基于Proteus的数字电压表设计
基于Proteus的数字电压表仿真设计
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Proteus仿真单片机数字电压表定时器给时钟频率
单片机课程设计报告设计题目：数字电压表专业班级学号学生姓名指导教师设计时间教师评分2015年6 月26 日目录1.概述 (1)1.1目的 (1)1.2课程设计的组成部分 (1)2. 数字电压表设计的内容 (2)2.1软件仿真电路设计 (2)2.1.1设计思路 (2)2.1.2仿真电路图 (2)2.1.3设计过程 (3)3..2设计课题软件系统程序清单 (4)3.总结 (9)3.1课程设计进行过程及步骤 (9)3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的 (12)3.3体会收获及建议 (12)3.4参考资料（书、论文、网络资料） (13)4.教师评语 (13)5.成绩 (13)1.概述1.1目的设计一个能够测量直流电压的数字电压表。
测量电压范围0～5V，测量精度小数点后两位。
该电压表上电或按键复位后能自动显示系统提示符作者信息，进入测量准备状态，按测量开始键则开始测量，并将测量值显示在液晶显示器上。
按退出键完成电压表的测量。
1.2课程设计的组成部分本电压表主要由单片机、4*4行列式键盘、显示接口电路和复位电路构成，设计课题的总体方案如图1.1所示：图1.1 总体设计方案图本电压表的所有的软件、参数均存放在AT89S52的Flash ROM和内部RAM中，减少了芯片的使用数量简化了整体电路也降低了整机的工作电流。
行列式键盘采用动态扫描方式。
利用单片机定时器及计数器产生定时效果通过编程形成数字电压表效果，再利用液晶显示单片机内部处理的数据，同时通过端口读入当前外部控制状态来改变程序的不同状态，实现不同功能。
2. 数字电压表设计的内容2.1软件仿真电路设计2.1.1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ADC0809的CLK直接由外部电源提供为500kHz的方波。
由于ADC0809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。
基于Proteus的简易直流数字电压表的设计
程序３ 个程 序 模 块 组 成 ， 程 序 流程 如 图３ 所示。
２ ． ２ ． １ 主程 序
码 文件 （ 术 ． ｈ ｅ ｘ ） ， 然 后在 Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｓ 仿 真平 台上将． ｈ ｅ ｘ 文件加 载
器Ｔ ０ 。 最 后 进 入 死 循 环 实验表明， 基于 Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｓ ￣ Ｄ Ｋ ｅ ｉ ｌ 设 计 的简 易直 流 数 字 电 状态 进 行 多次试 转 。 压表， 具 有 结 构简 单 、 功 能可 靠 、 使 用方 便 等优 点 ， 达 到 了预 ２ ． ２ ． ２ 定时器 中断程序 期 效 果 。 该 设 计 方 法可 以 降低 开 发 成 本 ， 缩短开发周期， 适
１ ． ５ ０ ３ ０ ． ０ ０ ３
１ ． ９ ９ ２ ０ ． ０ ０ ８
２ ． ９ ８ ８ ０ ． ０ １ ２
３ ． ４ ７ ６ ０ ． ０ ２ ４
３ ． ９ ８ ４ ０ ． ０ １ ６
４ ． ４ ７ ２ ０ ． ０ ０ ８
４ ． ９ ８ ０ ０ ． ０ １ ０
程 序 设 计主 要 由主 程 序 ， 定 时器 中断 程 序 ， 外 部 中断 子
２ ． ２ ． ３ 外部中断子程序
当转 换 结 束后 ， 根 据 一定 的算 法 求 出各 位 的值 ， 并通 过
Ｐ ０ ， Ｐ ２ 口送 Ｌ Ｅ Ｄ 显示 。
２ ． ３ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｓ 和Ｋ ｅ ｉ ｌ 联 合 仿 真 系统 采 用 Ｃ 语 言编 程 ， 具 有代 码 简洁 ， 可读 性 强 ， 移 植性
Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕｓ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｓｉ ｍｐｌ ｅ Ｄｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｖｏ ｌ ｔ ｍｅ ｔ ｅ ｒ Ｄ Ｃ— Ｂａ ｓ ｅ ｄ
基于AT89C51单片机的数字电压表的Proteus仿真设计与应用
基于AT89C51单片机的数字电压表的Proteus仿真设计与应用一、本文概述本文旨在深入探讨基于AT89C51单片机的数字电压表的Proteus 仿真设计与应用。
我们将从AT89C51单片机的特点出发，分析其在数字电压表设计中的优势，并详细阐述如何利用Proteus仿真软件进行电路设计与仿真的全过程。
通过本文的阐述，读者将能够对基于AT89C51单片机的数字电压表的设计原理、电路构建、仿真测试等方面有全面的了解，并能在实践中应用所学知识，实现数字电压表的开发与优化。
本文将首先介绍AT89C51单片机的基本特性，包括其内部结构、功能特点以及适用场景。
接着，我们将详细解析数字电压表的设计原理，包括电压信号的采集、处理与转换等关键步骤。
在此基础上，我们将深入探讨如何利用Proteus仿真软件进行电路设计与仿真，包括电路元件的选择、电路连接、仿真参数设置等具体操作。
通过Proteus仿真软件的应用，我们能够在虚拟环境中对数字电压表进行仿真测试，从而验证电路设计的正确性，预测实际运行效果，优化电路设计。
Proteus仿真软件还具有操作简便、可视化程度高、仿真速度快等优点，使得电路设计与调试过程更加高效便捷。
本文将总结基于AT89C51单片机的数字电压表的Proteus仿真设计与应用过程中的经验教训，为读者在实际开发中提供参考与借鉴。
通过本文的学习与实践，读者将能够掌握数字电压表的设计与开发技能，为未来的电子工程设计与实践奠定坚实的基础。
二、AT89C51单片机概述AT89C51是Atmel公司生产的一款8位低功耗、高性能的CMOS微控制器，它属于AT89系列单片机。
AT89C51单片机内部集成了4KB 的可反复擦写的Flash只读程序存储器，这使得它具备了程序存储空间的持久性和可修改性，大大简化了程序的更新和维护过程。
它还拥有128字节的内部RAM，用于程序执行过程中的数据存储和临时变量存储。
AT89C51单片机采用了32个可编程的I/O口线，满足了大多数基本外设的接口需求。
基于Proteus简易直流数字电压表设计探讨
基于Proteus简易直流数字电压表设计探讨作者：陈嘉来源：《中国新通信》 2018年第21期【摘要】电压测量在电子测量技术中具有重要的现实意义，本文将AT89C51 单片机作为核心，实现简易数字电压表的设计，要求所设计的数字电压表具有较高的进度、成本低并且电路简单。
【关键词】 Proteus 数字电压表单片机目前，数字化测量技术主要包括数字电压表等，其能够实现连续模拟量朝着不连续的数字量实现转换，通过数字信号处理，处理的结果显示利用器件实现。
但是传统电压表的精度比较低，数据的读取不方便，并且具有较高的错误率。
所以，本文就通过Proteus 实现简易直流电压表的设计。
一、硬件电路的设计1、A/D 转换电路。
A/D 转换器为单片机数据收集系统主要接口电路，根据不同A/D 芯片转化原理主要包括多种类型。
ADC0808 为单片机逐渐逼近A/D 转换器，其具有使能控制端和微机直接的接口，片中具有锁存功能8 路模拟多路开关，能够实现8 路0-5V 输入模拟电压信号分时的转换。
本文设计两路0-5V 背侧模块电压分别在A/D 转换芯片中的IN0 信道及IN1 信道中。
芯片OUT 端连接单片机P0 接口，并且控制端和ALE 脚相互连接，CLOCK 直接外加时钟[1]。
2、复位电路的设计。
单片机复位方式主要包括上电自动复位及手动复位，本文使用常用的上电复位及手动复位相互结合电路，只要Vcc 上升时间在1ms 以下，就能够有效的进行工作。
3、LED 数据管设计。
使用四个LED 数据管，利用共阳极接法。
为了能够保证数码管亮度和电流过大时候不烧坏数码管，就要对输入电流大小进行保证。
在设计的过程中使用排阻限流电阻，使用数码管动态显示电路，虽然在同个时间只有同个显示器工作，但是通过人眼视觉暂留效应及发光二极管熄灭时候出现余晖效应，并且能够实现同时显示多个字符，使硬件资源有效节约。
将电压表设置到滑动变阻器的两端，以此有效计算简易直流电压表及标准值[2]。
proteus电压表课程设计
proteus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原理和功能，掌握电压表在电路仿真中的应用。
2. 学生能够描述电压表的使用方法，包括量程选择、接线方式等。
3. 学生能够运用电压表测量电路中的电压值，并准确读取数据。
技能目标：1. 学生能够使用Proteus软件搭建电路，并正确添加电压表进行仿真实验。
2. 学生能够通过调整电压表的量程和设置，进行不同电压范围的测量，掌握电路调试技巧。
3. 学生能够分析电压表测量数据，解决简单的电路故障问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子测量仪器的兴趣，提高学习电子技术的热情。
2. 学生通过电压表的使用，增强实践操作能力，培养动手解决问题的自信心。
3. 学生在学习过程中，培养团队合作精神，尊重他人意见，形成良好的交流与沟通习惯。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合Proteus软件进行电路仿真，以电压表为核心内容，提高学生对电路测量和调试的技能。
学生特点：学生已具备一定的电子基础知识，对电路有一定了解，但对电压表的使用和测量技巧掌握不足。
教学要求：通过本课程，使学生掌握电压表的使用方法和电路调试技巧，提高实践操作能力，培养学生对电子技术的兴趣和情感。
教学过程中注重理论与实践相结合，强化操作训练，关注学生个体差异，提供有针对性的指导。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材相关章节，组织以下教学内容：1. 电压表基础理论：包括电压表的工作原理、分类、主要参数等，参考教材第3章“电子测量仪器”相关内容。
2. 电压表的接线方法：讲解电压表的正确接线方式，包括电压表的量程选择、极性判断等，参考教材第4章“电压、电流测量”相关内容。
3. Proteus软件操作：学习Proteus软件的基本操作，包括电路图绘制、元件添加、仿真设置等，参考教材第2章“Proteus软件使用”相关内容。
4. 电压表仿真实验：利用Proteus软件进行电压表仿真实验，包括直流电压、交流电压测量等，参考教材第5章“电路仿真实验”相关内容。
基于Proteus的数字电压表仿真设计
基于Proteus的数字电压表的设计毕业设计
毕业设计 [论文]题目：基于proteus的数字电压表的设计系别：电子信息工程工程技术专业：电子信息工程姓名：学号：指导教师：目录摘要 (I)Abstract (1)1 绪论 (2)1.1 选题的目的意义 (2)1.2 国内外研究综述 (2)1.3 毕业设计（论文）所用的方法 (3)2 系统方案设计 (4)2.1 设计思路 (4)2.2 设计方案 (6)3 硬件电路设计 (8)3.1 时钟电路 (8)3.2 复位电路 (9)3.3 数据采集电路 (9)3.4 显示电路 (10)3.5 总设计原理图 (12)4 软件设计 (13)4.1 主程序流程图 (13)4.1.1 主程序流程图 (13)4.1.2 主程序代码 (13)4.2 显示子程序流程图 (15)4.2.1 显示子程序流程图 (15)4.2.2 显示子程序代码 (16)4.3 A/D转换子程序流程图 (17)4.3.1 A/D转换子程序流程图 (17)4.3.2 A/D转换子程序代码 (18)4.4 数据处理子程序流程图 (18)4.4.1 数据处理子程序流程图 (18)4.4.2 数据处理子程序代码 (19)5 软件仿真 (20)5.1 调试与仿真 (20)5.1.1 仿真软件简介 (20)5.1.2 仿真步骤 (21)5.2 误差分析与仿真 (21)5.2.1 仿真误差分析 (21)5.2.2 仿真图 (21)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 A (28)摘要在现代检测技术中，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，因此常用高精度数字电压表进行检测。
数字电压表（Digital Voltmeter）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。
将检测到的数据送入微型计算机系统，完成计算、存储、控制等功能。
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，显示出强大的生命力。
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东北石油大学课程设计2013 年7月8日东北石油大学课程设计任务书课程电子技术课程设计题目基于proteus的数字电压表设计与仿真专业自动化姓名学号主要内容：根据设计要求，运用所学的模拟电子技术及电路基础等知识，自行设计一种数字电压表可以准确、直观读数的电子装置，电压表的数字化是将连续的模拟量转换成不连续的离散的数字形式并加以显示。
这有别于传统的以指针与刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视差和视觉疲劳。
基本要求：1.利用高效单片机作为核心的测量系统以及灵敏度和精度较高的A/D转换器2.精度高、灵敏度强、性能可靠、电路简单、成本低3.将连续的模拟量转换成不连续的离散的数字形式并加以显示主要参考资料：[1] 罗亚非.凌阳16位单片机[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.[2] 薛峰.微机通讯技术大全[M].北京:电子工业出版社,2002.[3] 张念维.USB总线接口开发指南[M].北京:电子出版社,2002.[4] 周立功.单片机实验与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.[5] 周航慈.单片机应用程序设计技术[M].北京:航空航天大学出版社,2002.[6] 陈朝元,鲁五一.Proteus软件在自动控制系统仿真中的应用[J].系统仿真学报, 2008(1):318-320.[7] 毛谦敏.单片机原理及应用设计系统[M]．北京：国防工业出版社，2008:22-26.[8] 康华光.电子技术基础(数字部分) [M]. 5版. 北京:高等教育出版, 2005: 290-293.[9]王伟,刘晓平.高精度数字电压表方案设计[J].仪表技术,2007,(4):36-39.完成期限2013.7.1-2013.7.5指导教师专业负责人2013年7月3 日目录1任务和要求 ...................................... 错误!未定义书签。
1.1 研究背景................................... 错误!未定义书签。
2 单元电路设计 (2)2.1 LCD的显示原理 (2)2.2 时钟电路 (2)2.3 复位电路 (3)2.4 数据采集模块 (3)2.5 显示电路 (4)3 电路总原理框图设计 (4)4 总体方案设计与流程 (5)4.1 主程序流程图 (5)4.2 显示主程序流程图 (5)4.3 A/D转换子程序流图 (6)4.4 数据处理主程序流程图 (6)4.5 源代码 (7)5 调试结果与分析 (9)5.1 调试结果图 (9)6 设计总结 (11)参考文献 (12)附录 (13)1任务和要求（1）任务：设计并仿真数字电压表（2）数字电压表基本要求：➢利用高效单片机作为核心的测量系统以及灵敏度和精度较高的A/D转换器➢精度高、灵敏度强、性能可靠、电路简单、成本低➢将连续的模拟量转换成不连续的离散的数字形式并加以显示2 单元电路设计2.1 LCD 的显示原理TFT-LCD液晶显示器的结构与TN-LCD液晶显示器基本相同，只不过将TN-LCD上夹层的电极改为FET晶体管，而下夹层改为共通电极。
TFT-LCD液晶显示器的工作原理与TN-LCD却有许多不同之处。
TFT-LCD液晶显示器的显像原理是采用“背透式”照射方式。
当光源照射时，先通过下偏光板向上透出，借助液晶分子来传导光线。
由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极，在FET电极导通时，液晶分子的排列状态同样会发生改变，也通过遮光和透光来达到显示的目的。
但不同的是，由于FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电改变其排列方式为止。
2.2时钟电路XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2悬空。
内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。
晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。
电容取30PF左右。
系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路如图2-1所示。
图2-1时钟电路图复位电路如下图2-2所示，按键没有按下时，RST端接电容下极板是低电平，按键按下时，RST端接在电阻上端变为高电平，达到复位的目的。
图2-2复位电路图2.4数据采集模块通过ADC0809采集数据，输入到单片机内，如图2-3所示：图2-3数据采集模块电路图通过2-4位数码管来显示，如图5所示：图2-4显示电路图2电路总原理框图设计单片机AT89C51时钟电路复位电路数据采集显示电路模拟信号4总体方案设计与流程4.1主程序流程图主程序流程图如图3-1所示：图4-1主程序流程图4.2显示子程序流程图显示子程序流程图如图3-2所示：图4-2显示子程序流程图4.3 A/D转换子程序流程图A/D转换子程序流程图,如图3-3所示：图4-3A/D转换子程序流程图4.4数据处理子程序流程图数据处理子程序流程图，如图4-4所示：图4-4数据处理子程序流程图4.5 源代码LED1 EQU 30H ;初始化定义LED2 EQU 31HLED3 EQU 32H ;存放三个数码管的段码ADC EQU 35H ;存放转换后的数据ST BIT P3.2OE BIT P3.0EOC BIT P3.1 ;定义ADC0809的功能控制引脚ORG 0000HLJMP MAIN ;跳转到主程序执行ORG 0030HMAIN: MOV LED1,#00HMOV LED2,#00HMOV LED3,#00H ;寄存器初始化CLR P3.4SETB P3.5CLR P3.6 ;选择ADC0809的通道2WAIT: CLR STSETB STCLR ST ;在脉冲下降沿启动转换JNB EOC,$ ;等待转换结束SETB OE ;允许输出信号MOV ADC,P1 ;暂存A/D转换结果CLR OE ;关闭输出MOV A,ADC ;将转换结果放入A中，准备个位数据转换MOV B,#50 ;变换个位调整值50送BDIV ABMOV LED1,A ;将变换后的个位值送显示缓冲区LED1MOV A,B ;将变换结果的余数放入A中，准备十分位变换 MOV B,#5 ;变换十分位调整值5送BDIV ABMOV LED2,A ;将变换后的十分位值送LED2MOV LED3,B ;最后的余数作百分位值送LED3LCALL DISP ;调用显示程序AJMP WAITDISP:MOV R1,#LED1 ; 显示子程序CJNE @R1,#5,GO ;@R1=5V?是往下执行，否，则到GOMOV LED2,#0H ;是5V，即最高值，将小数的十分位清零MOV LED3,#0H ;将小数的百分位清零GO:MOV R2,#3 ;显示位数赋初值，用到3位数码管MOV R3,#0FDH ;扫描初值送R3DISP1:MOV P2,#0FFH ;关闭显示,目的防止乱码MOV A,@R1 ;显示值送AMOV DPTR,#TAB ;送表首地址给DPTRMOVC A,@A+DPTR ;查表取段码CJNE R2,#3,GO1 ;判断是否个位数码管？否则跳到GO1 ORL A,#80H ;将整数的数码管显示小数点GO1:MOV P0,A ;送段码给P0口MOV A,R3MOV P2,A ;送位码给P2口LCALL DELAY ;调用延时MOV R3,ARL A ;改变位码MOV R3,AINC R1 ;改变段码DJNZ R2,DISP1 ;三位是否显示完？否则调到DISP1 RETDELAY:MOV R6,#10 ;延时5S程序：D1:MOV R7,#250DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETTAB: DB 3FH, 06H,5BH,4FH,66H;共阴极数码管显示0-4 ;显示数据表：DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH;显示5-9END5调试结果与分析5.1调试结果图调节滑动变阻器的位置，可以测出相应的电压值，如图4-1所示：图5-1测量电压仿真图该电路可测得电压范围是0-3V,最大电压值如图5-1所示。
该电路测量的误差在约为±0.02V，如图4-2所示。
图5-2最小测量误差图6 设计总结本文给出了利用单片机进行数字电压表设计的一个实例，利用仿真功能强大、仿真元件模型丰富的Proteus软件对数字电压表各个单元电路和整体电路进行了设计和详尽的仿真分析，缩短了设计周期,提高了设计效率,降低了设计成本。
采用KEIL和proteus 软件结合使用进行仿真，取得了较好的仿真效果。
在这次设计过程中，我对电路设计、单片机的使用等都有了新的认识。
通过这次设计学会了Proteus和KEIL软件的使用方法，掌握了从系统的需要、方案的设计、功能模块的划分、原理图的设计和电路图的仿真的设计流程，积累了不少经验。
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。
在实际应用工作性能好，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。
本文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。
通过本次设计，我对单片机这门课有了进一步的了解。
无论是在硬件连接方面还是在软件编程方面。
本次设计采用了AT89C51单片机芯片，与以往的单片机相比增加了许多新的功能，使其功能更为完善，应用领域也更为广泛。
设计中还用到了模/数转换芯片ADC0808，以前在学单片机课程时只是对其理论知识有了初步的理解。
通过这次设计，对它的工作原理有了更深的理解。
在调试过程中遇到很多问题，硬件上的理论知识学得不够扎实，对电路的仿真方面也不够熟练。
总之这次电路的设计和仿真，基本上达到了设计的功能要求。
在以后的实践中，我将继续努力学习电路设计方面的理论知识，并理论联系实际，争取在电路设计方面能有所提升。
利用仿真功能强大、仿真元件模型丰富的Proteus软件对数字电压表各个单元电路和整体电路进行了设计和详尽的仿真分析,缩短了设计周期,提高了设计效率,降低了设计成本。
同时, Proteus软件对于电子技术的教学演示和实际设计都具有很大的辅助作用。
通过这次课程设计让我对单片机理论有了更加深入的了解。
我深刻体会到了自己知识的匮乏。
我深深的感觉到自己知识的不足，自己原来所学的东西只是一个表面性的，理论性的，而且是理想化的。
根本不知道在现实中还存在有很多问题。
真正的能将自己的所学知识转化为实际所用才是最大的收获，也就是说真正的能够做到学为所用才是更主要的。
设计一个很简单的电路，所要考虑的问题，要比考试的时候考虑的多的多。