51单片机简单数字电压表
基于51单片机的简易数字电压表的设计原理1
题目：基于51单片机的简易数字电压表的设计系部：专业：班级：学生姓名：学号：指导老师：日期：目录毕业设计任务书 (1)开题报告........................................................................................ 错误!未定义书签。
摘要.......................................................................................... 错误!未定义书签。
关键词. (2)引言 (2)第一章A/D转换器 (4)1．1A/D转换原理 (4)1．2 ADC性能参数 (6)1．2．1 转换精度 (6)1．2．2. 转换时间......................................................... 错误!未定义书签。
1．3 常用ADC芯片概述 (8)第二章8OC51单片机引脚 (9)第三章ADC0809 (11)3.1 ADC0809引脚功能 (11)3.2 ADC0809内部结构 (13)3.3ADC0809与80C51的接口 (14)3.4 ADC0809的应用指导 (15)3.4.1 ADC0809应用说明 (15)3.4.2 ADC0809转换结束的判断方法 (15)3.4.3 ADC0809编程方法 (16)第四章硬件设计分析 (17)4.1电源设计 (17)4.2 关于74LS02，74LS04 (17)4.3 74LS373概述 (18)4.3.1 引脚图 (18)4.3.2工作原理 (18)4.4简易数字电压表的硬件设计 (19)结论 (20)参考文献 (20)附录.......................................................................................... 错误!未定义书签。
基于8051单片机的简易数字电压表设计
基于8051单片机的简易数字电压表设计姓名:吴建亮班级：电信1202 学号：201203090224摘要电压表应用十分广泛，但大部分是模拟电压表，而由于其特性，反应速度慢，读数麻烦并且误差较大，所以为适应不断快速发展的高速信号领域，已经广泛使用数字电压表。
本实验设计是基于51单片机开发板ESDM-3A实现的一种数字电压表系统。
该设计采用8051单片机作为控制核心，以ADC0为模数转换数据采样，实现被测电压的数据采样，外部采用LCD12864液晶显示电压表的电压值。
1.设计任务和要求1.1 设计任务设计制作一个简易直流电压表，该直流电压表能测量直流电压。
各硬件模块如图1.1所示。
输入电压AD转换器8051单片机LCD12864图1.1硬件框图1.2 设计要求（1）ADC0的工作方式设置如下：采用单端输入，模拟输入电压从P2.0输入；选择DDV作为参考电压源；转换时钟频率设置为2MHz；采用写“AD0BUSY”启动A/D转换。
（2）采用定时器中断每隔0.5s启动一次A/D转换；通过ADC0中断服务程序读取转换值。
2.设计方案2.1 硬件电路硬件模块如上图1.1所示。
输入电压由开发板上J8接口的第2脚0~5.0V接跳线至单片机扩展接口J7的第4脚P2.0，调节电位器RP3实现不同电压的输入。
AD转换器、单片机、液晶屏在开发板已经连接好。
下面简单介绍所用的器件。
C8051F360单片机主要模拟和数字资源包括：（1）高速8051微控制器内核。
（2）10位逐次逼近型A/D转换器。
（3）10位电流输出D/A转换器。
（4）两个模拟电压比较器CP1和CP0。
（5）片内锁相环PLL。
（6）扩充中断处理系统。
（7）存储器，256字节内部RAM;1024字节XRAML；32字节闪存存储器。
（8）数字资源，多达39个I/O引脚，全部为三态双向口，允许与5V系统接口。
（9）时钟源，2个内部振荡器；80kHz低频低功耗振荡器。
基于51单片机的简易数字电压表的设计要点
五邑大学单片机课程设计报告基于51单片机的简易数字电压表的设计学院：信息工程学院专业：交通工程（交通控制与管理）班姓名学号指导老师：完成日期：2015年01月05日目录1 引言 (1)2 设计方案 (1)3 元器件 (3)4 实际电路 (8)5 单片机程序 (10)6 电路板制作 (15)7总结 (16)8附录 (16)9参考文献 (17)数字电压表设计1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。
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。
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。
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2 设计方案2.1设计要求以单片机为核心，设计一个数字电压表。
51单片机实现简易数字电压表(液晶显示)仿真图+程序
#include <lcd.c>
#include <ADC0809.c>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void main()
{
uchar i;
ADC_init();
LCD_init();
while(1)
void LCD_w_com(uchar com)
{
while(lcd_bz());
LCD_DB=com;
LCD_RS=0;//指令
LCD_RW=0;//写入
LCD_E=1;
LCD_E=0;
delay(1);//等待执行完毕。。。
}
//===================写数据函数=================
void gotoxy(uchar x,uchar y) // x表示行，y表示列
{uchar address;
if(x==1)
address=0x80+y;
else
address=0xc0+y;
LCD_w_com(address);
}
//=========显示一个字符串==================
gotoxy(2,5);
LCD_display(c);
}
void sepr(uchar i)
{
uint ch;
ch=i;
c[0]='0'+ch/51;
c[1]='.';
c[2]='0'+(ch%51)*10/51;
基于51单片机的简易数字电压表的设计 推荐
题目：基于51单片机的简易数字电压表的设计目录毕业设计任务书 (2)开题报告...................................................................................... 错误！未定义书签。
摘要........................................................................................ 错误！未定义书签。
关键词. (3)引言 (3)第一章A/D转换器 (5)1．1A/D转换原理 (5)1．2 ADC性能参数 (7)1．2．1 转换精度 (7)1．2．2. 转换时间....................................................... 错误！未定义书签。
1．3 常用ADC芯片概述 (9)第二章8OC51单片机引脚 (10)第三章ADC0809 (12)3.1 ADC0809引脚功能 (12)3.2 ADC0809内部结构 (14)3.3ADC0809与80C51的接口 (15)3.4 ADC0809的应用指导 (16)3.4.1 ADC0809应用说明 (16)3.4.2 ADC0809转换结束的判断方法 (16)3.4.3 ADC0809编程方法 (17)第四章硬件设计分析 (18)4.1电源设计 (18)4.2 关于74LS02，74LS04 (18)4.3 74LS373概述 (19)4.3.1 引脚图 (19)4.3.2工作原理 (19)4.4简易数字电压表的硬件设计 (20)结论 (21)参考文献 (21)附录........................................................................................ 错误！未定义书签。
基于51单片机的数字电压表设计
1.1数字电压表介绍数字电压表简称DVM，数字电压表基本原理是将输入的模拟电压信号转化为数字信号，再进行输出显示。
而A/D转换器的作用是将连续变化的模拟信号量转化为离散的数字信号，器基本结构是由采样保持，量化，编码等几部分组成。
因此AD转换是此次设计的核心元件。
输入的模拟量经过AD转换器转换，再由驱动器驱动显示器输出，便得到测量的数字电压。
本次自己的设计作品从各个角度分析了AD转换器组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及原理，并且分析了数模转换进而使系统运行起来的原理及方法。
通过自己的实践提高了动手能力，也只有亲历亲为才能收获掌握到液晶学过的知识。
其实也为建立节约成本的意识有些帮助。
本次设计同时也牵涉到了几个问题：精度、位数、速度、还有功耗等不足之处，这些都是要慎重考虑的，这些也是在本次设计中的收获。
1.3 本次设计要求本次设计的作品要求制作数字电压表的量程为0到10v，由于用到的模数转换芯片是ADC0809，设计系统给的供电电压为+5v，所以能够测量的电压范围为-0.25v到5.25v之间，但是一般测量的直流电压范围都在这之上，所以采用电阻分压网络，设计的电压测量范围是0到25v之间，满足设计要求的最大量程5v的要求。
同时设计的精度为小数点后三位，满足要求的两位小数的精度，在不考虑AD芯片的量化误差的前提下，此次设计的精度能够满足一般测量的要求。
2单片机和AD相关知识2.1 51单片机相关知识51单片机是对目前所有兼容intel 8031指令系统的单片机的统称。
该系列单片机的始祖是intel的8031单片机，后来随着技术的发展，成为目前广泛应用的８为单片机之一。
单片机是在一块芯片内集成了CPU、RAM、ROM、定时器／计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路，又称为MCU。
51系列单片机内包含以下几个部件：一个８位CPU；一个片内振荡器及时钟电路；4KB的ROM程序存储器；一个128B的RAM数据存储器；寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路；32条可编程的I/O口线；两个16位定时／计数器；一个可编程全双工串行口；５个中断源、两个优先级嵌套中断结构。
51单片机简单数字电压表
单片机硬件实习任务书通信工程教研室指导教师：_基于单片机的简易数字电压表的设计目录1 引言 (1)2 设计总体方案 (2)2.1设计要求 (2)2.2 设计思路 (2)2.3 设计方案 (2)3 硬件电路设计 (3)3.1 A/D转换模块 (3)3.2 单片机系统 (6)3.3 复位电路和时钟电路 (8)3.4 LED显示系统设计 (8)3.5 总体电路设计 (11)4 程序设计 (13)4.1 程序设计总方案 (13)4.2 系统子程序设计 (13)5 仿真 (15)5.1 软件调试 (15)5.2 显示结果及误差分析 (17)结论 (20)参考文献 (21)附录程序代码和实物图 (24)心得体会 ......................................................... 错误！未定义书签。
1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[4]。
基于C51单片机数字电压表的设计及仿真解读
学科代码：07120100学号:************师范大学（本科）毕业论文题目：基于C51单片机数字电压表设计及仿真学院:专业: 电子信息科学与技术年级：2010级姓名:指导老师：老师（副教授）完成时间：2010年04月15日摘要：本论文讲述了基于C51单片机的数字电压表的设计及仿真，设计主要由三个部分组成：单片机（AT89C51）、LED显示模块、A/D转换器。
A/D转换主要由芯片ADC0808来完成，作用是把电压的模拟量转换为相应的数字量并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处理，产生相应的显示代码驱动显示模块进行显示；另外,它还控制着ADC0808芯片工作。
该系统的数字电压表电路简洁明了，所涉及到的元件较少，成本低，而测量精度和可靠性较高。
该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4位一体的7段数码管显示出来。
关键词AT89C51；ADC0808；LED数码显示管；数字电压表Abstract：This essay which introduces a kind of simple digital voltmeter is based on C51 single-chip microcontroller design and simulation. The circuit of the voltage meter is mainly containing three parts: data processor(AT89C51)、LED display、A/D converting mould piece, A/D converting is mainly completed by the ADC0808, it converts the analog data into the digital data and transmits the outcome to the data processor(C51). Data processing is mainly completed by the AT89C51 chip, it processes the data produced by the ADC0808 chip and generates the right manifestation codes,。
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。
51单片机的数字电压表设计
摘要
近些年来，数字电压表逐渐进入人们的视线中，它主要采取数字化测量技 术。与传统的指针式仪表相比，它的功能有了进一步的完善，并且精度也有了 很大的提高。数字电压表主要采用单片机和模/数转换模块，这样不仅提高了测 量速度，而且抗干扰能力强、使用便捷、可扩展性强、测量准确。 本文主要采用 AT89C51 单片机和 ADC0808 芯片制作的简易数字电压表， 可以采集 0~5V 和 5~10V 的模拟直流电压进行测量，其测量结果在液晶 LCD1602 上显示。 该设计硬件电路主要有三个模块组成:A/D 转换模块、 数据处 理模块及输出显示模块。数据处理由单片机 AT89C51 来完成，它主要把 ADC0808 传送来的数值经一定的数据处理，然后送至显示模块进行显示，同时 控制显示芯片 1602 的工作。 程序设计上有各模块初始化操作、 电压档位选择和 LCD1602 液晶显示程序等。
8
3. 系统程序设计
系统的主程序流程如图 3-1 所示：
开始
初始化
m>1000? N 接收并处理 数据
Y
选择量程
显示电压值
显示MAX
等待下一次数据
图 3-1
系统主程序流程图
本设计程序设计主要分为几个模块： 初始化程序设计、 A/D 采样程序设计、 测量参数数据处理程序设计、量程选择和报警程序设计、LCD1602 显示程序设 计。下面逐个介绍各个模块的程序设计。 3.1 初始化程序 所谓初始化，将利用到单片机内部各部件或扩展芯片进行初始工作状态设 定，其主要负责设置定时器模式、初始设定、开中断和打开定时器等，对于液 晶 1602 同样也要进行初始化，其中包括清除显示屏、显示开/关控制、功能设 置、进入模式设置等。其中部分初始化程序如下：
基于51单片机的简易数字电压表的方案设计书
班级：智能电网111学生：喻卫湖南铁道职业技术学院电气工程系目录1控制要求2设计目的意义3 系统原理框图4 89C52单片机5 ADC0809 的工作原理6 系统原理图和PCB图7程序流程图8 C语言程序9数字电压表工作原理10设计体会1控制要求利用STC89C52单片机和ADC0809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ADC0809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。
2设计目的意义1.通过亲身的设计应用电路，将所用的理论知识应用到实践中，增强实践动手能力，进而促进理论知识的强化。
2.通过数字电压表的设计系统掌握51单片机的应用。
掌握A/D转换的原理及软件编程及硬件设计的方法，掌握根据课题的要求，提出选择设计方案，查找所需元器，设计并搭建硬件电路，编程写入STC89C52单片机并进行调试等。
3 系统原理框图4 89C52引脚资料STC89C52P1 P0P3 P2AD0809D0~D7IN0~IN7VREF+VREF-CLKOEST、ALE四位数码管位选段选控制线数据待测电压系统原理框图89C51引脚图总线型DIP40引脚封装电源引脚（2个）VCC：接+5V电源。
GND：接地端。
外接晶体引脚（2个）XTAL1：外接晶振输入端（采用外部振荡器时，此引脚接地）。
XTAL2：外接晶振输入端（采用外部振荡器时，此引脚作为外部振荡信号输入端）。
并行输入/输出引脚（32个）P0.0~P0.7：通用I/O引脚。
P1.0~P1.7：通用I/O引脚。
P2.0~P2.7：通用I/O引脚或数据低8位地址总线复用引脚。
P3.0~P3.7：通用I/O引脚或第二功能引脚（RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1、WR 、RD）。
控制引脚（4个）RST/VPD：复位信号输入引脚/备用电源输入引脚。
基于51单片机的简易数字电压表的设计
五邑大学单片机课程设计报告基于51单片机的简易数字电压表的设计学院：信息工程学院专业：交通工程（交通控制与管理）班姓名学号指导老师：完成日期：2015年01月05日目录1 引言 (1)2 设计方案 (1)3 元器件 (3)4 实际电路 (8)5 单片机程序 (10)6 电路板制作 (15)7总结 (16)8附录 (16)9参考文献 (17)数字电压表设计1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。
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。
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。
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2 设计方案2.1设计要求以单片机为核心，设计一个数字电压表。
(原创)用8051实现的数字电压表
用51单片机实现的电压测量一、硬件电路如下图本电路以AD0809转换电平输入，向单片机输出转换好的电压值的数字信号。
并由单片机转换为数码管的字形码，通过串行口输出到74HC164，再由串行转并行芯片164将其转换成并行型号送入数码管显示。
二、程序代码#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define wei P1#define duan P3#define ADdata P0#define ADch P2sbit LEDR=P3^2;sbit ST=P2^0;//Startsbit CLK=P2^1;//clocksbit EOC=P2^2;sbit OE=P2^3;sbitadda=P2^4;sbitaddb=P2^5;sbitaddc=P2^6;sbitdp=P3^5;uchar code dispbitcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; uchar code weiTab[]={0x00,0x01,0x02,0x03};uchar Tab[4];voiddelayus(uint us){while(us--);}void delay(uintms){inti,j;for(i=0;i<ms;i++)for(j=0;j<110;j++);}void display(){ inti;ucharseg;for(i=0;i<4;i++){ seg=dispbitcode[Tab[i]];if(i==1)seg|=0x80;SBUF=seg;delayus(10);wei=weiTab[i];delay(5);wei=0x04;}}voidChSelect(ucharch){ch=(((ch&0x07)<<4)&0x70);ADch=ch;}int temp;uchargetdata;void main(){TMOD|=0x02;//定时器设置TH0=(65536-200)/256;//定时器重装值TL0=(65535-200)%256;TR0=1;IE=0x82;while(1){ST=0;while(EOC==1);//查询转换结束{OE=1;getdata=ADdata;OE=0;temp=getdata*1.0/255*500;Tab[0]=temp/1000;Tab[1]=temp/100%10;Tab[2]=temp/10%10;Tab[3]=temp%10;Display();ST=0;OE=0;ChSelect(3);ST=1;}}}void timer0(void) interrupt 1{TH0=(65536-200)/256; TL0=(65536-200)%256; CLK=~CLK;}。
基于51的简易数字电压表设计与制作
基于51的简易数字电压表设计与制作
1.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，而电压的测量
最为常见，现在学生使用的数字万用表能够测量多种电量，并且具有一定的精度，使用方便。
为了让学生更好地了解数字电压表的工作原理，从而激发他们
对单片机课程的学习兴趣。
本文从软硬件设计、proteus 仿真、制作实物、误差分析几个方面着手，阐述数字电压表的工作原理、数据的程序处理方法、数字
信号软件滤波原理。
2.硬件设计
硬件电路设计由4 个部分组成：a/d 转换电路，at89c51 单片机系统，led 显示系统、测量电压输入电路。
硬件电路设计框图如图1 所示。
其总设计框图如下：
此电路的工作原理是：+5v 模拟电压信号通过变阻器vr1 分压后由adc08008 的in0 通道进入(由于使用的in0 通道，所以adda,addb,addc 均接低电平)，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at89c51 芯片的p0 口，at89c51 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传送给四位led,同时它还通过其四位i/o 口p2.0、p2.1、p2.2、p2.3 产生位选信号控制数码管的亮灭。
简易数字直流电压表的硬件电路已经设计完成，就可以选取相应的芯片和元
器件，利用pROTEUS 软件绘制出硬件的原理，并仔细地检查修改，直至形成完善的硬件原理图。
但要真正实现电路对电压的测量和显示的功能，还需要有。
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。
基于8051单片机的简易电压表设计
基于8051单片机的简易电压表设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：单片机课程设计—简易直流电压表班级：电信四班姓名：彭飞宇学号：2220081336摘要电压表应用十分广泛，但大部分是模拟电压表，而由于其特性,反应速度慢,读数麻烦并且误差较大，所以为适应不断快速发展的高速信号领域，已经广泛使用数字电压表。
本实验设计是基于51单片机开发平台实现的一种数字电压表系统。
该设计采用8051单片机作为控制核心,以ADC0809为模数转换数据采样，实现被测电压的数据采样；通过外围分压电路实现5V和50V的换档;同时使用5V稳压管作为超范围的保护电路;用8255驱动控制四块数码管显示被测电压。
1。
设计任务和要求1.1 设计任务设计制作一个简易直流电压表,该直流电压表能测量直流电压输入电压AD转换器控制器显示测量值1.2 设计要求基本要求1. 能测量电压档0--5V0-—50V 两档，输入阻抗〉200K2. 数码显示共3位，其中一位小数3. 要有输入信号超范围的保护电路 发挥部分1． 能够测量交流电压（0-500V ） 2． 能够测量电阻二 设计方案和部分仿真2.1 硬件:上图为硬件的总体框图，可分为四个模块。
模数转换使用ADC0809芯片，它将输入的模拟电压量转换为一个8位的二进制数字，然后进入到单片机80C51控制单元，经过8255驱动处理用数码管显示出电压值.外围电路是一种分压电路，由于ADC0809芯片输入电压不可大于5V,所以当测量50V 档位的时候要通过分压电路来实现。
同时还有控制单片机显示程序，使其显示为50V 档位数值。
（1）以下介绍MCS —51单片机的内部结构，主要部分为电压模拟量输入外电路模 数 转 换 模 块微 控 制 器 模 块数 码 管 显 示模数控制程图1 硬件框图1. 一个8位的CPU2。
单片机课设 简易数字电压表
1.总体设计方案选择与说明要实现电压的测量有多种方案，其中两种比较简单的且精度比较高的方法，分别采用并行ADC0808芯片和和TLC1543/TLC2543芯片。
方案一：用ADC0808芯片做模数转换采样芯片，占用的单片机I/O口线多，占用的板子面积较大，但是可以循环采样8路模拟通道，编程相对简单。
方案二：用TLC1543/TLC2543芯片做模数转换采样芯片，占用的单片机I/O口线少，且占用电路面积小，但是编程比较复杂。
我采用方案一，因为方案一所用到的芯片我们都比较熟悉，采用常用的51单片机作为控制芯片，ADC0808芯片的CLOCK脚（时钟脉冲输入端）接单片机的P2.4脚，DATA OUT接单片机的P0.0-P0.7脚；ADD A-ADD C脚（3位地址输入线）接单片机的P1.0-P1.2；ALE脚（地址锁存允许信号）接单片机的P2.5；OE脚（数据输出允许信号）接单片机的P2.7；IN0-INT7接输入电压（及测试电压），ADC0808通过采样进来的数据信号送给单片机，通过计算再送入显示电路将其电压值显示出来。
电压的范围是0-5V。
2.系统结构框图与工作原理2图1.1 系统结构框图 2.2系统工作原理数字电压表工作原理：这里主要是利用ADC0808并行接口芯片，ADC0808芯片的基准电压脚外接电压为+5V ，则最大可以测得的电压为5V ，ADC0808芯片的模拟输入脚通过电位器接+5V 电压，进行模拟采样，通过调整电位器的值改变模拟量。
输入的模拟量经ADC0808芯片的内部8位开关电路逐次逼近A/D 转换器，转换成8位二进制数，其最小的分辨率为0.0196（V R E F =0.0196V)，D 为转化的数字量，再通过 255/V V REF IN D ⨯=可以求得模拟电压，最后输入四位LED 显示器就可将所测得电压显示出来。
3.硬件电路设计及说明3.1键盘接口电路独立式键盘：独立式键盘中，每个按键占用一根I/O口线，每个按键电路相对独立。
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单片机硬件实习任务书通信工程教研室指导教师：_基于单片机的简易数字电压表的设计目录1 引言 (1)2 设计总体方案 (2)2.1设计要求 (2)2.2 设计思路 (2)2.3 设计方案 (2)3 硬件电路设计 (3)3.1 A/D转换模块 (3)3.2 单片机系统 (6)3.3 复位电路和时钟电路 (8)3.4 LED显示系统设计 (8)3.5 总体电路设计 (11)4 程序设计 (13)4.1 程序设计总方案 (13)4.2 系统子程序设计 (13)5 仿真 (15)5.1 软件调试 (15)5.2 显示结果及误差分析 (17)结论 (20)参考文献 (21)附录程序代码和实物图 (24)心得体会 ......................................................... 错误！未定义书签。
1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[4]。
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[3]。
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[11]。
2设计总体方案2.1设计要求⑴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。
⑵采用1路模拟量输入，能够测量0-5V之间的直流电压值。
⑶电压显示用4位一体的LED数码管显示，至少能够显示两位小数。
⑷尽量使用较少的元器件。
2.2设计思路⑴根据设计要求，选择AT89C51单片机为核心控制器件。
⑵A/D转换采用ADC0809实现，与单片机的接口为P1口和P2口的高四位引脚。
⑶电压显示采用4位一体的LED数码管。
⑷LED数码的段码输入,由并行端口P0产生：位码输入，用并行端口P2低四位产生。
2.3设计方案硬件电路设计由6个部分组成; A/D转换电路，AT89C51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3 硬件电路设计3.1A/D转换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。
一个n位的逐次逼近型A/D转换器只需要比较n次，转换时间只取决于位数和时钟周期，逐次逼近型A/D转换器转换速度快，因而在实际中广泛使用[1]。
3.1.1逐次逼近型A/D转换器原理逐次逼近型A/D转换器是由一个比较器、A/D转换器、存储器及控制电路组成。
它利用内部的寄存器从高位到低位一次开始逐位试探比较。
转换过程如下：开始时，寄存器各位清零，转换时，先将最高位置1，把数据送入A/D转换器转换，转换结果与输入的模拟量比较，如果转换的模拟量比输入的模拟量小，则1保留，如果转换的模拟量比输入的模拟量大，则1不保留，然后从第二位依次重复上述过程直至最低位，最后寄存器中的内容就是输入模拟量对应的二进制数字量[5]。
其原理框图如图2所示：图2 逐次逼近式A/D转换器原理图3.1.2ADC0809主要特性ADC0809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ADC0809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[5]。
ADC0809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[6]。
3.1.3ADC0809的外部引脚特征ADC0809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3 ADC0809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 ADC0809通道选择表送来，宽度应大于100ns，上升沿清零SAR,下降沿启动ADC工作。
EOC: EOC为转换结束输出线，该线上高电平表示A/D转换已结束，数字量已锁入三态输出锁存器。
D1-D8：数字量输出端，D1为高位。
OE：OE为输出允许端，高电平能使D1-D8引脚上输出转换后的数字量。
REF+、REF-:参考电压输入量，给电阻阶梯网络供给标准电压。
Vcc、GND: Vcc为主电源输入端，GND为接地端，一般REF+与Vcc连接在一起，REF-与GND连接在一起.CLK:时钟输入端。
3.1.4 ADC0809的内部结构及工作流程ADC0808由8路模拟通道选择开关，地址锁存与译码器，比较器，8位开关树型A/D转换器，逐次逼近型寄存器，定时和控制电路和三态输出锁存器等组成，其内部结构如图4所示。
图4 ADC0809的内部结构其中：（1）8路模拟通道选择开关实现从8路输入模拟量中选择一路送给后面的比较器进行比较。
（2）地址锁存与译码器用于当ALE信号有效时，锁存从ADDA、ADDB、ADDC 3根地址线上送来的3位地址，译码后产生通道选择信号，从8路模拟通道中选择当前模拟通道。
（3）比较器，8位开关树型A/D转换器，逐次逼近型寄存器，定时和控制电路组成8位A/D转换器，当START信号有效时，就开始对当前通道的模拟信号进行转换，转换完成后，把转换得到的数字量送到8位三态锁存器，同时通过引脚送出转换结束信号。
（4）三态输出锁存器保存当前模拟通道转换得到的数字量，当OE信号有效时，把转换的结果送出。
ADC0809的工作流程为：（1）输入3位地址，并使A LE=1,将地址存入地址锁存器中，经地址译码器从8路模拟通道中选通1路模拟量送给比较器。
（2）送START一高脉冲，START的上升沿使逐次寄存器复位，下降沿启动A/D 转换，并使EOC信号为低电平。
（3）当转换结束时，转换的结果送入到输出三态锁存器中，并使EOC信号回到高电平，通知CPU已转换结束。
（4）当CPU执行一读数据指令时，使OE为高电平，则从输出端D0-D7读出数据。
3.2单片机系统3.2.1 AT89C51性能AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含有4KB的可反复擦写的只读程序存储器和128字节的随机存储器。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，它为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51功能性能:与MCS-51成品指令系统完全兼容；4KB可编程闪速存储器；寿命：1000次写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0-24MHz；三级程序存储器锁定；128*8B内部RAM；32个可编程I/O口线；2个16位定时/计数器；5个中断源；可编程串行UART通道；片内震荡器和掉电模式[6]。
3.2.2 AT89C51各引脚功能AT89C51提供以下标准功能：4KB的Flash闪速存储器，128B内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路，同时，AT89C51可降至0Hz静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作，掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有工作直到下一个硬件复位。
AT89C51采用PDIP封装形式，引脚配置如图5所示[7]。
图5 A T89C51的引脚图AT89C51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89C51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89C51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。