数字电压表设计开题报告
数字电压表设计报告
一、课程内容介绍：数字电压表是用来测量信号电压的装置。
它可以测量正弦波、方波、三角波和尖脉冲信号的电压。
在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，经常要用到数字电压表。
本设计是设计一个三位直流数字电压表。
由于其用十进制数显示，测量迅速、精度高、显示直观，一次数字电压表得到广泛的使用。
二、总体设计1、实验目的设计制作一个具有数字显示功能的数字电压表。
该数字电压表能对日常电子线路中的电压进行方便的测量。
2、实验设计要求与内容1) 本设计要求从测试端输入0-51V的电压，经90K和10K电阻分压，送ADC0804输入端，所以实际输入电压是测试端的十分之一。
经89C2051处理，在D3、D2、D1三个七段显示。
2) 本电路ADC0804最大转换值为0FFH(255)，对应输入电压是5.1V，对应测试端电压(显示电压)51V。
3) 若测试端输入为4V，实际进入ADC0804为0.4Va) 经A/D转换后为14Hb) 14H经十进制转换后为0020，则令R4=00，R5=20c) 将0020*2=0040，令R4=00，R5=40d) 将数字点设在D2上，D4 D3 D2 D1分别显示为0 0 4 04) 本电路省略D4，只显示D3 D2 D15）总体设计框图：3、实验技术指标1) 被测量信号电压范围：0-51V2) 测量精度：测量显示3为有效数字3) 分辨率：5.1V/2^8注意：在画PCB的时候要注意将晶振，即Y1，C4，C5，一起布置在芯片AT89C2051旁边，还有电容C2，C3也要靠近芯片AT89C2051，这样才能有效显示结果。
4、设计提示1) 本设计要求从测试端输入0-51V的电压，经90K和10K电阻分压，送ADC0804输入端，所以实际输入电压是测试端的十分之一。
经89C2051处理，在D3、D2、D1三个七段显示器显示。
2）本电路ADC0804最大转换值=0FFH(255)，对应输入电压是5.1V，对应测试端电压（显示电压）是51V。
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。
基于CPLD的智能数字电压表设计开题报告(宋由欢)
题目：基于CPLD的智能数字电压表设计一、本课题设计（研究）的目的：1.锻炼对系统设计的认识，提高了对整个系统设计的全面把握能力2.将所学的零散知识进行整体的连系与整合，提高的自身自己知识综合应用的能力3.本次毕业设计，是要对系统进行独立的设计和制作，大大提高了自己对书本知识进行实际的转化的能力4.本次毕业设计，是运用CPLD为核心进行设计，更加熟练掌握了运用VHDL语言的编程能力。
由于是实物设计，使更加熟练的掌握了电路设计和PCB设计软件和设计思想的。
5.本次毕业设计使自己更加容易的适应未来自己的工作起到了很强的过渡作用，使自己的能力更快的在企业得到展现与发展。
二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：◆研究现状：1.EDA技术的现状电子设计技术的核心就是EDA技术，EDA是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作，即IC设计、电子电路设计和PCB设计。
EDA 技术已有30年的发展历程，大致可分为三个阶段。
70年代为计算机辅助设计（CAD）阶段，人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线，取代了手工操作。
80年代为计算机辅助工程（CAE）阶段。
与CAD相比，CAE除了有纯粹的图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电气连接网络表将两者结合在一起，实现了工程设计。
CAE的主要功能是：原理图输人，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分析。
90年代为电子系统设计自动化（EDA）阶段。
随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展，推动该潮流迅猛发展的引擎就是日趋进步和完善的ASIC设计技术。
目前数字系统的设计可以直接面向用户要求，根据系统的行为和功能要求自上而下逐层完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直到生成器件。
上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计过程几乎都可以用计算机自动的完成，也就是说作到了电子设计自动化（EDA）。
开题报告_量程自动选择的数字电压表设计
本科生毕业设计（论文）开题报告（含文献综述）（ 09届）题目：量程自动选择的数字电压表设计学生姓名：印杰学号： 200905070312专业班级：电子信息091学院名称：信息工程指导教师：方益明2012年12 月 16 日一．量程自动选择的数字电压表简介量程自动选择的数字电压表出现在50到60年代发展起来的电压测量仪表，一般被称作DVM。
它采用的是数字化的测量技术，把连续的模拟量，转变为数字量，进行数字处理，然后再在显示器件上进行显示。
这种电子测量仪表之所以出现，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实验研究的领域，提出了将各种被观察量或者被控制量转化成数码的要求，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繁琐和陈旧方式也催促了它的飞速发展，如今，它又称为向智能化仪表发展的必要桥梁。
现如今，数字电压表已绝大部分取代了传统模拟指针式的电压表。
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。
二．量程自动选择的数字电压表的发展历史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。
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。
数字电压表报告
《单片机课程设计》设计报告设计题目：数字电压表班级学号： 5081016姓名：刘正设计时间： 2010-12-30备注：目录第1章绪论 (3)第2章设计任务与要求设计任务 (4)设计要求 (4)第3章方案设计方法选择 (5)方案设计 (5)第4章硬件设计模块设计电路 (6)4.1.1 电路时钟 (6)4.1.2 控制电路 (7)逐次逼近式A/D转换模块设计 (7)4.2.1 ADC0808简介 (7)4.2.2 ADC0808内部结构图 (8)4.2.3 A/D转换电路设计 (9)8255端口扩展模块 (9)LED显示模块 (10)Protues仿真电路设计4.5.1 电路仿真图 (10)4.5.2 电路工作原理 (11)第5章系统软件设计系统主程序设计 (12)系统源程序说明 (13)第6章调试与测试结果分析 (15)第7章结论 (16)附录1 源程序代码 (17)附录2 设计原理图 (18)第1章绪论数字电压表的基本工作原理是利用A/D转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号，通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。
较之于一般的模拟电压表，数字电压表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。
电压表的数字化测量，关键在于如何把随时连续变化的模拟量转化成数字量，完成这种转换的电路叫模数转换器（A/D）。
数字电压表的核心部件就是A/D 转换器，由于各种不同的A/D转换原理构成了各种不同类型的数字电压表。
一般说来，A/D转换的方式可分为两类：积分式和逐次逼近式。
积分式A/D转换器是先用积分器将输入的模拟电压转换成时间或频率，再将其数字化。
根据转化的中间量不同，它又分为U-T（电压-时间）式和U-F（电压-频率）式两种。
逐次逼近式A/D转换器分为比较式和斜坡电压式，根据不同的工作原理，比较式又分为逐次比较式及零平衡式等。
斜坡电压式又分为线性斜坡式和阶梯斜坡式两种。
在高精度数字电压表中，常采用由积分式和比较式相结合起来的复合式A/D 转换器。
数字电压表开题报告
陕西理工学院毕业设计（论文）开题报告课题名称数字电压表的设计与制作课题来源教师科研课题类型实验研究型指导教师陈正涛姓名张保全院系电信工程系班级通信07（3）班选题的背景和意义：数字电压表在1952年由美国NLS公司首次创造，它刚开始是4位，50多年来，数字电压表有了不断的进步和提高。
数字电压表是从电位差计的自动化过程中研制成功的。
开始是4位数码显示，然后是5位、6位显示，而现在发展到7位、8位数码显示；从最初的一两种类型发展到原理不同的几十种类型；从最早的采用继电器、电子管发展到全晶体管、集成电路、微处理器化；从一台仪器只能测1-2种参数到能测几十种参数的多用型；显示器件也从辉光数码管发展到等离子体管、发光二极管、液晶显示器等。
数字电压表的体积和功耗越来越小，重量不断变轻，价格也逐步下降，可靠性越来越高，量程范围也逐步扩大。
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率。
这个课题的目的和意义在于使自己掌握对数字电压表的理解，自己动手设计数字电压表与仿真，它可以广泛的应用于电压测量外，通过各种变换器还可以测量其他电量和非电量，测量是一种认识过程，就是用实验的方法将被测量和被选用的相同参量进行比较，从而确定它的大小。
DVM广泛应用于测量领域每期测量的准确度和可信度取决于它的主要性能和技术指标。
数字电压表课程设计报告书
东北石油大学课程设计东北石油大学课程设计任务书课程硬件课程设计题目数字电压表设计专业计算机科学与技术乃元学号 4主要容、基本要求等一、主要容：利用EL教学实验箱、微机和QuartusⅡ软件系统，使用VHDL语言输入方法设计数字钟。
可以利用层次设计方法和VHDL语言，完成硬件设计设计和仿真。
最后在EL教学实验箱中实现。
二、基本要求：1、A/D转换接口电路的设计，负责对ADC0809的控制。
2、编码转换电路设计，负责把从ADC0809数据总线中读出的电压转换成BCD码。
3、输出七段显示电路的设计，负责将BCD码用7段显示器显示出来。
三、扩展要求1、当测量结束后，蜂鸣器鸣响10声。
四、参考文献[1] 朝清.单片机原理及技术接口[M].:航空航天大学.出版时间:2011年6月第17次印刷[2] 康华光，邹寿彬等.电子技术基础数字部分[M].：高等教育[3] 康华光，林，电子技术基础模拟部分[M].：高等教育.[4] 吴金戌,郭庭吉.8051单片机实践与应用[M].:清华大学,2002[5] 国勋.缩短ICL7135A/D采样程序时间的一种方法［J］.电子技术应用.1993.完成期限 2周指导教师冰专业负责人富宇2012年 6 月 10 日摘要本文阐述了EDA技术的基本特征及关键技术，介绍了EDA工具软件和硬件描述语言，分析了EDA技术的现状及发展趋势。
EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写。
由于它是一门刚刚发展起来的新技术，涉及面广，容丰富，理解各异，所以目前尚无一个确切的定义。
但从EDA技术的几个主要方面的容来看，可以理解为：EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。
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查阅有关文献，有些老式的教材用的是分式电压表测量电压。那种采用双积分式模/数转换器为核心器件的电压表称为双积分式电压表。在一个测量周期内，将被测电压Ui加到积分器的输入端，在确定时间内进行积分。然后切断输入电压。接着在积分器的输入端加电压U，此电压与Ui极性相反，进行定值积分，由于积分方向相反，直到积分输出达到起始电平为止。从而将Ui转换成时间间隔量进行测量。这时用计数器累计起来的时间间隔内的脉冲数就是Ui之值。这种设计的电路简单，便于维护。但电压表的测量精度完全受到模/数转换的精度的控制，而且系统无升级空间。
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毕 业 论 文 (设 计) 开 题 报 告
所在系部：XXXX专业：电子信息工程
学号：XXX姓名：XXX
毕业设计(论文)题目：基于单片机的数字电压表设计
一、研究的背景和意义
数字电压表是出现在上世纪50年代初，60年代末发展起来的电压测量仪表，简称DVM，它采用数字化测量技术，把连续的模拟量，即连续的电压值转变成不连续的数字量，然后在加以模数转换技术显示在数码管上,这样我们可以直观的通过数字量可以获取电压的大小。数字电压表的出现，一方面是由于电子计算机的应用推广到自动控制领域，提出了各种被观测量或被控制量转换成数字量的要求，即为了实时控制和数据处理的要求；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发展，为数字化仪表的出现提供了条件。数字化测量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琐与陈旧方式也促进了它的飞速发展。如今，它又成为向智能化仪表发展的必要桥梁。数字电压表已经绝大部分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、读数的时候非常不方便还经常出错。而采用单片机的数字电压表由于测量精度高、速度快、读数时也非常方便、抗干扰能力强、可扩展性强等优点已被广泛应用于电子和电工测量，工业自动化仪表，自动测量系统等领域，显示出强大的生命力。
[4]阎石.数字电子技术基础[M].第五版.北京:高等教育出版社,2006.
[5]胡卓敏,王丽娟.基于STC89C51单片机的数字电压表设计[J].电子元器件应 用,2009,11(11):14-16.
[6] 扬吉祥,詹宏英,梅芍春.电子测量技术基础[M].南京:东南大学出版社,1997.
[7] 谭浩强.C程序设计教程[M].北京:清华大学出版社,2007.
（5）2017年3月中旬–2017年4月底：根据导师对论文的修改建议和指导，完成论文修改稿（可修改多次）。
（6）2017年4月底–答辩前：根据导师对论文的修改建议和指导，完成论文定稿序。
指导教师意见：
指导教师签名：
年 月 日
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，最后在数码管上显示出来；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转换模块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转换模块转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在数码显示器上显示出来。
四、主要参考文献
[1] 胡健.单片机原理及接口技术[M].北京:机械工业出版社,2005.
[2] 李生明,杨红.PROTUES软件在学习单片机中的应用[J].清远职业技术学院学 报,2010,3(6):40-42.
[3] 蔡美琴,张为民.MCS-51系列单片机系统及其应用设计[M].北京:高等教育出版社,2002.
基于单片机设计的数字电压表继承了前面设计方案的基本优点，而且改进了其他方案可能会出现的不灵活、难以在原基础上进行功能扩展等缺陷。因此我觉得采用单片机来设计数字电压表是最合适和可取的方案。
三、研究的主要内容和方法
研究内容：本毕业设计由单片机控制系统、信号输入电路、A/D转换电路、LED显示电路组成等部分组成。单片机采用STC89C51为控制核心，STC89C51单片机内部有8K存储空间，满足一般设计的需要，且满足功耗低的要求；A/D转换电路是数字电压表的核心部分，通过模数转换芯片ADC0809采集电压信息，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到单片机控制模块。ADC0809是一种典型的A/D转换器，由一个八位A/D转换器、一个八路模拟开关、八路模拟量地址锁存/译码器和一个三态输出锁存器组成，具有精度高可靠性强的优点；数字量经过处理后送到显示模块，显示模块用三位七段数码管完成。数码管与液晶显示相比较具有显示直观清楚，控制简单方便，价格低廉的优点。
基于积分式电压表的精度问题不能很好的解决，所以本毕业设计采用单片机系统、模数转换芯片、显示模块等部件组件数字电压表。由于单片机的发展已经成熟，利用单片机系统的软硬件结合，可以组装出许多不同功能的应用电路来。它具有体积小，驱动电流小，动作快，操作快，结构简单等优点。此方案的原理是模数（A/D）转换芯片的基准电压端和被测量电压的输入端分别输入基准电压和被测电压。模数（A/D）转换芯片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，然后通过对单片机系列进行软件编程，使单片机系统能按规定的时序来采集这些数字信号，通过一定的算法计算出被测量电压值。最后单片机系统将计算好了的被测电压值按时序送入显示电路模块并加以显示。
[8] 赵波,杨迎春.基于A/D转换器件ADC0809的数字电压表设计[J].内蒙古石油化工， 2010,(23):62-63.
[9]项丽萍,张志刚.基于51单片机的数字电压表的设计与仿真[J].洛阳师范学院学报,2012,3(02):39-41
[10]刘星桥,陆秀银.基于单片6.22卷（11-12期）,99-102.
五、研究进度
（1）2016年11月初–2016年11月底：查找资料、确定毕业设计题目。
（2）2016年12月初–2016年12月中旬：搜集素材、整理设计内容，完成开题。
（3）2016年12月中旬–2017年2月中旬：根据导师的建议和指导，继续设计。进行中期检查汇报工作。
（4）2017年2月中旬-2017年3月中旬：根据导师的建议和指导，完成设计并完成论文初稿。