单片机课程设计-数字电压表
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。
单片机课程设计数字电压表
单片机课程设计——电压表的设计学院：信子信息工程学院专业：电子信息工程技术班级：电子信息工程技术二班学号：11137241** 11137241**姓名： *** ****目录1 引言 (1)2设计原理及要求 (2)2.1数字电压表的实现原理 (2)2.2数字电压表的设计要求 (2)3软件仿真电路设计 (2)3.1设计思路 (2)3.2仿真电路图 (3)3.3设计过程 (3)3.4 AT89C51的功能介绍 (4)3.4.1简单概述 (4)3.4.2主要功能特性 (5)3.4.3 AT89C51的引脚介绍 (5)3.5 ADC0809的引脚及功能介绍 (7)3.5.1芯片概述 (7)3.5.2 引脚简介 (7)3.5.3 ADC0809的转换原理 (8)3.6 74LS373芯片的引脚及功能 (8)3.6.1芯片概述 (8)3.6.2引脚介绍 (9)3.7 LED数码管的控制显示 (9)3.7.1 LED数码管的模型 (9)LED数码管模型如图3-6所示。
(9)3.7.2 LED数码管的接口简介 (9)4系统软件程序的设计 (9)4.1 主程序 (10)4.2 A/D转换子程序 (11)4.3 中断显示程序 (12)5使用说明与调试结果 (13)6总结 (13)参考文献................................ 错误！未定义书签。
附录1 源程序 ........................... 错误！未定义书签。
附录2原理电路.......................... 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。
基于单片机的数字电压表的课程设计
基于单片机的数字电压表的课程设计一、引言在电子测量领域，电压表是一种常见且重要的测量工具。
传统的模拟电压表存在精度低、读数不直观等缺点，而数字电压表则凭借其高精度、高稳定性和直观的数字显示等优势，在电子测量中得到了广泛的应用。
本课程设计旨在基于单片机设计一款数字电压表，以实现对直流电压的准确测量和数字显示。
二、设计要求1、测量范围：0 5V 直流电压。
2、测量精度：优于 01V 。
3、显示方式：四位数码管显示。
4、具备超量程报警功能。
三、系统总体设计本数字电压表系统主要由单片机最小系统、A/D 转换模块、数码管显示模块和报警模块组成。
单片机最小系统作为控制核心，负责整个系统的运行和数据处理。
A/D 转换模块将输入的模拟电压转换为数字量，供单片机读取。
数码管显示模块用于显示测量的电压值。
报警模块在测量电压超过设定范围时发出报警信号。
四、硬件设计1、单片机最小系统选用 STC89C52 单片机，其具有性能稳定、价格低廉等优点。
最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。
2、 A/D 转换模块采用 ADC0809 芯片进行 A/D 转换。
ADC0809 是 8 位逐次逼近型A/D 转换器，具有 8 个模拟输入通道，能够满足本设计的需求。
3、数码管显示模块使用四位共阳极数码管进行电压显示。
通过单片机的 I/O 口控制数码管的段选和位选，实现数字的显示。
4、报警模块采用蜂鸣器作为报警元件，当测量电压超过 5V 时，单片机输出高电平驱动蜂鸣器发声报警。
五、软件设计软件部分主要包括主程序、A/D 转换子程序、数据处理子程序和显示子程序等。
1、主程序负责系统的初始化，包括单片机端口设置、A/D 转换器初始化等。
然后循环调用 A/D 转换子程序、数据处理子程序和显示子程序，实现电压的测量和显示。
2、 A/D 转换子程序控制 ADC0809 进行 A/D 转换，并读取转换结果。
3、数据处理子程序将 A/D 转换得到的数字量转换为实际的电压值，并进行精度处理。
单片机课程设计——数字电压表
单片机预习报告--------------电压表一．题目分析根据题目要求，系统设计需要基于自动控制原理，实现电压量程的自动切换、数据采样、电压显示等功能。
主要来说，系统由信号调理电路、A/D转换电路、单片机控制系统、数码显示系统等几个模块组成。
二．系统总体设计与框图系统框图如图下图所示。
该过程是：首先通过系列比较器检测输入电压的极性与范围，单片机根据电压极性与范围对继电器阵列进行相应的动作，实现了输入量程的全自动转换。
经过调理后的电压信号由AD转换后送出数码显示。
系统总体设计与框图三.各模块方案1）A/D采样系统采用ADC08322）自动量程切换量程切换电路包括电压衰减变换电路和无零漂小信号放大电路。
智能数字电压表中关键技术之一为自动量程转换问题。
用单片机控制多组继电器进行量程切换。
特点是简单实用，缺点是机械噪声大。
3）电压检测为了实现对输入的微小信号或大信号进行精确测量，我们拟采用信号放大或衰减预处理电路，即需要对被测量电压的极性、范围进行判断和确定，从而将被测电压的基本信息传递给单片机系统。
用多组比较器进行电压范围的分段检测，实现对输入电压的粗略测量。
为了粗略地得到被测量的电压范围采用多组比较器的方式，通过阶梯式比较的方法确定输入电压的范围。
4）显示部分采用LED数码管动态扫描显示。
采用3个位LED动态扫描显示的优点是能改善外部信号对显示的干扰，但单片机在工作时要求CPU不停地对LED更新，这将会降低系统的运行速度，且占用资源比较多。
5）信号调理模块该部分主要实现的功能是自动量程切换和电压变换，模块主要由电压极性检测电路、电压范围粗测电路、电压变换电路、继电器模块四部分组成。
7）继电器模块单片机是一个弱电器件,一般情况下它们大都工作在5V甚至更低.驱动电流在mA级以下.而要把它用于一些大功率场合,比如控制电动机,显然是不行的.所以,就要有一个环节来衔接,这个环节就是所谓的"功率驱动".继电器驱动就是一个典型的、简单的功率驱动环节.在这里,继电器驱动含有两个意思:一是对继电器进行驱动,因为继电器本身对于单片机来说就是一个功率器件;还有就是继电器去驱动其他负载,比如继电器可以驱动中间继电器,可以直接驱动接触器,所以,继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口.四．元件清单五．程序设计程序流程图如下。
单片机课程设计报告数字电压表
单片机课程设课题名称：数字电压表课程原理：1、模数转换原理：试验中，我们选用ADC0809作为模数转换的芯片，其为逐次逼近式AD转换式芯片，其工作时需要一个稳定的时钟输入，根据查找资料，得到ADC0809的时钟频率在10KHZ~1200KHZ,我们选择典型值640KHZ。
课题要求测量电压范围是0到5V，又ADC0809的要求：V ref+<=Vcc,V ref->=GND，故我们取V ref+=+5V，V ref-=0V。
由于ADC0809有8个输入通道可供选择，我们选择IN0通道，直接使ADC0809的A、B、C接地便可以了，在当ADC0809启动时ALE引脚电平正跳变时变可以锁存A、B、C 上的地址信息。
ADC0809可以将从IN0得到的模拟数据转换为相应的二进制数，由于ADC0809输出为8位的二进制数，转换时将0到5V分为255等分，所以我们可以得到转换公式为x/255*5化简为：x/51,x为得到的模拟数据量，也就是直接得到的电压量。
在AD转换完成后，ADC0809将在EOC引脚上产生一个8倍于自身时钟周期的正脉冲，以此来作为转换结束的标志。
然后当OE引脚上产生高电平时，ADC0809将允许转换完的二进制数据输出。
2、数据处理原理：由ADC0809的转换原理可以知道我们从其得到数据还只是二进制数据，我们还需要进一步处理来的到x的十进制数，并且对其进行精度处理，也就是课题要求的的精确到小数点后两位，在这里我们用51单片机对数据进行处理。
我们处理数据的思路是：首先将得到的二进制数直接除以十进制数51，然后取整为x的整数部分，然后就是将得到的余数乘以10，然后再除以51，再取整为x的十分位，最后将得到的余数除以5得到x的百分位。
3、数据显示原理：试验中我们用到四位一体的七段数码管，所以我们只能考扫描显示来完成数码管对x的显示，我们用的是四位数码显示管，但是x只是三位的，故我们将将第四位显示为单位U，通过程序的延时，实现四位数码管的稳定显示。
单片机课程设计 数字电压表
一目的和意义 (2)二任务和要求 (2)1、设计任务 (2)2、设计要求 (2)三设计思路 (2)四、系统结构框图与工作原理 (2)1、系统结构框图 (2)2、工作原理 (3)五、硬件介绍 (3)1、单片机系统 (3)2、ADC0808主要特性 (5)ADC0808的外部引脚特征： (5)3、ADC0808的内部结构及工作流程 (7)六、复位电路和时钟电路 (8)1、复位电路设计 (8)2、时钟电路设计 (8)七LED显示系统设计 (9)1、 LED基本结构 (9)2、LED显示器的选择 (9)3、 LED译码方式 (9)4、LED显示器与单片机接口间的设计 (10)八、A/D转换电路和测量电路的设计 (11)九、程序设计 (12)1、程序设计总方案 (12)2、系统子程序设计 (12)十、使用说明与调试结果 (14)十一、总结 (15)参考文献 (16)附一系统原理图 (17)附二程序清单 (18)一目的和意义《单片机原理与接口技术》课程设计是在完成《单片机原理及其接口技术》的理论教学之后安排的一个实践教学环节。
《单片机原理与接口技术》课程设计是学习单片机理论的重要实践环节。
在单片机课程基础上，通过本课程设计的学习使学生增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解；使学生了解和掌握单片机应用系统软件的软硬件设计工程、方法及实现，强化单片机应用电路的设计与分析能力。
提高学生在单片机应用方面的实践技能和科学作风，培养学生综合运用理论知识解决问题的能力。
二任务和要求1、设计任务基于MCS-51系列单片机AT89C51，设计一个能测量0~5V直流电压的数字电压表2、设计要求(1）选用A/D转换器ADC0808，测定0——+5V范围内的直流电压值。
（2）采集的数据送四位数码管实时显示。
（3）实现多路电压循环测量和循环显示。
三设计思路1、根据设计要求，选择AT89C51单片机为核心控制器件。
2、A/D转换采用ADC0808实现，与单片机的接口为P0口和P2口。
单片机数字电压表课程设计报告
单片机数字电压表课程设计报告单片机数字电压表课程设计报告摘要:本次课程设计采用单片机来实现数字电压表的设计，通过对市场上常见单片机的选型和开发工具的使用，实现了数字电压表的硬件和软件设计。
该数字电压表具有分辨率高、测量精度高、响应速度快等特点，可广泛应用于测量高压、低压、直流电压等领域。
关键词：单片机、数字电压表、驱动电路、计数器一、课程设计目的本次课程设计旨在让学生了解数字电压表的设计方法和原理，通过使用单片机来实现数字电压表的设计，提高学生的实践能力和创新能力。
同时，通过本次课程设计，还可以让学生了解单片机的使用方法和开发工具的使用，加深对单片机应用的理解。
二、课程设计内容本次课程设计采用单片机来实现数字电压表的设计，具体包括以下内容:1. 对市场上常见单片机的选型和开发工具的使用。
2. 设计数字电压表的硬件电路，包括驱动电路、计数器、计数器清零电路等。
3. 设计数字电压表的软件电路，包括计数器清零程序、计数器累加程序、显示程序等。
4. 将数字电压表与单片机连接，进行测试和调试。
三、课程设计原理数字电压表的设计原理是利用单片机的计数器来实现对电压值的计数和显示。
单片机通过外部时钟信号来控制计数器的计数频率，将计数器的计数值累加到显示寄存器中，从而实现对电压值的显示。
同时，通过对电压值的测量和计算，可以实现对高压、低压、直流电压的测量和显示。
四、课程设计步骤1. 对市场上常见单片机的选型和开发工具的使用。
2. 设计数字电压表的硬件电路，包括驱动电路、计数器、计数器清零电路等。
3. 设计数字电压表的软件电路，包括计数器清零程序、计数器累加程序、显示程序等。
4. 将数字电压表与单片机连接，进行测试和调试。
五、课程设计成果通过本次课程设计，学生可以独立完成数字电压表的硬件和软件设计，掌握单片机的应用和开发技巧，提高实践能力和创新能力。
同时，学生还可以根据实际应用需求，对数字电压表进行改进和创新，提高其实用性和市场竞争力。
单片机数字电压表课程设计
目录1 引言 (1)2 设计要求及思路 (2)2.1设计要求 (2)2.2设计思路 (2)3 硬件选择和电路设计 (3)3.1硬件选择 (3)3.1.1 A/D转换器ADC0808 (3)3.1.2 AT89C51 (4)3.1.3 七段共阳极数码管 (6)3.2电路设计 (6)3.2.1 主电路部分 (6)3.2.2 显示电路 (7)3.2.3 八路电压生成电路 (7)3.2.4 通道选择电路 (8)3.2.5 整体电路 (8)4 软件设计与说明 (10)4.1PROTEUS软件简介 (10)4.1.1 Proteus ISIS的启动 (10)4.1.2 Proteus ISIS的工作界面 (11)4.2KEIL简介 (11)4.3程序的总体设计 (13)4.4模数转换 (14)4.5数据处理及转换 (14)5 系统的调试及仿真 (16)5.1系统的调试 (16)5.2系统的仿真 (16)5.2.1 单路显示的仿真 (16)5.2.2 多路显示的仿真 (17)6心得体会 (18)参考文献 (19)附录 (20)1 引言单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算，逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU)，随机存取数据存储器(RAM)，只读程序存储器(ROM)，输入输出电路(I/O口)，可能还包括定时计数器，串行通信口(SCI)，显示驱动电路(LCD或LED驱动电路)，脉宽调制电路(PWM)，模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上，构成一个最小然而完善的计算机系统。
这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。
它是一门实践性很强的技术，不仅需要掌握硬件电路没计，同时要求学习者掌握一门编程语言，汇编或者C语言等，因此给广大初学者的学习带来了很大的难度。
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。
单片机数字电压表课程设计
4.程序设计及仿真
2.C语言程序源代码
void main() { EA=1; TMOD=0X02; TH0=216; TL0=216; TR0=1; ET0=1; while(1) { bianma(); yima(); display(); } } void t0()interrupt 1 using 0 { CLK=~CLK; }
4.程序设计及仿真
2.C语言程序源代码
void bianma() { START=0; ADC0808(); a=P1*100; a=a/51; } void yima() { b=a/1000; //取出千位 c=a-b*1000;//取出百、十、个位 d=c/100;//取出百位 e=c-d*100;//取出十、个位 f=e/10;//取出十位 g=e-f*10;//取出个位 }
术，把连续旳模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散旳数字形 式并加以显示旳仪表
数字电压表特点： ★显示清楚直观、读数精确 ★精确度高、辨别率高 ★测量范围宽、扩展能力强 ★抗干扰能力强等
2.设计要求
此次课程设计旳设计要求是： 利用AT89C52与A/D转换器ADC0809设
计一种数字电压表，使其能够测量0~5v直流电 压，4位数码管显示。
输出允许信号， 高电平有效
ADC0809仿真引脚图
地址锁存允许信 号，高电平有效
正负参照电压 输入端
3.ADC0809简介
2.ADC0809时序图分析
ADC0809时序图
4.程序设计及仿真Fra bibliotek1.程序设计流程图
开始开始
选择ADC0809旳转换通道
设置定时器，为ADC0809提供时钟信号
开启A/D转换
单片机课程设计(直流数字电压表)
课程设计总结与展 望
课程设计目标：掌握单片机基础知识，学会设计直流数字电压表 课程设计内容：包括硬件设计、软件设计、调试和测试等 课程设计成果：成功设计并制作出直流数字电压表 课程设计收获：提高了单片机应用能力，增强了团队合作和沟通能力
课程设计展望：未来将继续深入学习单片机技术，提高实践能力，为未来就业做好准备
实际应用：可用于测量直流电压，广泛应用于电子、电力等领域 市场前景：随着电子技术的发展，市场需求不断增长 技术更新：需要不断更新技术，提高测量精度和稳定性 市场竞争：面临国内外竞争对手的压力，需要提高产品质量和降低成本
智能化：单片机技术在智能设备中的应用越来越广泛，未来发展方向将更加智能化。
物联网：单片机技术在物联网中的应用越来越广泛，未来发展方向将更加注重物联网技术的应用。
单片机课程设计（直 流数字电压表）
汇报人：
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单片机课程设计概 述
硬件电路设计
软件程序设计
系统调试与测试
课程设计总结与展 望
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单片机课程设计概 述
掌握单片机的基本原理和编程方法 提高动手实践能力和创新能力 培养团队合作精神和解决问题的能力 为未来的学习和工作打下坚实的基础
电源测试：检查电源电压是 否稳定，是否符合要求
信号测试：检查信号输入、 输出是否正常，是否符合要 求
功能测试：检查系统功能是 否正常，是否符合设计要求
性能测试：检查系统性能是 否满足设计要求，如响应时 间、精度等
稳定性测试：检查系统在 长时间运行下的稳定性， 如温度、湿度等环境因素 对系统的影响
软件调试：通过运行程序，发现并修复程序中的错误 软件测试：通过测试程序，验证程序的功能和性能是否符合预期 测试方法：包括单元测试、集成测试、系统测试等 测试工具：可以使用自动化测试工具，如JUnit、Selenium等
单片机课程设计数字电压表设计
目录摘要 (2)1.设计目的与功能要求 (3)1.1设计目的 (3)1.2功能要求 (3)2.总体设计 (3)2.1系统设计 (3)2.2设计方案 (3)2.3总体设计框图 (4)3.硬件电路设计 (5)3.1核心元器件介绍 (5)3.1.1芯片介绍 (5)3.1.2其它部分简介 (11)1.模拟电压输入部分 (11)2.四位八段共阴极数码管 (12)3.报警装置 (13)4.软件设计 (13)4.1 C语言流程图 (13)4.2 C语言程序清单 (15)5.调试仿真 (18)6.设计总结 (20)<参考文献> (21)摘要数字电压表的诞生打破了传统电子测量仪器的模式和格局。
它显示清晰直观、读数准确，采用了先进的数显技术，大大减少了因人为因素所造成的误差事件。
数字电压表是把连续的模拟量（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。
数字电压表把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起，成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支，数字电压表标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。
本设计采用了以单片机为开发平台，控制系采用AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0808，系统除能保确实现要求的功能以外，还能方便进行8路其他A/D转换量得测量、远程测量结果传送等扩展功能。
简易数字电压测量电路由A/D转换、数据处理、显示控制等组成。
关键词：单片机；AT98C52；A/D转换；ADC0808；数据处理AbstractThe birth of the digital voltmeter broken the traditional electronic surveyinginstrument patterns and structure.It shows clear intuitive, readings accurate, use of advanced digital display technology, greatly reducing the caused by human factors error of events. Digital voltmeter is the continuous analogue (dc input voltage) convert discontinuous, discrete digital form, and to display appearance.The digital voltmeter electronic technology, computing technology, automation technology results with the precision electric measurement technology closely together,become instrument and meter field independent and complete a branch, digital voltmeter electronic instruments field marks a revolution, also started the modern electronic measurement technology precedent. This design USES A USES singlechip development platform, and control department AT89C52 microcontroller, A/D conversion using ADC0808, except that the system realized required functions,but also can facilitate assessment of no.8 other A/D conversion amount must measurement, remote measurement results delivery etc function expansion. Simple digital voltage measurement circuit by the A/D conversion, data processing, display and control etc.Keywords: SCM;AT89C52;A/D conversion;ADC0808;data processing1.设计目的与功能要求1.1 设计目的利用单片机AT89C52及ADC0808制作3位数字电压表，更好地学习掌握单片机AT89C52的工作原理及A/D的转换编程方法。
单片机课程设计-数字电压表
1引言 (1)2设计原理及要求 (2)2.1数字电压表的实现原理 (2)2.2数字电压表的设计要求 (2)3软件仿真电路设计 (3)3.1设计思路 (3)3.2仿真电路图 (3)3.3设计过程 (3)3.4 AT89C51的功能介绍 (4)3.4.1简单概述 (4)3.4.2主要功能特性 (4)3.4.3 AT89C51的引脚介绍 (5)3.5 ADC0808的引脚及功能介绍 (6)3.5.1芯片概述 (6)3.5.2引脚简介 (7)3.5.3 ADC0808的转换原理 (7)3.6 74LS373芯片的引脚及功能 (7)3.6.1芯片概述 (7)3.6.2引脚介绍 (8)3.7 LED数码管的控制显示 (8)3.7.1 LED数码管的模型 (8)3.7.2 LED数码管的接口简介 (8)4系统软件程序的设计 (10)4.1主程序 (10)4.2 A/D转换子程序 (10)4.3 中断显示程序 (11)5电压表的调试及性能分析 (13)5.1调试与测试 (13)5.2性能分析 (13)6电路仿真图 (14)7总结 (15)参考文献 (16)附录1源程序 (17)附录2仿真原理电路 (23)1引言随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器/计数电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。
数字电压表(Digitalvoltmeter)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。
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。
本章重点介绍单片机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，示出强大的生命力理。
单片机数字电压表设计LED显示含C源代码
1. 绪论............................... 错误!未定义书签。
1.1 课程设计规定...................... 错误!未定义书签。
1.2 数字电压表简介.................... 错误!未定义书签。
2. 硬件单元电路设计................... 错误!未定义书签。
2.1数字电压表构造框图................. 错误!未定义书签。
2.1.1 AT89C51单片机简介............ 错误!未定义书签。
2.1.2 ADC0832转换器简介............ 错误!未定义书签。
2.1.3 时钟电路..................... 错误!未定义书签。
2.1.4 复位电路..................... 错误!未定义书签。
2.1.5 LED显示电路.................. 错误!未定义书签。
3. 软件单元电路设计................... 错误!未定义书签。
3.1 主程序流程图...................... 错误!未定义书签。
3.2显示子程序流程图................... 错误!未定义书签。
3.3 A/D转换子程序流程图............... 错误!未定义书签。
3.4 数据解决子程序流程图.............. 错误!未定义书签。
4. 数字电压表仿真设计图与实物图....... 错误!未定义书签。
4.1 仿真图............................ 错误!未定义书签。
4.2 器件清单.......................... 错误!未定义书签。
4.3 硬件电路实物图.................... 错误!未定义书签。
5. 程序代码.............................. 错误!未定义书签。
单片机课程设计 数字电压表 程序和电路图
功能：电压报警5V直流测量0.02V 误差LCD显示名字程序COM EQU 50H ;指令寄存器DAT EQU 51H ;数据寄存器RS EQU P2.1 ;LCD寄存器选择信号RW EQU P2.2 ;LCD读/写选择信号E EQU P2.3 ;LCD使能信号ORG 0000HLJMP MAIN ;主程序入口地址ORG 000BHLJMP BT0 ;T0中断入口ORG 0030H ;主程序,初始化MAIN:MOV SP,#60HLCALL INTMOV 30H,#30H ;电压整数位MOV 31H,#0A5H ;小数点位MOV 32H,#30H ;小数个位MOV 33H,#30H ;小数十位MOV 34H,#30H ;小数百位MOV 35H,#56H ;字符"V"MOV R7,#30HLCALL STR0 ;显示字符串0LCALL DELAYLCALL STR1 ;显示字符串1LCALL DELAYLCALL N2 ;显示V oltage=0.000V;***********定时器初始化程序***********MOV TMOD,#00H ;定时器T0设为方式0MOV TH0,#00H ;装入定时常数定时100usMOV TL0,#00HSETB TR0 ;启动T0MOV 24H,#08H;装入T0中断次数MOV IE,#82H ;开中断LP:MOV R7,#30H ;显示缓冲区首地址LCALL DISPL YSJMP LP ;循环显示LED1:CLR P3.0RET;********************************************************************;定时器T0中断服务子程序，读取ADC0809第0通道的A/D转换结果并化为显示值* ;********************************************************************BT0:PUSH ACCPUSH PSWMOV PSW,#08HCLR TR0MOV TH0,#00H ;重新装入初值MOV TL0,#00HDEC 24HMOV A,24HJNZ RTN1MOV 24H,#08HLCALL ADCRTN1: SETB TR0POP PSWPOP ACCRETIADC:MOV DPTR,#0F6FFHMOV A,#0 ;选择通道0MOVX @DPTR,A ;启动AD转换MOV A,#40HDJNZ ACC,$MOVX A,@DPTRMOV 22H,AMOV 21H,#0CCHCJNE A,21H,BJ0BJ0:JNC LEDSJMP LL0LL0:SETB P3.0SJMP LLLED:LCALL LED1LL: MOV A,22HMOV B,#05H ;A/D转换结果化为显示值MUL AB ;(AD*5)/256MOV 30H,B ;AD*5的高字节为整数部分MOV B,#0AHMUL AB ;AD*5的低字节为/256的结果，为小数部分MOV 32H,B ;二进制小数换为10进制数MOV B,#0AHMUL ABMOV 33H,BMOV B,#0AHMUL ABMOV 34H,BMOV A,30HMOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTRMOV 30H,AMOV A,32HMOVC A,@A+DPTRMOV 32H,AMOV A,33HMOVC A,@A+DPTRMOV 33H,AMOV A,34HMOVC A,@A+DPTRMOV 34H,ARETDISPL Y: ;LCD显示子程序MOV COM,#0CAHLCALL PR1MOV DAT,30HLCALL PR2MOV DAT,31HLCALL PR2MOV DAT,32HLCALL PR2MOV DAT,33HLCALL PR2MOV DAT,34HLCALL PR2MOV DAT,35HLCALL PR2RETSTR0:MOV COM,#01HLCALL PR1MOV COM,#06HLCALL PR1MOV COM,#090H ;设置DDRAM地址LCALL PR1 ;调写指令代码子程序MOV DPTR,#TAB4MOV R2,#16MOV R3,#00HWRIN0:MOV A,R3MOVC A,@A+DPTRMOV DAT,ALCALL PR2INC R3DJNZ R2,WRIN0MOV COM,#0D0HLCALL PR1MOV DPTR,#TAB5MOV R2,#16MOV R3,#00HWRIN1:MOV A,R3MOVC A,@A+DPTRMOV DAT,ALCALL PR2INC R3DJNZ R2,WRIN1MOV R3,#10HZUOYI:MOV COM,#18HLCALL PR0DJNZ R3,ZUOYILCALL DELAY00LCALL DELAY00LCALL DELAY00LCALL DELAY00RETRETSTR1:MOV COM,#01H ;LCD清0命令LCALL PR1 ;调写指令代码子程序MOV COM,#06H ;输入方式命令，光标右移LCALL PR1 ;调写指令代码子程序MOV COM,#40HLCALL PR1MOV R5,#20HMOV DPTR,#ZIMOV R4,#0LOOP1:MOV A,R4MOVC A,@A+DPTRMOV DAT,ALCALL PR2INC R4DJNZ R5,LOOP1MOV COM,#80HLCALL PR1MOV DPTR,#TAB2MOV A,#00HMOVC A,@A+DPTR MOV DAT,ALCALL PR2MOV A,#01HMOV DPTR,#TAB2 MOVC A,@A+DPTR MOV DAT,ALCALL PR2MOV A,#02HMOV DPTR,#TAB2 MOVC A,@A+DPTR MOV DAT,ALCALL PR2MOV A,#03HMOV DPTR,#TAB2 MOVC A,@A+DPTR MOV DAT,ALCALL PR2MOV R1,#00HMOV R0,#0dHMOV DPTR,#TAB3 LOOP2:MOV A,R1MOVC A,@A+DPTRMOV DAT,ALCALL PR2INC R1DJNZ R0,LOOP2RETN2: MOV COM,#0C0HLCALL PR1MOV DPTR,#TAB1MOV R2,#10MOV R3,#00HWRIN:MOV A,R3MOVC A,@A+DPTRMOV DAT,ALCALL PR2INC R3DJNZ R2,WRINRETTAB: DB "0123456789"TAB1: DB "VOLTAGE = "TAB2: DB 00HDB 01HDB 02HDB 03HDB 04HDB 05HZI: DB 01FH,008H,00EH,00AH,00AH,00AH,012H,000H DB 00EH,00EH,019H,00EH,01DH,00DH,00FH,000H DB 00FH,01EH,00EH,01DH,01DH,00EH,014H,000H;*****************************************;****LCD间接控制方式下的初始化子程序******;*****************************************INT:LCALL DELAYMOV COM,#38H ;设置工作方式LCALL PR1MOV COM,#01HLCALL PR1MOV COM,#06HLCALL PR1MOV COM,#0EHLCALL PR1RETDELAY: ;延时子程序MOV R6,#0FHMOV R7,#00HDELAY1:NOPDJNZ R7,DELAY1DJNZ R6,DELAY1RETDELAY00: ;延时子程序MOV R6,#0FFHMOV R7,#0FFHDELAY0:NOPDJNZ R7,DELAY1DJNZ R6,DELAY1RET;1 读BF和AC值PR0: PUSH ACCMOV P0,#0FFH ; P0置位, 准备读CLR RS ; RS=0SETB RW ; R/W=1SETB E ; E=1LCALL DELAYMOV COM,P0 ; 读BF和AC6-4值CLR E ; E=0POP ACCRET;********************************************* ;*******LCD间接控制方式下的驱动子程序********* ;********************************************* ;2 写指令代码子程序PR1:PUSH ACCCLR RSSETB RWPR11:MOV P0,#0FFHSETB ELCALL DELAYNOPMOV A,P0CLR EJB ACC.7,PR11CLR RWMOV P0,COMSETB ECLR EPOP ACCRET;3 写显示数据子程序PR2:PUSH ACCCLR RSSETB RWPR21:MOV P0,#0FFHSETB ELCALL DELAYMOV A,P0CLR EJB ACC.7,PR21SETB RSCLR RWMOV P0,DATSETB ECLR EPOP ACCRET;4 读显示数据子程序PR3: PUSH ACCCLR RS ; RS=0SETB RW ; R/W=1PR31: MOV P0,#0FFH ; P0置位, 准备读SETB E ; E=1LCALL DELAYMOV A,P0 ; 读BF和AC6-4值CLR E ; E=0JB ACC.7,PR31SETB RS ; E=1SETB RW ; R/W=1MOV P0,#0FFH ; 读数据SETB E ; E=1MOV DA T,P0CLR E ; E=0POP ACCRETEND。
单片机数字电压表课程设计
.目录一设计目的 (1)二设计要求 (1)三总体设计 (1)3.1 原理框图 (1)3.2 框图功能说明 (1)四单元电路设计 (2)4.1 A/D转换电路 (2)4.1.1 MC14433原理框图、引脚及其功能 (2)4.1.2 MC14433工作原理 (3)4.1.3 电路积分元件的选取 (4)4.2 精密基准电压源 (5)4.3显示电路 (5)4.4译码显示驱动电路 (5)4.4.1 CD4511引脚及其功能 (6)4.4.2 CD4511工作原理 (6)4.4.3 CD4511功能表 (7)4.5 数字电压表设计电路 (7)五调试 (9)5.1 数码显示部分的调试 (9)5.2 标准电压源的调整 (9)5.3 总装总调 (9)六电路测试及测试结果 (10)6.1 测试方法 (10)6.2 测试结果 (10)6.3 性能分析 (10)七设计总结 (11)八参考文献 (12)附录 (13)一设计目的1. 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握数字电路系统设计的基本方法、设计步骤，进一步熟悉和掌握常用数字电路元器件的应用。
2. 学习和练习在面包板上接线的方法、技术和注意事项。
3. 学习数字电路实物制作、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧。
4. 培养细致、认真做实验的习惯。
5. 培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
二设计要求1. 说明电路的工作原理；2. 主要单元电路和元器件参数计算、选择、使用方法及功能；3. 画出总体电路图；4.上交完整的实习报告；三总体设计3.1 原理框图图 3-1 数字电压表原理框图3.2 框图功能说明1. 基准电源：提供A/D转换参考电压，基准电压的精度和稳定性是影响转换精度的主要因素。
2. A/D电路：A/D转换器是数字电压表的核心部件，由它完成模拟量转换为数字量的任务。
3. 译码驱动电路：将二--十进制（BCD）码转换成七段供LED发光管显示信号。
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目录1 引言 (1)2设计原理及要求 (2)2.1数字电压表的实现原理 (2)2.2数字电压表的设计要求 (2)3软件仿真电路设计 (3)3.1设计思路 (3)3.2仿真电路图 (3)3.3设计过程 (3)3.4 AT89C51的功能介绍 (4)3.4.1简单概述 (4)3.4.2主要功能特性 (4)3.4.3 AT89C51的引脚介绍 (5)3.5 ADC0808的引脚及功能介绍 (6)3.5.1芯片概述 (6)3.5.2 引脚简介 (7)3.5.3 ADC0808的转换原理 (7)3.6 74LS373芯片的引脚及功能 (7)3.6.1芯片概述 (7)3.6.2引脚介绍 (8)3.7 LED数码管的控制显示 (8)3.7.1 LED数码管的模型 (8)3.7.2 LED数码管的接口简介 (8)4系统软件程序的设计 (10)4.1 主程序 (10)4.2 A/D转换子程序 (10)4.3 中断显示程序 (11)5电压表的调试及性能分析 (13)5.1 调试与测试 (13)5.2 性能分析 (13)6电路仿真图 (14)7总结 (15)参考文献 (16)附录1 源程序 (17)附录2 仿真原理电路 (23)1 引言随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器／计数电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。
数字电压表（DigitalV 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。
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。
本章重点介绍单片机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，示出强大的生命力理。
本设计AT89C51单片机的一种电压测量电路,该电路采用ADC0808一种基于A/D转换电路，测量范围直流0～5V 的4路输入电压值，并在四位LED数码管上显示或单路选择显示。
测量最小分辨率为0.019V，测量误差约为正负0.02V。
2设计原理及要求此次设计思路是利用单片机AT89C51与ADC0808设计一个数字电压表，测量0－5V之间的直流电压值，然后通过四位数码显示，为了设计简单化我使用的元器件数目较少。
2.1数字电压表的实现原理ADC0808是8位的A/D转换器。
当输入电压为5.00V时，输出的数据值为255（0FFH），因此最大分辨率为0.0196（5/255）。
ADC0808具有8路模拟量输入端口，通过3位地址输入端能从8路中选择一路进行转换。
如每隔一段时间依次轮流改变3位地址输入端的地址，就能依次对8 路输入电压进行测量。
LED 数码管显示采用软件译码动态显示。
通过按键选择可对8路循环显示，也可单路显示，单路显示可通过按键选择显示的通道数。
2.2数字电压表的设计要求可以测量0～5V范围内的3路直流电压值。
在4位LED数码管上轮流显示各路电压值或单路选择显示，其中3位LED数码管显示电压值，显示范围为0.00V～5.00V，1位LED数码管显示路数,3路分别为0-2。
要求测量的最小分辨率为0.02V。
3软件仿真电路设计3.1设计思路多路数字电压表应用系统硬件电路由单片机、A/D转换器、数码管显示电路和按键处理电路组成，由于ADC0808在进行A/D转换时需要有CLK信号，本试验中ADC0808的CLK直接由外部电源提供为500kHz的方波。
由于ADC0808的参考电压VREF＝VCC，所以转换之后的数据要经过数据处理，在数码管上显示出电压值。
实际显示的电压值(D/256*VREF) ADC0808采用逐次逼近法转换，把模拟电压转换成16进制的D，由于是对直流电压0～5V进行采集，所以D对应的电压为V0 ，我们的目的就是要把V0显示在LED显示器上，因为单片机不好进行小数点计算，所以有：V0=2*D扩大了100倍，扩大100倍后的结果高八位放寄存器B，低八位放寄存器A，分寄存器B为0或不为0的情况进行存取数据，得到的结果个位放入R0，十位放入R1，通过查表使之显示在LED显示器。
3.2仿真电路图用Protues软件仿真设计的电路如图3-1所示。
图3-1 仿真电路3.3设计过程简易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。
电路原理图见附录2。
A/D转换由集成电路0808完成。
0808具有8路模拟输入端口，地址(23-25)脚可决定对哪路模拟输入作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0808的时钟输入端，由外部信号源提供。
单片机的P1、P3.0-P3.3端口作为四位LED数码管现实控制。
P3.5端口用作单路显示/循环显示转换按钮，P3.6端口用作单路显示时选择通道。
P0端口作A/D转换数据读入用，P2端口用作0808的A/D转换控制。
3.4 AT89C51的功能介绍3.4.1简单概述AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C51是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1 000次。
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，AT89 C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机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。
外形及引脚排列如图3-2所示。
图3-2 AT89C51芯片模型3.4.2主要功能特性(1) 4K字节可编程闪烁存储器。
(2) 32个双向I/O口；128×8位内部RAM 。
(3) 2个16位可编程定时/计数器中断，时钟频率0-24MHz。
(4) 可编程串行通道。
(5) 5个中断源。
(6) 2个读写中断口线。
(7) 低功耗的闲置和掉电模式。
(8) 片内振荡器和时钟电路。
3.4.3 AT89C51的引脚介绍89C51单片机多采用40只引脚的双列直插封装(DIP)方式，下面分别简单介绍。
(1)电源引脚电源引脚接入单片机的工作电源。
Vcc(40引脚）：+5V电源。
GND(20引脚)：接地。
(2)时钟引脚XTAL1(19引脚)：片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路的输入端。
XTAL2(20引脚)：片内振荡器反相放大器的输出端。
图3-3 电源接入方式(3)复位RST(9引脚)在振荡器运行时，有两个机器周期（24个振荡周期）以上的高电平出现在此引脚时，将使单片机复位，只要这个脚保持高电平，51芯片便循环复位。
(4)EA/Vpp(31引脚)EA为外部程序存储器访问允许控制端。
当它为高电平时，单片机读片内程序存储器，在PC值超过0FFFH后将自动转向外部程序存储器。
当它为低电平时，只限定在外部程序存储器，地址为0000H~FFFFH。
Vpp为该引脚的第二功能，为编程电压输入端。
(5)ALE/PROG(30引脚)ALE为低八位地址锁存允许信号。
在系统扩展时，ALE的负跳沿江P0口发出的第八位地址锁存在外接的地址锁存器，然后再作为数据端口。
PROG为该引脚的第二功能，在对片外存储器编程时，此引脚为编程脉冲输入端。
(6)PSEN(29引脚)片外程序存储器的读选通信号。
在单片机读片外程序存储器时，此引脚输出脉冲的负跳沿作为读片外程序存储器的选通信号。
(7) pin39-pin32为P0.0-P0.7输入输出脚，称为P0口。
P0是一个8位漏极开路型双向I/O口。
内部不带上拉电阻，当外接上拉电阻时，P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载电路。
通常在使用时外接上拉电阻，用来驱动多个数码管。
在访问外部程序和外部数据存储器时，P0口是分时转换的地址(低8位)/数据总线，不需要外接上拉电阻。
(8)Pin1-Pin8为P1.0-P1.7输入输出脚，称为P1口，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/0口。
P1口能驱动4个LSTTL负载。
(9)Pin21-Pin28为P2.0-P2.7输入输出脚，称为P2口。
P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口能驱动4个LSTTL负载。
端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。
对内部Flash程序存储器编程时，接收高8位地址和控制信息。
在访问外部程序和16位外部数据存储器时，P2口送出高8位地址。
而在访问8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。
(10)Pin10-Pin17为P3.0-P3.7输入输出脚，称为P3口。
P3口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口能驱动4个LSTTL负载，这8个引脚还用于专门的第二功能。
端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。
对内部Flash程序存储器编程时，接控制信息。
3.5 ADC0808的引脚及功能介绍3.5.1芯片概述ADC0808是一种典型的A/D转换器。
它是由8位A/D转换器，一个8路模拟量开关，8位模拟量地址锁存译码器和一个三态数据输出锁存器组成；+5V 单电源供电，转化时间在100us左右；内部没有时钟电路，故需外部提供时钟图3-4ADC0808芯片模型3.5.2 引脚简介(1) IN0~IN7：8路模拟量输入端。
(2) D0~D7：8位数字量输出端口。
(3) START：A/D转换启动信号输入端。
(4) ALE：地址锁存允许信号，高电平有效。
(5) EOC：输出允许控制信号，高电平有效。
(6) OE：输出允许控制信号，高电平有效。
(7) CLK：时钟信号输入端。
(8)A、B、C：转换通道地址,控制8路模拟通道的切换。
A、B、C分别与地址线或数据线相连，三位编码对应8个通道地址端口，A、B、C=000~111分别对应IN0~IN7通道的地址端口。
3.5.3 ADC0808的转换原理ADC 0808 采用逐次比较的方法完成A/D转换，由单一的+5V电源供电。
片内带有锁存功能的8路选1的模拟开关，由A、B、C的编码来决定所选的通道。