用等课程知识，根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试，从而加深对本课程知识的理解，把学过的比较零碎的知识系统化，比较系统的学习开发单片机应用系统的基本步骤和基本方法，使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等有一定的提高。

二、设计要求用8051单片机设计数据采集控制系统，基本要求如下：基本部分：1．可实现8路数据的采集，假设8路信号均为0~5V的电压信号。

2．采集数据可通过LCD显示，显示格式为[通道号] 电压值，如[01] 4.5。

3．可通过键盘设置采集方式：单点采集、多路巡测、采集时间间隔。

4．具有异常数据声音爆晶功能：对第一路数据可设置正常数据的上限值和下限值，当采集的数据出现异常，发出报警信号。

选作功能：1.异常数据音乐报警。

2.可输出8路顺序控制信号，设每路顺序控制信号为一位，顺序控制的流程为：三、总体设计我们选择单片机与A/D转换芯片结合的方法实现本设计。

使用的基本元器件是：A T89C52单片机，ADC0809模数转换芯片，LCD显示器，按键，电容，电阻，晶振等。

数字电压测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。

A/D转换由集成电路ADC0809完成。

ADC0809具有8路拟输入端口，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。

单片机的P1.5~P1.7、P3端口作1602液晶显示控制。

P2端口作A/D转换数据读入用，P0端口用作0809的A/D 转换控制。