数字电压表的设计制作
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。
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、背景介绍随着科技的发展，越来越多的人开始关注电压表。
电压表是一种测量电压的仪器，它可以根据检测到的电压值显示出相应的数字。
传统的电压表使用指针或指示灯来显示电压值，但这种方式会有很多限制，例如不能显示小于1V的电压值，对于高精度的测量也不能满足要求。
为了解决上述问题，本文提出了一种基于单片机的数字电压表设计方案。
二、基于单片机的数字电压表设计原理基于单片机的数字电压表设计采用单片机ADC（模数转换）模块来检测电压值，将检测到的电压值转换成数字值，然后通过LCD（液晶显示器）来显示。
该设计中需要使用一个模拟信号处理电路，它包括一个放大器、一个滤波器和一个参考电压电路。
放大器可以增加信号的幅值，以便更好地检测信号的电压值；滤波器可以削弱外部电磁干扰，以便更好地检测电压值；参考电压电路可以把外部电压转换为0-5V之间的电压，以便更好地检测电压值。
三、设计方案1.单片机：AT89S522.ADC模块：AD79053.放大器：LM3584.滤波器：LPF（低通滤波器）5.参考电压电路：LM3176.LCD显示器：12864四、设计步骤1. 利用LM358放大器和LPF滤波器对测量的电压值进行放大和滤波处理，以获得更精准的数据。
2. 利用LM317参考电压电路将放大后的电压值转换为0-5V的电压，以便更好地检测电压值。
3. 将转换后的电压值送入AD7905 ADC模块，将检测到的电压值转换成数字值。
4. 将转换后的数字值送入AT89S52单片机，并通过12864 LCD显示器将检测到的电压值显示出来。
五、总结本文提出了一种基于单片机的数字电压表设计方案，主要采用单片机ADC模块来检测电压值，并将检测到的电压值转换为数字值，然后通过LCD显示器显示出来。
该设计方案可以满足各种电压测量要求，具有良好的精度和可靠性。
数字电压表实验报告
简易数字电压表设计报告姓名：***班级：自动化1202学号：****************:***2014年11月26日一．设计题目采用C8051F360单片机最小系统设计一个简易数字电压表，实现对0~3.3V 直流电压的测量。
二．设计原理模拟输入电压通过实验板PR3电位器产生，A/D转换器将模拟电压转换成数字量，并用十进制的形式在LCD上显示。
用一根杜邦实验线将J8口的0~3.3V输出插针与J7口的P2.0插针相连。
注意A/D转换器模拟输入电压的范围取决于其所选择的参考电压，如果A/D 转换器选择内部参考电压源，其模拟电压的范围0~2.4V，如果选择外部电源作为参考电压，则其模拟输入电压范围为0~3.3V。
原理框图如图1所示。
图1 简易数字电压表实验原理框图三．设计方案1.设计流程图如图2所示。
图2 简易数字电压表设计A/D转换和计时流程图2.实验板连接图如图3所示。
图3 简易数字电压表设计实验板接线图3.设计步骤（1）编写C8051F360和LCD初始化程序。
（2）AD转换方式选用逐次逼近型，A/D转换完成后得到10位数据的高低字节分别存放在寄存器ADCOH和ADC0L中，此处选择右对齐，转换时针为2MH Z。
（3）选择内部参考电压2.4V为基准电压（在实际单片机调试中改为3.311V），正端接P2.0，负端接地。
四、测试结果在0V~3.3V中取10组测试数据，每组间隔约为0.3V左右，实验数据如表1所示：显示电压（V）0.206 0.504 0.805 1.054 1.406实际电压（v）0.210 0.510 0.812 1.061 1.414相对误差（%） 1.905 1.176 0.862 0.659 0.565显示电压（V） 2.050 2.383 2.652 2.935 3.246实际电压（v） 2.061 2.391 2.660 2.943 3.253相对误差（%）0.421 0.334 0.301 0.272 0.215表1 简易数字电压表设计实验数据（注：其中显示电压指LCD显示值，实际电压指高精度电压表测量值）五．设计结论1.LCD显示模块的CPLD部分由FPGA充当，芯片本身自带程序，所以这个部分不用再通过quartus软件进行编程。
数字电压表的设计
目录一、设计方案 (2)（一）、设计要求 (2)（二）、设计方案 (2)1、由数字电路及芯片构建 (2)2、由单片机系统及A/D转换芯片构建 (2)(三）、系统设计的组成框图 (3)二、单元电路器件的选择 (3)（一）、单片机AT89C51 (3)（二）、A/D芯片的选择 (5)（三）、LED显示器件简介 (6)三、硬件电路系统的设计 (7)（一）、硬件电路系统的接口设计 (7)1、 AT89C51单片机和数码管显示电路的接口设计 (7)2、 A/D转换电路的接口设计 (7)（二）、硬件电路系统模块的设计 (7)1、单片机系统 (7)2、时钟电路 (8)3、复位电路 (8)4、显示电路设计 (9)（三）、总电路图 (10)四、系统软件程序的设计 (10)五、系统调试 (13)六、心得体会 (15)参考文献： (15)数字电压表的设计（电子信息工程技术专业电信09(1)班，xxx）摘要：设计采用AT89C51单片机、A／D转换器ADC0808和共阳极数码管为主要硬件，分析了数字压表Proteus软件仿真电路设计及编程方法。
将单片机应用于测量技术中，采用ADC0808将模拟信号转化为数字信号，用AT89C51实现数据的处理，通过数码管以扫描的方式完成显示。
设计的数字电压表可以测量0～5 V的电压值，AT89C51为8位单片机，当ADC0808的输入电压为5 V时，输出数字量值为+4.99 V。
本设计电路简单、成本低、性能稳定。
关键字：AT89C51单片机；A／D转换器ADC0808；数字电压表；Proteus仿真软件一、设计方案（一）、设计要求利用单片机AT89C51与ADC0808设计一个数字电压表，将模拟信号0～5 V之间的电压值转换成数字量信号，以两位数码管显示，并通过虚拟电压表观察ADC0808模拟量输入信号的电压值，LED数码管实时显示相应的数值量。
（二）、设计方案设计数字电压表有多种的设计方法，方案是多种多样的，由于大规模集成电路数字芯片的高速发展，各种数字芯片品种多样，导致对模拟数据的采集部分的不一致性，进而又使对数据的处理及显示的方式的多样性。
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数字电压表在电子技术中使用非常广泛，可以用来测量电路中的直流电压、交流电压以及各种信号的幅度等等。
基于单片机的数字电压表实现了数字电压的读取和显示，具有精确、稳定、易操作等特点，下面将介绍基于单片机的数字电压表的设计原理及实现方法。
一、系统结构基于单片机的数字电压表主要是由程序控制模块、模数转换模块和数字显示模块组成。
程序控制模块主要用来完成开机、校准、测试、功能选择等功能；模数转换模块主要将电压信号转换成数字量，供数字显示模块使用；数字显示模块主要将转换后的数字量显示在LCD液晶屏上。
二、硬件设计1.电源电路电源电路主要用来为电路提供稳定的电压和电流，本电路采用稳压电源芯片LM7805实现，稳压芯片输入端连接外部DC12V/1A电源，输出端连接电路板上的整个电路。
2.输入电路输入电路主要用来将被测电源的电压传递给单片机，常规情况下采用分压电路实现。
在本电路中，电阻R1和电容C1为RC滤波电路，起到滤波作用，防止干扰信号的影响；电阻R2是分压电路中的电阻，它根据电压值的不同设置不同的值，以保证被测电压在单片机内部转换过程中不会对单片机产生影响。
3.单片机模块单片机模块是系统的核心部分，本电路中选用STM32F103C8T6单片机实现模数转换和数码管控制，使用C 语言编写程序，通过模拟输入端口读取电压并进行模数转换，将得到的数字使用查表法将其转换为数码管控制脉冲，控制数码管的亮灭实现数字显示。
4.数字显示模块数字显示模块主要由七段数码管、LCD液晶屏幕、导线和电容等器组成，七段数码管用于展示测量到的电压大小，LCD 液晶屏用于展示功能选项、单位等信息。
导线是电路板内部连接线路，电容等器用来平滑电压波动。
三、软件设计1.引脚定义在程序中首先定义STM32F103C8T6单片机内存地址、输入输出引脚和电平状态，其中A0口用来读取被测电压；B0-B7口用来控制七段数码管的亮灭；C0口用来输出PWM，控制风扇的旋转速度；D0口用来控制蜂鸣器的开启和关闭。
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。
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
数字电压表设计与制作报告
江阴职业技术学院项目设计报告项目：数字电压表设计与制作摘要本文介绍了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ADC0832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ADC0832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ADC0832芯片工作。
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；A/D转换；AT89C51；ADC0832.AbstractThis paper which introduces a kind of simple digital voltmeter is based on single-chip microcontroller design. The circuit of the voltage meter is mainly consisted of three mould pieces: A/D converting mould piece, A/D converting is mainly completed by the ADC0832, it converts the collected analog data into the digital data and transmits the outcome to the manifestation controlling mould piece. Data processing is mainly completed by the AT89C51 chip, it processes the data produced by the ADC0832 chip and generates the right manifestation codes, also transmits the codes to the manifestation controlling mould piece. Also, the AT89C51 chip controls the ADC0832 chip to work.The voltmeter features in simple electrical circuit, lower use of elements, low cost, moreover, its measuring precision and reliability. The voltmeter is capable of measuring voltage inputs from 1 route ranging from 0 to 5 volt, and displaying the measurements though a digital code tube of 7 pieces of LED.Keywords Single-chip microcontroller; Digital voltmeter; A/Dconverter; AT89C51; ADC0832目录摘要 (II)Abstract (II)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1 课题的应用场合 (1)1.2 系统的功能和性能指标 (1)第二章总体方案 (2)2.1 方案设计与选择 (2)2.2 系统的总体结构 (3)第三章硬件电路设计 (5)3.1 硬件电路框图 (5)3.2 主要器件选择与应用 (5)3.3 单片机小系统设计 (5)3.4 键盘与显示电路设计 (6)第四章软件设计 (9)4.1 软件组成框图 (9)4.2 软件流程图设计 (9)4.3 主要程序设计 (10)第五章系统调试 (12)5.1 调试的方法与工具 (13)5.2 Proteus仿真调试及效果 (13)5.3 软硬件联合调试 (13)5.4 系统运行 (14)5.5 调试心得 (14)第六章展望与拓展 (16)致谢 (16)参考资料 (16)附录 (17)附录Ⅰ系统电原理图 (17)附录Ⅱ系统仿真效果图 (18)附录Ⅲ样机实物图 (18)附录Ⅳ软件流程图 (19)附录Ⅴ源程序清单 (20)第一章绪论1.1 课题的应用场合在电量的测量中，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。
简易数字电压表的设计(ADC0809)
简易数字电压表的设计（4人）一、设计目的进一步加深理解模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理与应用等课程的基础知识，掌握一些小型电子系统的设计方法和制作过程的能力；培养学生们的科学性、系统性、及全面性的设计素质；开拓学生的设计思路，增强他们把理论知识与实践相结合的能力；为毕业后从事电子设备控制电路设计、调试、维修奠定基础。
二、设计要求1.功能要求设计并制作一个简易数字电压表,可以测量0～5V范围内的8路输入电压值，并在4位LED数码管上轮流显示或单路选择显示，其中1位为显示通道号。
其测量最小分辨率为0.02V。
2.设计内容（1）根据设计功能要求，确定CPU的选型与硬件接口配置。
（2）进行硬件设计，主要是整个系统电路原理图的绘制和对应的PCB板的布线设计。
（3）进行软件设计，根据控制要求编写控制系统的控制程序。
（4）控制系统调试。
（5）源程序。
三、主要元器件ADC0809、数码管、三极管、发光二极管、总线驱动器、电位器、按键、电阻、电容、导线、万能板等四、设计报告要求1、方案论证及方框图。
2、单元电路设计细则。
3、调试及性能分析。
4、系统的电原理图。
5、电子元器件清单。
6、源程序清单。
7、参考资料。
8、收获。
五、教材及参考书[1] 潘永雄. 新编单片机原理与应用(第二版). 西安：西安电子科技大学出版社，2007年[2] 余永权.单片机应用系统的功率接口技术. 北京:北京航空航天大学出版社，1992[3] 孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理与应用. 北京:北京航空航天大学出版社，1996[4] 丘关源编.电路分析基础.高等教育出版社. 1999年[5] 童诗白编.模拟电子技术基础.高等教育出版社.1999年[6]阎石编.数字电子技术基础.高等教育出版社.1997年[7] [8]刘文涛编.MCS-51单片机培训教程 C51版.电子工业出版社.2006年六、课程设计进度安排注：设计说明书使用课程设计报告本书写，每人一份，独立完成。
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。
数字电压表的设计与制作报告
1课题名称数字电压表的设计与制作2设计指标及要求3位的数字电压表电路，技术指标要求是：设计并制作一个通用液晶显示211)直流电压测量范围(0-200V)：共分5档200mV、2V、20V、200V；2)基本量程：200mV，测量速率（2-5）次任选；3)分辨率0.1mV；γ4)测量误差：%1.0±≤5)具有正、负电压极性显示，小数点显示和超量程显示。
3方案论证方案一：采用AT89S52单片机为核心、以AD0809数模转换芯片采样、以1602液晶屏显示制作具有电压测量功能的具有一定精度的数字电压表。
AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机；8位AD转换器ADC0809，编程简单方便，价格便宜；采用液晶1602做为显示电路，功能强大，适合做各类扩展。
但该方案涉及的编程复杂，同时硬件电路也颇复杂。
方案二：采用ICL7106A/D转换器，液晶显示器EDS801A配以外围电路进行设计。
ICL7106是美国Intersil公司专为数字仪表生产的数字仪，满幅输入电压一般取200mV或2V。
该芯片集成度高,转换精度高,抗干扰能力强,输出可直接驱动LCD液晶数码管,只需要很少的外部元件,就可以构成数字仪表模块，硬件电路简单，而且精度高，完全可以实现要求。
综合分析，同时结合到软硬件实际，选择方案二，原理简单，仅涉及硬件电路。
4系统框图4.1 系统框图5单元电路设计及参数计算5.1AD转换器及外围电路设计电路图如下图5.1所示。
图5.1 AD转换器及外围电路图其中液晶显示采用EDS801，将其各数码的字段及公共端与ICL7106相应端联接。
OSC1、OSC2和OSC3是内部时钟的外接电阻和电容引脚；TEST是数字逻辑地端；VRH和VRL是参考电压的输入端，参考电压决定着AD转换器的灵敏度，它是由U DD分压而来，调节P R分压比可调节灵敏度（调满）；两个CR脚是基准电容的外接引脚；COM端是模拟信号公共端；AZ、BUF和INT分别是自动调零端、缓冲控制端和积分器输出端；U+和U-为电源端；IN+和IN-为待测信号输入端。
数字电压表的设计与制作
数字电压表的设计与制作摘要设计了以 ICL7107 为核心的数字电压表，实现对 0~1000V 电压的测量。
采用 四位数码管显示，具有显示亮度高，读数方便等特点。
本系统设计了自动切换量 程功能，能实现 0~200mV，0~2V，0~20V，0~200V，0~1000V，共 5 个量程电压 值的测量。
关键词：ICL7107，电压表，多量程AbstractICL7107 as the core digital voltmeter, 0 ~ 1000V voltage measurement. Four digital display and high brightness display, easy reading. System design automatically switch range features can achieve 0 ~ 200mV, 0 ~ 2V, 0 ~ 20V, 0 ~ 200V 0 ~ 1000V, 5 scale voltage value measurement. Keyword：ICL7107 , voltmeter, multi-range1 方案设计与论证1.1 方案设计本文设计的电压表是一个三位半直流电压测量数字式电压表，采用 ICL7107 集成芯片，该芯片集成了 A/D 转换及锁存和译码模块，使得电路具有设计简单， 集成度及可靠性高的特点。
本系统可分为测试电压转换、模拟电压通道、A/D 转 换及译码锁存、显示、超欠量程识别和量程切换及小数点驱动 6 部分。
1.2 双积分测量原理双积分型 A/D 转换器 ICL7107 是一种间接 A/D 转换器。
它通过对输入模拟 电压和参考电压分别进行两次积分， 将输入电压平均值变换成与之成正比的时间 间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字性输出。
它的原理性框图如图 1 所示，它包括积分器、比较器、计数器，控制逻辑和 时钟信号源。
设计制作一个简易数字电压表.doc
设计制作一个简易数字电压表目录一、设计要求................................................................................................... 错误!未定义书签。
二、设计方案、电路图和工作原理............................................................... 错误!未定义书签。
三、软件仿真................................................................................................... 错误!未定义书签。
四、PCB设计.................................................................................................. 错误!未定义书签。
五、元器件清单表........................................................................................... 错误!未定义书签。
五、焊接和调试............................................................................................... 错误!未定义书签。
六、过程照片................................................................................................... 错误!未定义书签。
七、总结、心得及其他................................................................................... 错误!未定义书签。
完整版数字电压表设计
数字电压表设计作者:学号:指导老师:摘要一个测试结果稳定、准确的数字电压表，既能减少了使用者的工作量，又提高了测量的精准度，而且人为误差被大大减小，方便与电路打交道的人快速有效的完成自己的工作。
本项目设计并实现了一个能够对0-200V 范围的直流电压进行测量的数字电压表，测量分为4挡：200mV 2V、20V和200V手动控制档位选择，显示部分小数点自动实现切换。
项目基于AT89C51单片机，拓展AD转换、显示部分。
不同档位的待测电压通过不同档位的衰减电路后变为0-200mV再通过一个0PA336一致放大到0-2V送入AD的输入端，然后通过芯片AT89C5呐的程序控制AD转换并输出。
不同档位的电压信号又不同的程序控制输出到数码管显示。
整个电路连线简单易于实现，而且成本很低，测出的电压精度也足够满足需求。
关键字：数字电压表；AT89C51 单片机；易于实现AbstractA digital voltmeter which is stable and accurate can not only reducethe work of the user, but also free off the error produced by using wrong. It is convenient to people who work with the circuit.This voltmeter is designed to measure a voltage between 0 to 200. It into four gears as 200 millivolt, 2 volt, 20volt, and 200volt. Gears changing is worked by hang. The project is base on the chip AT89C51 of one-chipcomputer. An analog to digital converter, a display section, and a voltage attenuation are attached to the chip and they make up the design. Thevoltage of different gears are changed into 0 -200 millivolt. Then they are sent to an OPA336, and it ' s output is- 20 volt. The output is sent to the analog to digital converter.Then the chip control the analog to digital converter section.key words: digital voltmeter, one -chip computer, AT89C51s divided ' s output to the displaying The whole circuit is easy. Andalthough it outcome is fine.' s cost is very low, the accuracy of the、项目概述数字电压表(Digital Voltmeter )简称DVM它是利用模拟/数字变换器(A/D)原理，以十进制数字形式显示被测电压值的仪表。
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在当今的电子世界中，电压表是一种必不可少的测量工具。
随着技术的进步，数字电压表因其精度高、易于读取、稳定性好等优点逐渐取代了传统的模拟电压表。
本文将探讨如何基于单片机设计数字电压表。
一、硬件设计1、1传感器模块传感器模块是数字电压表的重要组成部分，负责将输入的模拟电压转化为可被单片机处理的数字信号。
通常，我们使用ADC（模数转换器）来实现这一功能。
ADC的精度直接决定了电压表的测量精度。
1、2单片机模块单片机是数字电压表的“大脑”，负责控制整个系统的运行。
我们选择具有较高性能和可靠性的单片机，如Arduino、STM32等。
这些单片机都具有丰富的外设接口，便于实现复杂的控制逻辑。
1、3显示模块显示模块负责将单片机的处理结果呈现给用户。
常用的显示模块包括LED数码管、LCD液晶屏等。
选择适合的显示模块，可以大大提升电压表的易用性。
二、软件设计2、1数据采集与处理软件首先通过ADC从传感器模块读取模拟电压，然后对其进行处理，得到实际的电压值。
这一步的关键在于选择合适的ADC算法和设置合适的参考电压。
2、2数据输出与存储处理后的电压值需要被输出并存储起来。
通常，我们使用LCD液晶屏将电压值实时显示出来，同时也可以通过串口将数据传输到计算机或云端进行存储和分析。
三、精度与稳定性优化3、1硬件校准为了提高电压表的测量精度，我们可以在生产过程中对每一块电压表进行硬件校准。
通过调整ADC的参考电压或者在软件中进行校准算法的优化，可以有效提高电压表的测量精度。
3、2软件滤波在实际应用中，由于各种噪声和干扰的存在，电压表的读数可能会出现波动。
我们可以通过软件滤波算法，如平均滤波、卡尔曼滤波等，来减小这些干扰对测量结果的影响。
四、应用与扩展基于单片机的数字电压表不仅可以在实验室或工业现场使用，还可以扩展出更多的应用场景。
例如，通过加入无线通信模块，我们可以实现远程监控；通过加入更多的传感器，我们可以实现多通道的电压测量；通过与计算机或云端进行数据交互，我们可以实现大数据分析和预测。
简易数字电压表的设计
一、简易数字电压表的设计l．功能要求简易数字电压表可以测量0～5V的8路输入电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。
测量最小分辨率为0.019 V，测量误差约为土0.02V。
2．方案论证按系统功能实现要求，决定控制系统采用AT89C52单片机，A／D转换采用ADC0809。
系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便地进行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1-1。
图1-1 数字电压表系统设计方案3．系统硬件电路的设计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，电路原理图如图1-2所示。
A／D转换由集成电路0809完成。
0809具有8路模拟输人端口，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通过14024二分频得到1 MHz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。
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0809的A／D转换控制。
4．系统程序的设计（1）初始化程序系统上电时，初始化程序将70H～77H内存单元清0，P2口置0。
（2）主程序在刚上电时，系统默认为循环显示8个通道的电压值状态。
当进行一次测量后，将显示每一通道的A ／D 转换值，每个通道的数据显示时间为1s 左右。
主程序在调用显示子程序和测试子程序之间循环，主程序流程图见图1-3。
（3）显示子程序 显示子程序采用动态扫描法实现四位数码管的数值显示。
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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2.引脚介绍
8路输入端 启动转换信号 转换结束信号 输出允许信号 时钟输入端，决定 转换速率，时频率 50～800kHz
输入选择 控制端
地址锁存允许信号 数据输出端
注意：理解这些管脚的作用对
理解程序语句非常有帮助！
3.ADC0809工作过程
START
1
START
2
EOC
3
OE
4
上升沿
启动信号
保持低电平
高电平信号 高电平信号
下降沿
工作分为4大步 每步工作内容
如图所示
START（6脚）为转换启动信 号。当START为上升沿时，所 有内部寄存器清零；下降沿时， 开始进行A/D转换
在转换期间，START应保持低电 平。
当EOC变为高电平时，转换结束
当OE变为高电平时，输出数据
a b c d e f g dp LED1 LED2 LED3 LED4
数码管显示采集的电压值。
实物照片
三 任务二知识讲解
1.ADC0809芯片知识与使用方法
ADC0809是一种有8路模拟输入、8位并行数字输出的逐次逼近式A/D器件。
性 能
ADC0809主要技术指标和特性 （1） 分辨率：8位； （2） 转换时间：取决于芯片的时钟频率，转 换1次所需时间； （3） 单一电源：+5V； （4） 模拟输入电压范围：单级性为0～+5V。
4.电路连接图
显示电路
RESET
Vcc 40
+ 22μF/50V C1
R1
9
200Ω
R2 1KΩ 20
AT89C51 Vcc RST Vss
C2 30pF 18 XTAL1
12MHz
19 XTAL2 C2 30pF
5 6 7 8
P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
Vcc
74LS245
P0.0 39 2 A1 Vcc 20
sbit EOC=P1^6;
sbit OE=P1^7;//定义ADC0809各脚
3
红色语句严格依据芯片工作 过程书写。
//函数名：ADC() //功能：数模转换程序 //调用函数： //输入参数： //输出参数： //说明：将转换好的测定值保存在变量volt中 /******************************************/ void ADC() {
START=0; START=1; START=0;//ad开始转换 while(EOC==0); //等待转换结束 OE=1; volt=P3;//取走转换值 OE=0;//输出转换结束 volt=volt*196;//转换值处理 }
将P3口得到的A/D转换值通过计算公式转换为正确的电压值，这是因为项目的满量 程为5V，转换分辩率为8位即最大值是255，5/255=196mV,即1代表196mV。
设计制作数字电压表
一 时钟设计学习要求
项目所需掌握的理论知识
• MSC51系列单片机定时器/计数器中断、动态扫描、A/D转换相关 知识等。
• ADC0809各管脚功能、TLC2543各管脚功能 • C51程序语言中for语句、do while语句运行规则，使用方法
完成项目所锻炼的能力
• 掌握定时器/计数器的定时程序的编写。 • 掌握定时器中断方式的编写 • 掌握ADC0809以及TLC2543数据采集的编程能力。
P2.0 P2.1 P2.2 P2.3
21 1K×4 22 23 24
P3.0 10 P3.1 11 P3.2 12 P3.3 13 P3.4 14 P3.5 15 P3.6 16 P3.7 17
Vcc ADC0809
Vcc
12 Vref+ IN0 26 11 Vcc CLOCK 10
START 6
17 D0
ALE 22
14 D1
EOC 7
15 D2
OE 9
17 D3 Vref- 16
18 19
D4 D5
A 25 B 24
20 D6
C 23
21 D7 GND 13
电压 测试端
单片机最小系统
ADC0809电压采集显示电路
单片机P2口的低4位接4个1K电阻，4个PNP三极管，作为数码管的位码输出，P0口 与74LS245的A1～A8相连，B1～B8串个300欧姆的电阻，作为数码管段码输出。
ADC0809的D0～D7与P3口相接，采集的数据通过P3口传送给单片机。P1.4～P1.7 作为ADC0809的控制信号端，控制ADC0809的采集工作。
5.程序分析
1
在程序设计时，由于ADC0809在进行A/D转换时需要有CLK信号，而此时的ADC0809的CLK 是接在单片机的P1.4端口上，也就是要求从P1.4端口能够输出CLK信号供ADC0809使用。
管显示0-9
红色语句是依据电路连接定 义的，定义这些语句是便于程 序书写。
uint volt; //电压值测定值 sbit LW1=P2^3; sbit LW2=P2^2; sbit LW3=P2^1;
sbit LW4=P2^0;//定义数码管位选脚
sbit CLK=P1^4;
sbit START=P1^5;
采用T0定时器中断方式产生ADC0809所需要的CLK信号，CLK为时钟输入信号线，它的取值
范围为10KHz~1280KHz，我们这里取值50KHz。根据定时器的计算公式可得
TH0=TL0=0XF6。
开始
开中断总开关
TMDO赋初值
主程序流程图揭示程序 工作过程
T0赋初值 允许T0中断
T0启动位置位 调用模数转换程序
调用显示程序
2
项目源程序：
#include<at89x51.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar code
led[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//数码
学习指南
案例引入 预备知识讲解 电子实物制作与检测 参考与消化示例程序并完成项目程序 总结与提高
二 案例引入
设计数字电压表，设计要求如下：
1．要求分别采用两种不同模数转换的芯片ADC0809、TLC2543实现设计数 字电压表。
2．设计的数字电压表可以测量0～5V范围内的输入电压值，并且通过4位LED
P0.1 38 3 A2 DIR 1
P0.2 37 P0.3 36
4 5
A3 A4
P0.4 35 6 A5
P0.5 34 7 A6
P0.6 33 8 A7
P0.7 32 9 A8
19 17 B3 16 B4 15 B5 14 B6 13 B7 12 B8 11