简易数字电压表
简易数字电压表(共13张PPT)
元器件清单
元器件名称 参数 数量
IC插座 DIP40 1
IC插座 DIP14 1
晶体振荡器 12MHz 1
瓷片电容 30pF 2
共阳极数码管
2
单片机 89C51 1
弹性按键
1
电阻
510Ω 2
电阻
300Ω 16
元器件名称 参数 数量
电阻
10KΩ 1
可调电阻
5KΩ
1
模数转换器 ADC0809 1
双D触发器 74LS74 1
// P0_2=0，则OE=1，允许读数
简易数字电压表硬件电路
P0_2=0;
//在引脚产生下降沿，START和ALE引脚产生上升沿
//锁存通道地址，所有内部寄存器清零
第十二页，共13页。
第十三页，共13页。
焊好电阻后，接通电 源后，发现数码管只 有一路电压值。再次 检查电路板无误后， 确定是实验程序出现 问题。经过修改程序 后，将新程序烧到单 片机中，数码管稳定 显示
第十一页，共13页。
任务小结
简易数字电压表的制作，涉及A/D转换芯片 0~5V的模拟电压信号通过调节电位器来获得。
void main() //主函数
while(1)
{
P0_2=1;
for(a=0;a<50;a++); //延时
P0_2=0;
//在引脚产生下降沿，START和ALE引脚产生上升沿
//锁存通道地址，所有内部寄存器清零
for(a=0;a<50;a++); //延时
P0_2=1;
//在上产生上升沿，START上产生下降沿，A/D转换开始
片机进行数据采集
简易数字电压表的设计
单片机课程设计姓名：罗双林学号： 03班级：电气082成绩：指导教师：吴玉蓉设计时刻： 2020-1-4——2020-1-16摘要简易数字电压测量电路由A/D转换、数据处置及显示操纵等组成。
当外部0～5V的模拟信号输入时，第一通过ADC0809转换模块进行转换，转换成数字信号并进入通道进行选择后，将信号传入STC89C52RC单片机时，单片机通过按键电路中的一个按键来选择单路仍是8路，另一个按键作单路显示时选择通道，被选择完毕后将数据送入到显示器。
Simple digital voltage measurement circuit by the A/D conversion, data processing and display control etc.When external 0 ~ 5-v analog signal input, first by ADC0809 conversion module for conversion, converted into digital signals and into the passage, after selecting the signal STC89C52RC microcontroller, introduced into the microcontroller through buttons circuit a button to choose single road or , another button for single road show when choosing the right channel, when choosing after completion will enter data into to the display.目录第一章课程设计任务书 (4)设计目的任务及要求 (4)设计时刻及进度安排 (4)第二章课程设计说明书 (5)设计方案 (5)系统硬件电路的设计 (6)要紧元件选型及相关功能介绍 (7)系统软件设计 (13)第三章结论及心得体会 (15)参考文献 (15)附录 ..................................................................................................错误!未定义书签。
简易数字电压表课程设计
简易数字电压表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电压表的基本工作原理和电路连接方式；2. 学生能够掌握简易数字电压表的使用方法和读数技巧；3. 学生能够了解电压的单位换算，并能进行简单的计算。
技能目标：1. 学生能够正确连接电压表的电路，并进行电压测量；2. 学生能够通过操作简易数字电压表，准确读取电压值，并记录数据；3. 学生能够运用所学知识解决实际电路中的电压问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子测量工具的兴趣，激发学习电子技术的热情；2. 培养学生严谨、细致的实验态度，注重实验操作的规范性和安全性；3. 培养学生团队合作精神，学会分享和交流实验过程中的心得体会。
课程性质分析：本课程为电子技术基础课程，以实验为主，结合理论教学。
简易数字电压表是电子测量工具的基础，通过本课程的学习，使学生掌握基本的电压测量方法。
学生特点分析：学生为初中生，具备一定的物理知识和实验操作能力。
学生对电子技术感兴趣，但可能对电压表的使用方法和电路连接不够熟悉。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重实验操作技能的培养；2. 注重启发式教学，引导学生主动探究和解决问题；3. 关注学生的个体差异，提供个性化指导，确保每个学生都能达到课程目标。
二、教学内容1. 电压表基本原理：讲解电压表的工作原理，包括磁电式电压表和数字电压表的区别与联系，重点介绍数字电压表的原理和特点。
教材章节：第二章第二节《电压表的原理与使用》2. 电压表的使用方法：详细讲解电压表的电路连接方法，操作步骤，读数技巧以及注意事项。
教材章节：第二章第三节《电压表的使用与维护》3. 电压单位换算：介绍电压的单位制，换算关系，并进行实际计算。
教材章节：第一章第四节《电学单位制》4. 实际电路电压测量：设计实际电路，指导学生运用电压表进行电压测量，分析测量结果。
教材章节：第二章第四节《电压测量》5. 数字电压表操作练习：安排学生进行数字电压表的实操练习，巩固所学知识，提高操作技能。
开题报告(简易数字电压表的设计)
1绪论
2数字仪表设计原理
3芯片介绍
4系统硬件设计
5系统软件设计与说明
6程序调试
7总结
8参考文献
谢
预期目标：
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
三、拟采用的研究方法、步骤
研究方法：
A/D转换模块：采用ADC0809转换芯片，其中A/D转换器用于实现模拟量数字量的转换，单电源供电。
目前数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换器的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，本毕业设计A/D转换器采用ADC0809对输人模拟信号进行转换，控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算和处理，最后驱动输出装置显示数字电压信号。
二、研究的主要内容和预期目标（研究的框架，要求列到一级提纲）
DVM的高速发展，使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表，数字化是当前计量仪器发展的主要方向之一，而高准度的DC-DVC的出现，又使DVM进入了精密标准测量领域。随着现代化技术的不断发展，数字电压表的功能和种类将越来越强，越来越多，其使用范围也会越来越广泛。采用智能化的数字仪器也将是必然的趋势，它们将不仅能提高测量准确度，而且能提高电测量技术的自动化程序，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(如：温度计、湿度计、酸度计、重量、厚度仪等)，几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化仪表等各个领域。从而提高计量检定人员的工作效。
毕业论文（设计）开题报告
论文题目
简易数字电压表的设计
一、选题的背景与意义（本研究的现状综述、理论价值与实际意义）
电压表已经有100多年的发展历史，虽然不断改进与完善，仍然无法满足现代电子测量的需求，近二十年，微电子技术，计算机技术，集成技术，网络技术等高新技术得到了迅猛发展。这一背景和形势，不断地向仪器仪表提出了更高、更新、更多的要求，如要求速度更快、灵敏度更高、稳定性更好、样品量更少、遥感遥测更远距、使用更方便、成本更低廉、无污染等。同时也为仪器仪表科技与产业的发展提供了强大的推动力，并成了仪器仪表进一步发展的物质、知识和技术基础。数字电压表(Digital Voltmeter简称DVM)自1952年问世以来，显示出强大的生命力，现已成为在电子测量领域中应用最广泛的一种仪器。数字电压表可以显示清晰、直观，读数准确，准确度高，分辨力强，测量范围广，扩展能力强，测量速度快，输入阻抗高，集成度高，微功耗和抗干扰能力强等优点，独占电压表产品的熬头。
简易数字电压表
简易数字电压表
简易数字电压表是一种测量电压大小的仪器，由数字显
示屏、测试夹和电路板组成。
下面将介绍其原理、工作原理、特点和使用方法。
一、原理
简易数字电压表的测量原理是基于欧姆定律和毛氏定律。
欧姆定律表示电流与电阻、电压之间的关系，毛氏定律表
示在电路中，电压、电流、电阻三者之间的关系。
简易数字电压表使用的测试方式是通过测试夹，将一端
夹在电路上的正极，另一端夹在负极，即可测量电路上的
电压。
二、工作原理
简易数字电压表通过内置的电路将测试夹的电压信号转
换成数字信号，并通过数字显示屏显示出电压大小。
由于
测试夹的电阻非常小，可以忽略不计，同时，在测试夹和
数字显示屏之间可以采用低通滤波器以去除高频噪音信号。
三、特点
1. 简易数字电压表具有高精度，通常可以测量到几位
小数
2. 使用方便，只需要将测试夹夹在电路上即可
3. 速度快，能够在极短的时间内测量出电路的电压
4. 价格较低，常常是家用电器维修、科研等领域的首
选仪器之一
四、使用方法
1. 准备工作：将电池装入仪器中，然后按下开关，等
待数字显示屏亮起即可使用
2. 测量前：将测试夹与被测试电路的正极和负极相连
3. 测量电压：读取数字显示屏上显示的数字即可得到被测试电路的电压
总体而言，简易数字电压表可以说是一种价格便宜，使用简便的电子测试仪器，广泛用于家庭和实验室中各种电路的测试。
简易数字电压表 实验报告
简易数字电压表设计实验报告姓名陈秀秀学号 201203870404指导教师贾立新专业班级电气1202 学院信息工程学院一.实验要求采用C8051F360单片机最小系统设计一简易数字电压表，实现对0~3.3V直流电压的测量，原理框图如图3-1所示。
模拟输入电压通过一只1 kΩ电位器产生，ADC0将模拟电压转换成数字量后换算成电压值，用十进制的形式在LCD上显示。
进一步，将单片机最小系统与PC通过RS-232通信电缆连接，将A/D转换的数字量在PC终端显示。
图3-1二.实验设计设计方案:由主程序、T0中断服务程序、ADC0中断服务程序组成。
具体流程图如下图3-2所示。
图3-2三.具体设计1.简易数字电压表设计F360初始化及LCD初始化(详细程序代码见附录)①内部振荡器初始化:OscInit()②I/O端口初始化:PortIoInit()③外部数据存储器接口初始化:XramInit()④定时器初始化:TimerInit()⑤中断系统初始化:Int0Init()⑥ADC0初始化:ADC_Init()⑦PCA初始化:PcaInit()2.电压转换方式（将电压转换为十进制）ADCDAT=ADC0H*256+ADC0L;VOLT=ADCDAT*2.4/1024=ADCDAT*0.002344;VOLTOUT=VOLT*1000;for(i=0;i<4;i++){VOLTBCD[i]=VOLTOUT%10;VOLTOUT=VOLTOUT/10;}3.LCD显示程序设计①检查LCD是否空闲子程序void CheckLcd(){uchar temp=0x00;uchar xdata *addr;while(1){addr=RCOMADDR;temp=*addr;temp&=0x80;if(temp==0x00)break;}}②电压值显示WriteCom(0x9C);WriteData(VOLTBCD[3]+0x30);WriteData(0x2E);WriteData(VOLTBCD[2]+0x30);WriteData(VOLTBCD[2]+0x30);WriteData(VOLTBCD[0]+0x30);WriteData(0x56);4.实验中AD转换方式选用逐次逼近型，A/D转换完成后得到10位数据分为高低字节存放在寄存器ADCOH和ADC0L中，此处选择右对齐，转换时针为2MHZ。
单片机课程设计报告-简易数字电压表
TLC0834
P87C52X2
图1
1） A/D 转换部分
1.1 TLC0834 AD 转换器 TLC0834 的启动和转换可以由软件自由控制。根据 TLC0834 的工作时序图，
图 2 控制逻辑表
图 3 时序图
其转换过程是： 片选 置 CS 为低（保证 CS 有一个从高到低的跳变），该电
平能使所有的逻辑功能有效， CS 引脚在整个转换过程中应保持 低电平。此时 DO 端为高阻，DI 端等待指令 起始 向 DI 端输出第一个逻辑高，表示起始位。由于 DI 端
;调用数据转换子程序 LCALL TURN_SUB ;调用显示子程序 LCALL DISP_SUB ;转换成通道 1 CH1: CLR P1.6 ;清时钟 CLR P1.5 SETB P1.7 ;CS=1 CLR P1.7 ;CS=0 SETB P1.5 ;置 1 启动位 SETB P1.6 CLR P1.6 SETB P1.5 ;1 写 SGL SETB P1.6;时钟 0-1 跳变 CLR P1.6 SETB P1.5 ;1 写 ODD SETB P1.6 CLR P1.6 CLR P1.5 ;0 写 SELECT BIT1 SETB P1.6 CLR P1.6 ;通道 0，单端输入 SETB P1.6
C3
10uF
9
RST
R2
10k 29 30 31 PSEN ALE EA
RV3
58%
U5
1 2 3 4 5 6 7 8 V+ CS CH0 CH1 CH2 CH3 DGND AGND ADC0834 CLK SARS 12 11
RV1
58%
1k
DI DO VCC VREF
13 10 14 9
北邮数电实验——简易数字电压表报告
数字电路与逻辑综合实验报告题目：简易电压表设计学院：电子工程学院专业：光电信息科学与工程班级：20132112学号：20132111姓名：一、 实验任务要求设计并实现一个简易数字电压表， 要求使用实验板上的串行 AD 芯片 ADS7816。
基本要求：1、测量对象：1-2 节干电池。
2、AD 参考电压：5V 。
3、用三位数码管显示测量结果， 保留两位小数。
4、被测信号超过测量范围有溢出显示并有声音提示。
5、按键控制测量和复位。
提高要求：1、能够连续测量。
2、自拟其他功能。
二、设计思路利用ADS7816作为电压采样端口，FPGA 作为系统的核心器件，用LED 进行数码显示，把读取的13位二进制数据转换成便利于输出3位十进制BCD 码送给数码管。
采用FPGA 芯片作为系统的核心器件，负责ADS7816的A/D 转换的启动、地址锁存、输入通道的选择、数据的读取。
同时，把读取的13位二进制数据转换成便于输出3位十进制的BCD 码送给数码管，以显示当前测量电压值。
三、 总体框图数字电压表整体设计框图，如下图所示，数字电压表系统由A/D 转换模块、FPGA 控制模块、数码显示模块三部分构成。
FPGA 控制模块控制外部A/D 转换器自动采样模拟信号，通过A/D 芯片转换为数字信号，再由FPGA 控制模块控制数码管动态扫描向外部数码管显示电路输出数据。
四、模块设计 1、A/D 转换模块（1）ADS7816工作原理ADS7816的工作时序图如图所示。
在ADS7816的工作时序中,串行时钟DCLK 用于同步数据转换,每位转换后的数据在DCLK 的下降沿开始传送。
因此,从Dout(数字数据输出引脚)引脚接收数据时,可在DCLK 的下降沿期间进行,也可以在DCLK 的上升沿期间进行。
通常情况下,采用在DCLK 的上升沿接收转换后的各位数据流。
CS 的下降沿用于启动转换和数据变换,CS 有效后的最初115至2个转换周期内,ADS7816采样输入信号,此时输出引脚Dout 呈三态。
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。
单片机课程设计-简易数字电压表的设计
单片机课程设计-----------简易数字电压表的设计RTX2011-7湖北::汽院::电系简易数字电压表的设计1.功能要求简易数字电压表的设计可以测量0～5V的8路输入电压值，并在四位上轮流显示或单路选择显示。
测量最小分辨率为0.019V，测量误差为±0.02V。
2.硬件图硬件图分解:简化图3.算法ADC0809的模拟数量与数字输出量的对应关系用整数运算实现实数运算(上图中的对应关系)的结果4.程序代码:ORG 0000HLJMP STARTPress EQU 30HORG 0050HSTART: MOV P1,#0FFH; 效果:’8.’从右→左移动(一次)MOV R0,#11110111BMOV R3,#4Retest: MOV R6,#0FFHTest: MOV P0,#0FFHMOV A,R0MOV P1,ACALL D10msMOV P1,#0FFHDJNZ R6,TestCALL D10msRR AMOV R0,ADJNZ R3,Retest ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;MOV P1,#0FFH; ; 效果:显示’H.E.L.P.’一段时间;MOV R0,#11111110BMOV R6,#0FFHREHLP: MOV DPTR,#HelpMOV R0,#11111110B;;;;;;;;;;;;;MOV R3,#4HLP: CLR AMOVC A,@A+DPTRMOV P0,AMOV A,R0MOV P1,ACALL D10ms;MOV P1,#0FFHINC DPTRRL AMOV R0,ADJNZ R3,HLPDJNZ R6,REHLP ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;MOV P1,#0FFH; 效果:显示’1.0-0.’一段时间;MOV R0,#11111110BMOV R6,#0FFHREMOD11: MOV DPTR,#MOD1MOV R0,#11111110B;;;;;;;;;;;;;MOV R3,#4MOD11: CLR AMOVC A,@A+DPTRMOV P0,AMOV A,R0MOV P1,ACALL D10ms;MOV P1,#0FFHINC DPTRRL AMOV R0,ADJNZ R3,MOD11DJNZ R6,REMOD11 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;MOV P1,#0FFH; 效果:显示’2.0-7.’一段时间;MOV R0,#11111110BMOV R6,#0FFHREMOD21: MOV DPTR,#MOD2MOV R0,#11111110B;;;;;;;;;;;;;MOV R3,#4MOD21: CLR AMOVC A,@A+DPTRMOV P0,AMOV A,R0MOV P1,ACALL D10ms;MOV P1,#0FFHINC DPTRRL AMOV R0,ADJNZ R3,MOD21DJNZ R6,REMOD21 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;MOV P1,#0FFH; 等待键入选择WaitPress: MOV A,P1CPL AJZ WaitPressMOV A,P1CALL D10msMOV Press,P1CJNE A,Press,WaitPress;去抖动ANL A,#00010000B;S1: 模式(MODE1)JZ MODE1MOV A,PressANL A,#00100000B;S2: 模式(MODE2)JZ MODE2MOV P1,#0FFH; S3,S4未定义JMP WaitPress ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; MODE1: MOV P1,#0FFH ;模式1:IN0:单道电压显示CLR EAMOV DPTR,#7FF8H; P2.7=0,IN0MOVX @DPTR,A; P2=7FH,P0=F8H,写（/WR=0，/RD=1）Waiting1: JNB P3.3,Waiting1MOVX A,@DPTR; P2=7FH,P0=F8H,读（/RD=0,/WR=1）Conver1: MOV B,#51DIV ABMOV DPTR,#LEDMOVC A,@A+DPTRADD A,#10000000B; 第1个LED的小数点dp亮MOV P0,ACLR P1.0; 第1个LED亮MOV R0,#11111110BMOV R1,#3NEXT1: CALL D10msMOV P1,#0FFH;MOV A,BMOV B,#10MUL AB;这之后B不是’1’就是’0’:最大50*10=01f4HJB PSW.2,BEQU11; PSW.2就是OVMOV B,#51DIV ABJMP DISP1BEQU11: INC AMOV B,#51DIV ABADD A,#5DISP1: MOV DPTR,#LEDMOVC A,@A+DPTRMOV P0,AMOV A,R0RL AMOV R0,AMOV P1,ACALL D10msDJNZ R1,NEXT1; 显示完4位LED为止MOV P1,#0FFHJMP MODE1 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; MODE2: MOV P1,#0FFH ;模式2:IN0-IN7:多道电压循环显示CLR EAMOV DPTR,#7FF8H;P2.7=0MOV R7,#00H; R7为通道NEXT2In: MOV R6,#0FFHThisIn: MOVX @DPTR,A; IN0时P2=7FH,P0=F8H,写（/WR=0，/RD=1）Waiting2: JNB P3.3,Waiting2MOVX A,@DPTR; IN0时P2=7FH,P0=F8H,读（/RD=0,/WR=1）MOV R2,A; R2为0809的二进制转换结果Conver2: MOV A,R7MOV DPTR,#LEDMOVC A,@A+DPTRMOV P0,ACLR P1.0CALL D10msMOV P1,#0FFHMOV A,R2MOV B,#51DIV ABMOV DPTR,#LEDMOVC A,@A+DPTRADD A,#10000000B; 第2个LED的小数点dp亮MOV P0,ACLR P1.1; 第2个LED亮MOV R0,#11111101B; R0控制LEDMOV R1,#2NEXT2: CALL D10msMOV P1,#0FFH;MOV A,BMOV B,#10MUL ABJB PSW.2,BEQU12MOV B,#51DIV ABJMP DISPBEQU12: INC AMOV B,#51DIV ABADD A,#5DISP: MOV DPTR,#LEDMOVC A,@A+DPTRMOV P0,AMOV A,R0RL AMOV R0,AMOV P1,ACALL D10msDJNZ R1,NEXT2; 显示完4位LED为止CALL D10msMOV P1,#0FFH;MOV A,R2MOV A,R7; 还原DPTRADD A,#0F8H; 相加之和最大为0FFHMOV DPL,AMOV DPH,#7FHDJNZ R6,ThisInCALL D1s;MOV A,R7;ADD A,#0F8H;MOV DPL,A;MOV DPH,#7FHINC DPTRINC R7MOV A,R7CLR CSUBB A,#8JZ MODE2JMP NEXT2In ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; D10ms: MOV R4,#01H ;延时10msD1ms: MOV R5,#249DL: NOPNOPDJNZ R5,DLDJNZ R4,D1msRET ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; D1s: MOV R3,#100 ;延时1sD:CALL D10msDJNZ R3,D RET;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;共阴极;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; LED:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H ;0-4DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH ;5-9 Help:DB 0F6H,0F9H,0B8H,0F3H ;H.E.L.P MOD1:DB 86H,3FH,40H,3FH ;1.0-0 MOD2:DB 0DBH,3FH,40H,07H ;2.0-7 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; END实验效果图模式1:IN0模式2:IN0->IN7IN0IN1…………IN5………提示:按复位键可以重新进行模式选择。
简易数字电压表课程设计
简易数字电压表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电压表的基本工作原理，掌握其电路组成和功能。
2. 学生能描述简易数字电压表的结构，了解其显示原理。
3. 学生掌握电压的测量方法，能够正确使用简易数字电压表进行电压测量。
技能目标：1. 学生能够独立完成简易数字电压表的组装和调试。
2. 学生能够运用所学的电压测量知识，解决实际电路中的电压测量问题。
3. 学生通过实际操作，提高动手能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发学习热情，形成积极探索的学习态度。
2. 学生通过合作学习，培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生了解电压表在实际应用中的作用，认识到电子技术在日常生活和工业生产中的重要性。
课程性质：本课程为电子技术基础课程，通过理论与实践相结合的方式，使学生掌握电压测量方法，提高学生的实际操作能力。
学生特点：本课程针对初中或高中年级学生，他们对电子技术有一定的基础知识，好奇心强，动手能力逐渐提高。
教学要求：教师需采用启发式教学，引导学生主动探索，注重培养学生的动手能力和问题解决能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予每个学生充分的实践机会。
通过课后评估，检验学生的学习成果，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 电压表基本原理：介绍电压表的工作原理，包括磁电式和数字式电压表的原理区别。
- 教材章节：第二章第三节《电压与电压测量》2. 简易数字电压表结构：分析简易数字电压表的电路组成，显示部分原理。
- 教材章节：第二章第五节《数字电压表的组成与原理》3. 电压测量方法：讲解电压测量的步骤、注意事项以及不同量程的选择。
- 教材章节：第二章第四节《电压测量方法及注意事项》4. 实践操作：进行简易数字电压表的组装、调试及实际电压测量。
- 教材章节：实验章节《电压测量实验》5. 故障分析与处理：介绍常见的电压表故障现象，分析原因并学会处理方法。
- 教材章节：附录《电压表常见故障及处理方法》教学内容安排与进度：第一课时：电压表基本原理，介绍磁电式和数字式电压表的原理区别。
基于STM32的简易数字电压表
课程设计报告学院（系）：机械电子工程学院专业：测控技术与仪器学生姓名：学号：课程设计题目：简易数字电压表起迄日期:课程设计地点:指导教师:目录第1章简易数字电压表设计方案论证 (1)1.1 简易数字电压表的应用意义 (1)1.2 本次课程设计的目的 (1)1.3 简易数字电压表设计的要求及技术指标 (1)1.4 设计方案论证 (2)1.5 总体设计方案框图及分析 (2)第2章简易数字电压表各单元电路设计 (2)2.1 A/D转换及数据处理 (2)2.2 串口通信 (7)2.3 LCD显示电路设计 (7)第3章电路原理图和PCB板的设计 (8)第4章系统软件程序设计 (9)第5章设计总结 (16)参考文献 (17)摘要本文以ARM系列的STM32芯片为核心设计了一个简易数字电压表。
简易数字电压表采用模数转换思想来实现,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义测量电压,通过调节模数转换电位器使在一定范围内可任意改变。
输出的电压格式和精度的改变通过软件控制，输出电压的大小的改变通过硬件实现。
介绍了的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。
该简易数字电压表具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。
关键词:简易数字电压表;STM32F103;AD转换;第一章简易数字电压表设计方案论证1.1 简易数字电压表的应用意义数字电压表简称DMV，它是采用数字化测量技术设计的电压表。
数字电压表的优良特性深受人们的青睐。
具体有以下的应用特点：a)显示清晰直观，读数准确。
b)准确度高。
c)分辨率高。
d)测量范围宽。
e)扩展能力强。
f)测量速度快。
g)输入阻抗高。
h)集成度高、微功耗。
h) 抗干扰能力强1.2 本次课程设计的目的1）了解STM32f103内部A/D转换性能及编程方法。
2）学会使用A/D转换器进行电压信号采集。
3）了解uCosII系统工作原理。
1.3 简易数字电压表设计的要求及技术指标设计要求：利用STM32F103内部A/D及2.8寸TFT液晶屏，设计完成一个数字电压表。
基于STM32的简易数字电压表(DOC)
课程设计报告学院（系）：机械电子工程学院专业：测控技术与仪器学生姓名：学号：课程设计题目：简易数字电压表起迄日期:课程设计地点:指导教师:目录第1章简易数字电压表设计方案论证 (1)1.1 简易数字电压表的应用意义 (1)1.2 本次课程设计的目的 (1)1.3 简易数字电压表设计的要求及技术指标 (1)1.4 设计方案论证 (2)1.5 总体设计方案框图及分析 (2)第2章简易数字电压表各单元电路设计 (2)2.1 A/D转换及数据处理 (2)2.2 串口通信 (7)2.3 LCD显示电路设计 (7)第3章电路原理图和PCB板的设计 (8)第4章系统软件程序设计 (9)第5章设计总结 (16)参考文献 (17)摘要本文以ARM系列的STM32芯片为核心设计了一个简易数字电压表。
简易数字电压表采用模数转换思想来实现,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义测量电压,通过调节模数转换电位器使在一定范围内可任意改变。
输出的电压格式和精度的改变通过软件控制，输出电压的大小的改变通过硬件实现。
介绍了的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。
该简易数字电压表具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。
关键词:简易数字电压表;STM32F103;AD转换;第一章简易数字电压表设计方案论证1.1 简易数字电压表的应用意义数字电压表简称DMV，它是采用数字化测量技术设计的电压表。
数字电压表的优良特性深受人们的青睐。
具体有以下的应用特点：a)显示清晰直观，读数准确。
b)准确度高。
c)分辨率高。
d)测量范围宽。
e)扩展能力强。
f)测量速度快。
g)输入阻抗高。
h)集成度高、微功耗。
h) 抗干扰能力强1.2 本次课程设计的目的1）了解STM32f103内部A/D转换性能及编程方法。
2）学会使用A/D转换器进行电压信号采集。
3）了解uCosII系统工作原理。
1.3 简易数字电压表设计的要求及技术指标设计要求：利用STM32F103内部A/D及2.8寸TFT液晶屏，设计完成一个数字电压表。
简易数字电压表
1.绪论数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，作为智能仪表的一种，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。
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，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。
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。
举例：图1 CAKJ系列数字电流-电压-功率-因数-频率表如图1是一个CAKJ系列数字电流-电压-功率-因数-频率表1）适用范围该系列产品是一种高精度的安装式仪表，它可广泛用于电力系统和自动化控制系统中对单相三相电量参数（交直流电流-电压-功率-因数-频率）的测量和显示。
采用大规模集成电路，具有转换精度高、响应速度快、性能稳定等特点，可直接替代指针式仪表。
2）通用技术参数* 精度等级：数显0.2、0.5级光柱1.5级* 数显范围：四位半显示0－1 9 9 9 9* 光柱指示：0－120%* 标称输入：电流1A、5A；电压100V、220V、380V 、450V* 过量程：持续：1.2倍，瞬时：电流10倍/5秒，电压2倍/1秒本次设计是以单片机AT89S51芯片为核心，设计了一个简易的电压检测电路，它由5V直流电源供电。
在硬件方面，通过一个可变电阻调节输入电压的变化来反映所检测到的电压变化。
此变化的电压通过ADC0809的一个通道（IN0）送入并进行A/D转换，将转换后的数字量在单片机AT89S51中进行处理，再转换成相应的实际电压值，最后通过四位LED数码管显示，精确到十分位，LED 采用的是动态扫描显示，使用74HC02P芯片进行驱动。
软件方面采用汇编语言编程。
使得整个系统完成一个简易的数字电压表的功能。
2.电压表设计目的及要求2.1 设计目的通过简易数字电压表的设计过程，结合在校所学课程，掌握目前电子仪表的一般设计过程，锻炼动手能力和分析、解决问题的能力，积累经验，培养自己以后能在工作中按部就班、一丝不苟以及对所学知识的综合应用能力。
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目录前言 (2)一、总体设计 (2)二、硬件设计 (3)1、A/D转换电路 (3)2、晶振电路 (4)3、复位电路 (5)4、AT89C52单片机介绍 (6)5、显示电路 (7)三、软件设计 (8)1、主程序流程图 (8)2、A/D转换子程序流程图 (8)四、调试说明 (9)五、使用说明 (10)六、结论 (11)参考文献 (11)附录 (12)Ⅰ、系统电路图 (12)Ⅱ、程序清单 (12)前言本课程设计实现电压数字化测量的方法是模—数（A/D）转换，本设计将用AD 转换芯片ADC0808对模拟信号进行转换，AD转换芯片ADC0808的基准电压端，被测量电压输入端分别输入基准电压和被测电压。
AD转换芯片ADC0808将被测量电压输入端所采集到的模拟电压信号转换成相应的数字信号。
然后再通过对单片机AT89SC52进行软件编程，使单片机按规定的时序采集这些数字信号，通过一定的算法计算算出被测量电压值，最后驱动数码管进行电压显示。
简易数字电压表可以测量范围0至5伏范围内的8路输入电压值，并在4位LED数码管上轮流显示或选择显示。
其测量最小分辨率为0.02V。
本系统主要包括四大模块：数据采集模块、控制模块、显示模块、A/D转换模块。
一、总体设计因ADC0809在Protues中无法进行仿真，因此选用ADC0808代替ADC0809。
然后选用单片机AT89C52和A/D转换芯片ADC0808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。
将数据采集接口电路输入电压传入ADC0808数模转换元件，经转换后通过OUT1至OUT8与单片机P0口连接，把转换完的模拟信号以数字信号的信号的形式传给单片机，信号经过单片机处理从LED数码显示管显示。
P3实现通道选择，P2口接数码管位选，P1接数码管，实现数据的动态显示。
二、硬件设计1、A/D转换电路A/D转换的作用是进行模数转换，把接收到的模拟信号转换成数字信号输出。
在选择A/D转换时，先要确定A/D转换精度、转换速度以及转换位数等，A/D转换的位数确定与整个测量控制系统所需测量控制的范围和精度有关，在数字电压表设计中采用了8位A/D转换器ADC0808。
图1 ADC0808ADC0808是采样分辨率为8位的，以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。
其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
ADC0808是ADC0809的简化版本，功能基本相同。
一般在硬件仿真时采用ADC0808进行A/D转换，实际使用时采用ADC0809进行A/D转换。
引脚功能（外部特性）ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如右图所示。
各引脚功能如下：1～5和26～28（IN0～IN7）：8路模拟量输入端。
8、14、15和17～21：8位数字量输出端。
22（ALE）：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。
A，B和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。
6（START）：A／D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。
7（EOC）：A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。
9（OE）：数据输出允许信号，输入，高电平有效。
当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。
10（CLK）：时钟脉冲输入端。
要求时钟频率不高于640KHZ。
11（Vcc）：主电源输入端。
12（VREF（+））和16（VREF（-））：参考电压输入端13（GND）：地。
23～25（ADDA、ADDB、ADDC）：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路.ADC0808应用说明（1）.ADC0808内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。
（2）.初始化时，使ST和OE信号全为低电平。
（3）.送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。
（4）.在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。
（5）.是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。
（6）.当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。
2、晶振电路图2 晶振电路电路中的晶振即石英晶体震荡器。
由于石英晶体震荡器具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力，所以，石英晶体震荡器是用来产生基准频率的。
通过基准频率来控制电路中的频率的准确性。
同时，它还可以产生振荡电流，向单片机发出时钟信号。
晶振电路用于产生单片机工作所需的时钟信号，使用晶体震荡器时，c1,c2取值20~40PF，使用陶瓷震荡器时c1,c2取值30~50PF。
XTAL1接外部晶体的一个引脚，XTAL2接外晶体的另一端。
在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端。
采用外部振荡器时，对HMOS单片机，该引脚接外部振。
在石英晶体的两个管脚加交变电场时，它将会产生一定频率的机械变形，而这种机械振动又会产生交变电场，上述物理现象称为压电效应。
一般情况下，无论是机械振动的振幅，还是交变电场的振幅都非常小。
但是，当交变电场的频率为某一特定值时，振幅骤然增大，产生共振，称之为压电振荡。
这一特定频率就是石英晶体的固有频率，也称谐振频率。
石英晶振起振后要能在XTAL2线上输出一个3V左右的正弦波，以便使MCS-52片内的OSC电路按石英晶振相同频率自激振荡。
通常，OSC的输出时钟频率fOSC为0.5MHz-16MHz，典型值为12MHz或者11.0592MHz。
电容C1和C2可以帮助起振，典型值为30pF，调节它们可以达到微调fOSC的目的。
3、复位电路图3 复位电路复位电路的主要功能是使单片机进行初始化，在初始化的过程中需要在复位引脚上加大于2个机器周期的高电平。
复位后的单片机地址初始化为0000H，然后继续从0000H单元开始执行程序。
在复位电路中提供复位信号，等到系统电源稳定后，再撤销复位信号。
但是为了在复位按键稳定的前提下，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防在按键过程中引起的抖动而影响复位。
其中，R1选择1k，C3选择22pF。
4、AT89C52单片机介绍图4 AT89C52AT89C52是一种低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含有8KB的可反复写的只读程序存储器和256KB的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL 公司高密度、非易失性存储器技术制造兼容MCS-51 产品指令系统。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和Flash存储单元，使得AT89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
a.主电源引脚Vss-(20脚)：地线Vcc-(40脚)：+5V电源b.外接晶振或外部振荡器引脚XTAL1-(19脚)：当采用芯片内部时钟信号时，接外部晶振的一个引脚；当采用外部时钟信号时，此脚应接地。
XTAL2-(18脚)：当采用芯片内部时钟信号时，接外部晶振的一个引脚；当采用外部时钟信号时，外部信号由此脚输入。
c.控制、选通或电源复用引脚RST -(9脚)：复位信号输入；Vcc掉电后，此脚可接上备用电源，在低功耗条件下保持内部RAM中的数据。
ALE -(30脚)：ALE即允许地址锁存信号输出，当单片机访问外部存储器时该脚的输出信号用于锁存P0的低8位地址，其输出的频率为时钟振荡频率的1/6。
PROG为编程脉冲输入端，当选用8751单片机时，由此脚输入编程脉冲。
PSEN-(29脚)：访问外部程序存储器选通信号，低电平有效，用于实现外部程序存储器的读操作。
EA -(31脚)：EA为访问内部或外部程序存储器选择信号，EA=0，单片机只访问外部程序存储器，故对8031此脚只能接地；EA＝1，单片机访问内部程序存储器，固对8051和8751此脚应接高电平，但若程序指针PC值超过4KB(OFFFH)范围，单片机将自动访问外部程序存储器。
d.多功能I/O引脚P0口-(32～39脚)：P0数据/地址复用总线端口。
P1口-(1～8脚)：P1静态通用端口。
P2口-(21～28脚)：P2动态端口。
P3口-(10～17脚)：P3双功能静态端口。
除作I/O端口外，它还提供特殊的第二功能，其具体含义为：P3.0-(10脚)RXD：串行数据接收端。
P3.1-(11脚)TXD：串行数据发送端。
P3.2-(12脚)INT0：外部中断0请求端，低电平有效。
P3.3-(13脚)INT1：外部中断1请求端，低电平有效。
5、显示电路图5 显示电路数码管有共阴极和共阳极两种结构规格，。
电阻为外接。
共阴极数码管的发光二极管阴极共地，当某发光二极管的阳极为高电平时，二极管点亮；共阳极数码管的发光二极管是阳极，并接高电平，对于需点亮的发光二极管将其阴极接低电平即可。
三、软件设计1、主程序流程图主程序一般包括：主程序的起始地址，中断服务程序的起始地址、有关内存单元及相关部件的初始化和一些子程序调用等。
图6 主程序流程图2、A/D转换子程序流程图图7 A/D转换流程图系统设置好后，单片机扫描转换结束管脚P2.6的输入电平状态，当输入为高电平则转换完成，将装换的数值转换并显示输出。
若输入为低电平，则继续扫描。
A/D转换程序的功能是采集数据，在整个系统设计中占有很高的地位。
当四、调试说明软件调试的主要任务是排查错误，错误主要包括逻辑和功能错误，这些错误有些是显性的，而有些是隐形的，可以通过仿真开发系统发现逐步改正。
Proteus 软件可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真，用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD 、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。
Proteus 支持的微处理芯片包括8051系列、AVR 系列、PIC 系列、HC11系列及Z80等等。
Proteus 可以完成单片机系统原理图电路绘制、PCB 设计，更为显著点的特点是可以与u Visions3 IDE 工具软件结合进行编程 仿真调试。
调试时，首先在keil 中编译程序，若程序没有错误，则生成hex 文件，用于后续将hex 文件加载入AT89C52中进行仿真。
仿真结果：五、使用说明基于单片机的数字电压表使用性强、结构简单、成本低、外接元件少。
在实际应用工作应能好，测量电压准确，精度高。
系统功能、指标达到了课题的预期要求、系统在硬件设计上充分考虑了可扩展性，经过一定的改造，可以增加功能。
我的设计主要实现了简易数字电压表测量一路电压的功能，详细说明了从原理图的设计、电路图的仿真再到软件的调试。
由于单片机AT89C51为8位处理器，当输入电压为5.00V 时，ADC0808输出图8 仿真结果图数据值为255（FFH），因此单片机最高的数值分辨率为0.0196V(5/255)。