“基于单片机的数字电压表设计”开题报告
基于单片机的数字电压表设计报告
单片机原理及系统课程设计专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2010 年 3 月 7 日基于单片机的数字电压表设计摘要显示电路输入电路图2.2系统组成框图3.硬件设计3.1系统硬件设计原理通过变量设置选择八路通道中的第三路，将该路模拟电压送入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OE端口置为高电平，单片机将ADC0809转换后的数字量存到片内RAM。
系统调出数据处理子程序，将测量结果转化为0.00~5.00V，最后通过查表将每一位数据输出到LED显示电路，将相应电压显示出来，程序进入下一个循环。
单片机的P0.0~P0.7作为4位动态数码显示管的段显示控制。
P2.1~P2.3作为4位动态显示管的位显示控制。
3.2硬件设计原理图在Proteus仿真环境下所搭建的系统硬件电路图如图3.2所示。
图3.2系统原理图图4.2 程序流程图（a）主程序流程图(b)AD转换流程图5.系统调试及仿真结果6.总结两周的课程设计结束了，在这过程中，我学到了很多东西。
首先，我学会了单片机设计的基本过程有哪些，每一过程有哪些基本的步骤，怎样通过查资料去完成这每一步。
其次我巩固了上学期所学的一些单片机知识，从而加深了对ADC0809芯片的功能的了解。
在编程过程中，遇到了许多困难，通过与同学之间的交流和咨询，最后解决了这些困难。
所谓实践出真知，学到的东西只有运用到实践当中，才能真正体会到知识的力量。
最后，通过这次课程设计，让我明白了想法和实践还是有差距的，当你真正去做一件事的时候，你会发现你的想法可能不适用，随时都需要调整，另外扎实的理论知识也是完成设计任何设计必不可少的要素，一切想法离开了理论知识都是空想。
参考文献[1]彭为,黄科,雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲[M].电子工业出版社.2009:22-54.[2] 谭浩强.C程序设计(第三版)[M].清华大学出版社.2009:32-46.[3] 王思明,张金敏,张鑫等.单片机原理及应用系统设计(第一版)[M].科学出版社.2012:70-292.附录A源程序代码#include<reg52.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned charsbit p21=P2^1;sbit p22=P2^2;sbit p23=P2^3;sbit EOC=P3^1;sbit OE=P3^0;sbit ST=P3^2;sbit p34=P3^4;sbit p35=P3^5;sbit p36=P3^6;uchar code tab[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12};uchar code led[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}; uchar code led_[]={0xC0,0xf9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90}; void delay(uchar n){uchar i,j;for(i=0;i<n;i++)for(j=0;j<125;j++);}void convert(uchar volt_data){unsigned int temp;temp=100*volt_data/51;P0=led[temp/100]; //个位上的数字显示p21=1; //选通个位delay(3); //延时p21=0; //不选通个位P0=led_[temp%100/10]; // 十分位的数字显示p22=1; //选通十分位delay(3); //延时p22=0; //不选通十分位P0=led_[temp%10]; //百分位的数字显示p23=1; //选通百分位delay(3); //延时p23=0; //不选通百分位}void main(){uchar volt_data;p34=1;p35=1;p36=0; //选通ADC0808的IN3通道while(1){ST=0;_nop_();ST=1;_nop_();ST=0; //开始转换if(EOC==0) //如果EOC为0，则继续转换delay(100);while(EOC==0); //当EOC为1时，转换完毕OE=1; //数据允许输出标志volt_data=P1; //讲P1口的数据送volt_dataOE=0;convert(volt_data);}}。
单片机课程设计报告报告——数字电压表
数字电压表单片机课程设计报告班级：姓名：学号：指导教师：2011 年3 月29 日数字电压表电路设计报告一、题目及设计要求采用51系列单片机和ADC 设计一个数字电压表，输入为0～5V 线性模拟信号，输出通过LED 显示，要求显示两位小数。
二、主要技术指标1、数字芯片A/D 转换技术2、单片机控制的数码管显示技术3、单片机的数据处理技术三、方案论证及选择主要设计方框图如下：1、主控芯片方案1：选用专用转化芯片INC7107实现电压的测量和实现，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。
缺点是京都比拟低，内部电压转换和控制局部不可控制。
优点是价格低廉。
方案2：选用单片机AT89C51和A/D 转换芯片ADC0809实现电压的转换和控制，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。
缺点是价格稍贵；优点是转换京都高，且转换的过程和控制、显示局部可以控制。
基于课程设计的要求和实验室能提供的芯片，我选用了：方案2。
2、显示局部方案1：选用4个单体的共阴极数码管。
优点是价格比拟廉价；缺点是焊接时比拟麻烦，容易出错。
方案2：选用一个四联的共阴极数码管，外加四个三极管驱动。
这个电路几乎没有缺点；优点是便于控制，价格低廉，焊接简单。
基于课程设计的要求和实验室所能提供的仪器，我选用了：方案2。
四、电路设计原理模拟电压经过档位切换到不同的分压电路筛减后，经隔离干扰送到A/D转换器进展A/D转换。
然后送到单片机中进展数据处理。
处理后的数据送到LED 中显示。
同时通过串行通讯与上位通信。
硬件电路及软件程序。
而硬件电路又大体可分为A/D转换电路、LED显示电路，各局部电路的设计及原理将会在硬件电路设计局部详细介绍；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。
数字电压表的开题报告
五．日程安排
第2-4周、查阅文献、熟悉单片机及编程语言；
第5-9周、完成系统硬件设计；
第10-16周、完成系统软件设计；
第17-18周、写毕业论文。
六．参考文献
[1]王迎旭.单片机原理与应用技术.北京：机械出版社.2004.7
[2]周向红.51系列单片机与实践教程.北京：北京航空航天大学出版社.2008.5
输入输出模块中它除了8位ADC外还有一个8路模拟开关，其作用可根据地址译码信号来选择8路模拟输入，8路模拟输入可以分时共用一个ADC进行转换。可实现多路采集。其转换结果通过三态输出锁存器输出。
四．课题研究方案
本系统主要由四部分组成，即量程转换模块、逐次逼近A/D转换模块、单片机控制模块、液晶显示模块4个模块组成。
[3]刘国荣.单片机微型计算机技术.北京：人民邮政出版社.2008
[4]清源科技.Protel 99 se电路原理图与PCB设计及仿真.机械工业出版社.2008
指导教师意见
指导Hale Waihona Puke 师(签字):年月日学院意见
学院院长(签字):年月日
填表说明:题目类型: 1、工程设计；2、应用研究；3、理论研究；4、其它；（选1、2、3、4）。
二．国内外研究现状
目前，市场上的主要使用的电压表有：指针式电压表和数字电压表两种。由于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，因此，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进行实时通信等优点已使数字电压表成为现在电子测量的主要应用产品。同时，由数字电压表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。
单片机数字电压表开题报告
单片机数字电压表开题报告单片机数字电压表开题报告一、引言在现代科技发展迅猛的时代，电子技术已经渗透到了我们生活的方方面面。
而单片机作为电子技术的重要组成部分，其应用范围也越来越广泛。
本文将以单片机数字电压表为研究对象，探讨其开发的可行性和实际应用的意义。
二、研究目的单片机数字电压表是一种能够测量电压并以数字形式显示的仪器。
其主要目的是为了提供一种简便、准确的电压测量方法，并为用户提供直观的数字显示结果。
本研究的目的是通过设计和开发一个基于单片机的数字电压表，实现对电压的测量和显示。
三、研究方法本研究将采用以下方法来实现单片机数字电压表的设计和开发：1. 硬件设计：选择合适的单片机芯片，并设计相应的电路板，包括电源电路、信号采集电路和显示电路等。
2. 软件开发：使用适当的编程语言和开发工具，编写单片机的程序代码，实现电压的采集、处理和显示功能。
3. 测试和验证：对设计的电路板和程序进行测试和验证，确保其功能和性能达到预期要求。
四、研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面：1. 单片机选择：根据实际需求和性能要求，选择合适的单片机芯片，并对其进行详细的介绍和比较。
2. 电路设计：根据电压测量的原理和要求，设计相应的电路板，包括电源电路、信号采集电路和显示电路等。
3. 程序开发：使用适当的编程语言和开发工具，编写单片机的程序代码，实现电压的采集、处理和显示功能。
4. 功能测试：对设计的电路板和程序进行测试，验证其功能和性能是否达到预期要求。
5. 实际应用：将设计好的单片机数字电压表应用于实际场景中，检验其在实际使用中的可行性和实用性。
五、预期成果通过本研究，预期可以实现以下几个方面的成果：1. 设计和开发一个基于单片机的数字电压表，能够准确测量电压并以数字形式显示。
2. 确定合适的单片机芯片，并对其进行详细的介绍和比较，为后续研究提供参考。
3. 设计和实现相应的电路板，包括电源电路、信号采集电路和显示电路等，为电压测量提供可靠的硬件支持。
基于单片机的数字电能表的设计开题报告
[1] 赵伟.电能表技术的发展历程.电测与仪表.1999.06
[1] 康华光.电子技术基础(数字部分)(第5版) [M].高等教育出版社.2006
②画出该设计的电路原理图，然后利用Protel、或者Multisim等专业的电路设计工具对其进行电路可靠性和稳定性分析，讨论其可行性。
③然后根据要求确定电路各元件的参数，焊接出实际的智能直立车电路。
对智能电表的功能、可靠性以及稳定性进行测试。
准备情况（已发表或撰写的相关文章、查阅过的文献资料及调研情况、现有仪器、设备情况等）
2016.5.1至2016.5.30整理论文，进行毕业答辩。
指导教师意见（研究的意义、创新点、前期基础工作、存在的难点和困难、建议等）
指导教师签名： 年 月 日
教研室意见
教研室主任签名： 年 月 日
[2] 康华光.电子技术基础（模拟部分）(第5版) [M].高等教育出版社.2006
[4]谭浩强.C程序设计(第四版)[M].清华大学出版社出版.2010
[5] 胡大可.MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机[M].北京：北京航空航大大学出版社,2001
[6] 张剑平等. 基于MSP430系列单片机数据采集系统的设计与开发[J].仪器仪表与分析监测，2006.12
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指导教师*ຫໍສະໝຸດ *专 业电气工程及其自动化专业
职 称
教授
选题的意义及研究状况
电能是社会生产、人民生活必需的重要能源之一， 随着我国科技的进步与经济的不断发展，人们生活水平不断地提高，电能与人们的日常生活的关系日益密切，电力的需求急剧上升。电表的智能化是必然的趋势。智能电表不仅在电能计量，电能计费上要做的更好，更要在电压的承载能力、使用的寿命、能耗、电能抄送方式上有突破的优点，自从国家实行多次电改以来，家家户户都必需换智能电表，老式电表已不复存在。
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%。
基于单片机的数字电压表设计的开题报告
开题报告基于单片机的数字电压表的设计研究现状电压表指固定安装在电力、电信、电子设备面板上使用的仪表，用来测量交、直流电路中的电压。
传统的指针式电压表功能单一、精准度低，不能满足数字化时代的需求，并且传统的电压表在测量电压时需要手动切换量程，不仅不方便，而且要求不超过该量程。
目前，由各种单片A/D转换器构成的数字电压表，已经被广泛用于电子及电工测量领域，并且由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量技术提高到崭新水平。
选题意义数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础，电压表的数字化是将连续的模拟信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，具有清晰直观，读数准确、扩展功能强等特点，这有别与传统的指针加刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视觉差和视觉疲劳。
随着微机测量与控制技术的发展，以单片机为核心的电压表已占有很大的优势，设计主要是研制二路输入直流数字电压表，以单片机AT89C51为核心部件，具有实时显示测量值的功能，单片机体积小、重量轻、价格便宜，电路外围器件少，大大降低了成本。
研究方法硬件设计方面采用AT89C51单片机，A/D转换器采用ADC0809对输入模拟信号进行转换，最后在LED屏显示出来。
软件部分主要有：主程序：在A/D模块启动子程序中，主要根据A/D转换模块的时序图设置单片机的各引脚电平来启动ADC0809。
判断部分主要是通过A/D转换模拟采集到的电压值与档位值进行比较来选择数字电压表的档位，再通过档位处理子程序对A/D转换模块换后的电压值进行处理，然后在数码显示器上显示出来。
LED送显子程序：LED送显子程序主要完成4个LED数码显示器的动态显示功能，显示字型通过查表方式实现。
在显示过程中调用了延时子程序DELAY，使数码显示器能够稳定显示。
自动切换测量程序：档位自动切换子程序的软件设计主要对A/D转换模块转换得到数据和该档位的数据进行比较进行档位的选择，再通过计算将十六进制数转换为十进制数，存储在50H~53H四个单元中，然后再通过调用送显子程序将其显示在数码显示器上显示出来。
数字电压表设计开题报告
电子线路硬件课程设计开题报告课题：数字电压表设计班级：作者：学号：指导老师：摘要数字电压表是利用模拟/数字变换器原理，以十进制数字形式显示被测电压值的仪表，用途十分广泛。
本次课程设计计划用单片机实现。
以单片机芯片AT89C51为核心，在芯片上拓展AD转换、显示部分，然后外接一个衰减电路完成整个数字电压表设计。
目标测量量程0-200V，分为4档：200mV、2V、20V、和200V，分辨率0.1mV，测量误差 < 0.1%。
关键字：数字电压表； AT89C51单片机AbstractA digital voltmeter is an instrument displaying the voltage in decimal system, which is based on simulation to digit. It’s widely used. The design is planned to be finished by using a one-chip computer named AT89C51. An analog to digital converter, a display section, and a voltage attenuation are attached to the chip and they make up the design. The measuring range is 0 to 200 volt. It’s divided into four gears as 200 millivolt, 2 volt, 20volt, and 200volt. The voltage resolution of the voltmeter is 0.1 millivolt and it’s measuring error is less than 0.1 percent.key words: digital voltmeter, one-chip computer, AT89C51一、项目设计目标（1） 项目综合描述本项目要求设计并实现一个数字电压表的装置，该装置能够对0~200V 范围的直流电压进行测量。
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[1]张培仁，孙占辉，张村峰。基于c语言编程MCS-51单片机原理与应用[M]。北京：清华大学出版社，2003.28-175
[2]河桥,段清明,邱春玲。单片机原理及应用[M]。北京：中国铁道出版社，2007。12-43
[3]徐爱钧。《智能化测量控制仪表原理与设计》（第二版）[M]。北京：北京航空航天大学出版社，2004。45-102
数字电压表系统硬件设计框图
三、进度安排
2015.3.1-2015.3.31：复习单片机相关内容，通过理论研究，查找资料，写出开题报告。
2015.3.31-2015.4.15：进一步学习理论基础分析和方案对比，了解A/D转换器ADCO809的基本性能，掌握AT89C51单片机的基本应用及编程软件的使用，自行设计合适的方案，准备所需器材。
二、设计方案
数字电压表的设计即将连续的模拟电压号经过A/D转换器转换成二进制数值，再经由单片机软件编程转换成十进制数值并通过数据显示模块显示出来。
将一片ADC0809必要的外围器件与AT80C51进行接口连接，设计一个数字电压表，可以能对IN0所输入的模拟电压进行识别，将其转换成相应的二进制数并以数码管的形式显示；用万用表测量IN0输入的模拟电压值，并与转换结果进行对比，计算测量，流程图如下：
[4]高峰。《单片微型计算机与接口技术》[M]。北京：科学出版社，2003。50-78
[5]李建忠。单片机原理及应用[M]。西安：西安电子科技大学出版社，2004。32-214
[6]佟为明。《低压电器继电器及其控制系统》[M]。哈尔滨：哈尔滨工业出版社，2003。20-80
[7]李华。《MCS_51系列单片机实用接口技术》[M]。北京：北京航空航天大学出版社，1998.37-41
数字电压表最初是伺服步进电子管比较式，其优点是准确度比较高，但是采样速度慢，重量达几十公斤，体积大。继之出现了斜波式电压表，它的速度方面稍有提高，但是准确度低，稳定性差，再后来出现了比较式仪表改进逐次渐近式结构，它不仅保持了比较式准确度高的优点，而且速度也有了很大的提高，但它有一缺点是抗干扰能力差，很容易受到外界各种因素的影响。随后，在斜波式的基础上双引伸出阶梯波式，它的唯一的进步是成本降低了，可是准确宽，速以及抗干扰能力都未能提高。而现在，数字电压表的发展已经是非常的成熟，就原理来讲，它从原来的一，二种已发展到多种，在功能上讲，则从测单一参数发展到能测多种参数；从制作元件来看，发展到了集成电路，准确度已经有了很大的提高，精度高达1NV；读数每秒几万次，而相对以前，它的价格也有了降低了很多。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。另外，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用户青睐，数字式电压表就是基于这种需求而发展起来的。
按照毕业设计要求，中央控制系统采用AT89C51单片机，A/D转换模块采用ADC0809芯片。
系统通过软件设置单片机的内部定时器T1产生中断信号。通过片选选择8路通道中的一路，将该路电压送入ADC0809的EOC端口产生高电平，同时将ADC0809的OE端口置为高电平，单片机将转换后结果存到片内RAM。系统调出转换显示程序，将转换为二进制的数据再转换成十进制数并输出到数据显示电路，最后将相应电压显示出来。
[8]窦振中。《单片机外围器件实用手册(存储器分册)》[M]。北京：北京航空航天大学出版社，20O0.12-232
[9]汪德彪。《MCS_51单片机原理及接口技术》[M]。电子工业出版社。2001，1-67
[10]吴金戌，沈庆阳，郭庭吉。《8051单片机实践与应用》[M]。北京：清华大学出版社，2002。23-60
如今，数字电压表已绝大部分已取代了传统的模拟指针式电压表。因为传统的模拟指针式电压表功能单一，精度低，读数的时候也非常不方便，很容易出错。而采用单片机的数字电压表由于测量精度高，速度快，读数时也非常的方便，抗干扰能力强，可扩展性强等优点已被广泛的应用于电子及电工的测量，工业自动化仪表，自动测试系统等智能化测量领域。显示出强大的生命力。
[11]Yeager Brent.How to troubleshoot your electronic scale[J].Powder and Bulk Engineering. 1995
[12]Meehan Joanne,Muir Lindsey.SCM in Merseyside SMEs:Benefits and barriers[J]. TQM Journal. 2008
河北联合大学轻工学院
本科生毕业设计开题报告
题目：
基于单片机的数字电压表的设计
学部：
信息科学与技术部
专业：
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
2015年3月24日
一、选题背景：
数字电压表（Digital Voltmeter）出现在50年代初，60年代末发起来的电压测量仪表，简称DVM，它采用的是数字化测量技术，把连续的模拟量，也就是连续的电压值转变为不连续的数字量，加以数字处理然后再通过显示器件显示。这种电子测量的仪表之所以出现，一方面是由于电子计算机的应用逐渐推广到系统的自动控制信实验研究的领域，提出了将各种被观察量或被控制量转换成数码的要求，即为了实时控制及数据处理的需要；另一方面，也是电子计算机的发展，带动了脉冲数字电路技术的进步，为数字化仪表的出现提供了条件。所以，数字化测理仪表的产生与发展与电子计算机的发展是密切相关的；同时，为革新电子测量中的烦锁和陈旧方式也催促了它的飞速发展，如今，它又成为向智能化仪表发展的必要桥梁。
2015.4.15-2015.5.15：掌握ADC0809与AT89C51单片机的接口定义及编程方法，实验性的设计电路，搭建电路，并进行性能测试，无误后进行实物制作。
2015.5.15-2015.5.31：总结，完成毕业设计报告的编写。
2015.5.31-2015.6.15：进行排错、改进，完善毕设，进行设计答辩。