51单片机电压电流采样电路设计
基于51单片机的直流数字电压表设计
基于51单片机的直流数字电压表设计概述：直流数字电压表是一种用于测量直流电压的仪器，它通过将电压信号转换为数字形式，并显示在数码管上，实现对电压的准确测量。
本文将介绍基于51单片机的直流数字电压表的设计原理和实现方法。
一、设计原理：1.1 电压信号采集：直流数字电压表的第一步是采集待测电压信号。
常用的采集方法是使用一个分压电路将待测电压降低到合适的范围，再通过运算放大器将其放大到合适的电平。
51单片机的模拟输入引脚可以接受0-5V的模拟电压信号，因此可以直接将放大后的信号接入单片机进行采集。
1.2 模数转换：采集到的模拟电压信号需要经过模数转换（A/D转换）才能被单片机读取和处理。
51单片机内部集成了一个10位的A/D转换器，可以将输入的模拟电压转换为相应的数字量。
通过设置不同的参考电压和采样精度，可以实现对不同电压范围的准确测量。
1.3 数码管显示：经过模数转换后，得到的数字量需要通过数码管进行显示。
51单片机的IO口可以通过控制段选和位选的方式，将数字量转换为相应的数码管显示。
可以根据需要选择常用的七段数码管或者液晶显示屏进行显示。
二、设计实现：2.1 硬件设计：硬件设计包括电路原理图设计和PCB布局设计两个部分。
电路原理图设计主要包括电压采集电路、运算放大器、A/D转换器和数码管驱动电路等部分。
PCB布局设计需要考虑信号的走线和电源的分布，以保证电压信号的准确采集和显示。
在设计过程中，需要注意地线和信号线的分离，以减少干扰。
2.2 软件设计：软件设计主要包括单片机的程序编写和调试。
首先需要编写采集模拟电压信号和进行A/D转换的程序，将转换后的数字量存储在单片机的内部存储器中。
然后编写数码管驱动程序，将存储的数字量转换为相应的数码管显示。
最后，通过按键或者旋转编码器等方式，可以实现对量程和精度的选择。
三、设计优化：3.1 精度优化：为了提高直流数字电压表的测量精度，可以采用更高精度的A/D转换器，增加参考电压的精度，或者通过校准电路对测量误差进行校正。
基于c51的数字电压表
设计要求和条件要求：利用开发板和ADC0809构成一数字电压表，实现对外部多路电压信号的巡回测量和显示，电压范围为0~5V。
条件：开发板、AT89C52、ADC0809设计方案论证（包括设计思路、设计方法、有关计算、图表、程序等。
）主要设计方框图如下：数码管显示单片机处理模数转换电压采集1、主控芯片四、电路设计思路模拟电压经过档位切换后形成七段码，经隔离干扰送到A/D转换器进行A/D 转换，转换成BCD码。
然后送到单片机中进行数据处理。
处理后的数据送到74ls47形成数码管的段选和74ls138形成数码管的位选。
而硬件电路又大体可分为A/D转换电路、LED显示电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍；程序的设计使用汇编语言编程，利用Keil和PROTEUS 软件对其编译和仿真。
一般I/O接口芯片的驱动能力是很有限的，在LED显示器接口电路中，输出口所能提供的驱动电流一般是不够的尤其是设计中需要用到多位LED，此时就需要增加LED驱动电路。
我利用数码管与三极管串联作为驱动电路。
本实验采用AT89C52单片机芯片配合ADC0809模/数转换芯片构成一个简易的数字电压表。
该电路通过ADC0809芯片采样输入口IN0输入的0～5 V的模拟量电压，经过模/数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道D0～D7传送给AT89C52芯片的P1口。
AT89C52负责把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示段码，并通过其P0口传送给数码管。
同时它还通过其三位I/O口P0.4、P0.5、P0.6产生位选信号，控制数码管的亮灭。
另外，AT89C52还控制着ADC0809的工作。
其P3.3管脚为ADC0809提供了1MHz工作的时钟脉冲；P3.5控制ADC0809的地址锁存端(ALE)；P3.6控制ADC0809的启动端(START)；P3.4控制ADC0809的输出允许端(OE)；P3.7控制ADC0809的转换结束信号(EOC)。
基于51单片机的简易数字电压表的设计单片机
基于51单片机的简易数字电压表的设计单片机————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2个人收集整理勿做商业用途甘肃畜牧工程职业技术学院毕业设计题目：基于51单片机的简易数字电压表的设计系部：电子信息工程系专业:信息工程技术班级:学生姓名:学号:指导老师：日期：目录毕业设计任务书 (1)开题报告 (3)摘要 (6)关键词 (7)引言 (7)第一章A/D转换器 (9)1．1A/D转换原理 (9)1．2 ADC性能参数 (11)1．2．1 转换精度 (11)1．2．2。
转换时间......................................... 错误!未定义书签。
1．3 常用ADC芯片概述 (13)第二章8OC51单片机引脚 (14)第三章ADC0809 (16)3。
1 ADC0809引脚功能 (16)3。
2 ADC0809内部结构 (18)3.3ADC0809与80C51的接口 (19)3.4 ADC0809的应用指导 (20)3.4。
1 ADC0809应用说明 (20)3.4.2 ADC0809转换结束的判断方法 (20)3。
4.3 ADC0809编程方法 (21)第四章硬件设计分析 (22)4。
1电源设计 (22)4.2 关于74LS02，74LS04 (22)4。
3 74LS373概述 (23)4。
3。
1 引脚图 (23)4。
3。
2工作原理 (23)4.4简易数字电压表的硬件设计 (24)结论 (25)参考文献 (25)附录.......................................................................................... 错误!未定义书签。
致谢 (29)毕业设计任务书学生姓名专业班级信息工程技术08。
2指导教师论文题目基于51单片机的简易数字电压表的设计研究的目标、内容及方法目标：基于MCS—51单片机，对设计硬件电路和软件程序应用的设计，使用发光二极管来显示所要测试模拟电压的数字电压值。
基于单片机的电流电压测量系统设计
基于单片机的电流电压测量系统设计目录1 前言 (2)1.1 电子测量概述 (2)1.2 数字电压表的特点 (2)1.3 单片机的概述 (3)2 系统方案的选择与论证 (4)2.1 功能要求 (4)2.2 系统的总体方案规划 (4)2.3 各模块方案选择与论证 (5)2.3.1 控制模块 (5)2.3.2 量程自动转换模块 (5)2.3.3 A/D转换模块 (5)2.3.4 显示模块 (6)2.3.5 通信模块 (6)3 系统的硬件电路设计与实现 (7)3.1 系统的硬件组成部分 (7)3.2 主要单元电路设计 (7)3.2.1 中央控制模块 (7)3.2.2 量程自动转换模块 (8)3.2.3 A/D模数转换模块 (13)3.2.4 显示模块 (14)3.2.5 通信模块 (15)3.2.6 电源部分 (16)4 系统的软件设计 (16)4.1 软件的总体设计原理 (16)4.1.1 A/D转换程序设计 (17)4.1.2 数字滤波程序设计 (18)4.1.3 量程自动转换的程序设计 (20)5 系统调试及性能分析 (22)5.1 调试与测试 (22)5.2 性能分析 (22)6 结束语 (23)6.1 设计总结 (23)6.2 设计的心得 (23)7 致谢词 (24)附录 (25)附录1 参考文献 (25)附录2 系统总电路图 (26)附录3 源程序 (27)1 前言1.1 电子测量概述从广义上讲，但凡利用电子技术来进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上来说，电子测量是在电子学中测量有关电量的量值。
与其他一些测量相比，电子测量具有以下几个明显的特点：①测量频率范围极宽，这就使它的应用范围很广；②量程很广；③测量准确度高；④测量速度快；⑤易于实现遥测和长期不间断的测量，显示方式又可以做到清晰，直观；⑥易于利用电脑，形成电子测量与计算技术的紧密结合。
随着科学技术和生产的发展，测量任务越来越复杂，工作量加大，测量速度测量准确度要求越来越高，这些都对测量仪器和测试系统提出了更高的要求。
基于51单片机-PCF8591数字电压表课程设计
课程名称：微机原理课程设计题目：数字电压表ﻬ摘要单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
单片机由运算器,控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机(最小系统）,和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。
概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
它最早是被用在工业控制领域。
其中我们用于学习用的最多的是SＴＣ89C5２单片机，ＳTC89C52是ＳTＣ公司生产的一种低功耗、高性能ＣMOS8位微控制器,具有８K在系统可编程Flash存储器。
STC８9Ｃ52使用经典的MＣS-51内核,但也做了很多改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
STC89C52具有8k字节Ｆlash，５12字节RAM,3２位I／O口线,看门狗定时器,内置4KB EE ＰROM，ＭAX810复位电路，３个１6位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构,全双工串行口。
本设计就是以单片机SＴC89C52为核心，附以外围电路,实现数字电压表的功能，并运用软件Proteｕs进行仿真来得到实验结果。
关键词：STC89Ｃ５2单片机、仿真、中断、数字电压表、数码管显示ﻬ目录一、任务要求ﻩ错误!未定义书签。
1.1 设计任务ﻩ错误!未定义书签。
1．２设计要求ﻩ错误!未定义书签。
1．３发挥部分 ...................................................................................... 错误!未定义书签。
1.4 创新部分 ........................................................................................... 错误!未定义书签。
基于51单片机的双向DC-DC电源设计
即此时电源向电感充电储能；开关管 Q1 开通，Q2 关断期间，Q2 阻
断电源给电感储能的通道，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1 导通，此时电感和电源共同向后级输
送电能，经过后级的电容滤波后，输出平滑的直流电压，同样的，由
于开关管 Q1 可以双向导通，因此该拓扑下电感只能工作在电感电流
连续状态下，根据公式有输出电压：
当 V1 作为电源，而把 V2 作为输出时，开关管 Q1 开通，Q2 关
断期间，电源 V1 通过 Q1 向后级输出电能；开关管 Q2 开通，Q1 关
断期间，Q1 阻断电源 V1 向后级输送电能的通道，Q2 提供续流回路，
在 Q1、Q2 之间产生方波，经过后级的 LC 滤波器，输出平滑的直流
电压，由于开关管 Q2 可以双向导通，因此该拓扑下电感只能工作在
0 引言
现今在广泛应用的非隔离型双向 DC/DC 变换器所属的拓扑种类 繁多，优缺点和适合使用的场合各有不同，但究其本质，依然是由几 种基本拓扑发展而来，不外乎 buck、boost、buck-boost 和 cuk 的不同 组合或它们的变形电路的不同组合构成。根据直流源的情况分为电压 源双向 DC/DC 变换器和电流源双向 DC/DC 变换器两个种类 。 [1-2] 宁波大学信息科学与工程学院的张斌教授，针对锂电池化成过程 中采用电阻放电带来的大量能量浪费现象，设计了一个双向 DC-DC 变换器，可以实现化成放电能量的高效回收。该变换器以 Buck/Boost 双向 DC-DC 变换器作为主电路拓扑。主要由 Buck 驱动电路、Boost 驱动电路、电压 / 电流采样电路等部分构成。介绍了系统的基本结构， 分析了电路的工作原理，并对方案设计给予了详细说明。实验结果表 明，该变换器可以实现电池充电、放电功能，控制精度高，具有良好 的稳定性。
基于AD7705与51单片机的数字电压表
大连海事大学信息科学技术学院2012年专业技能大赛基于51单片机的数字万用表论文队名：风中旗舰队长：石镇嘉11级电信2班队员：吴俊峰11级通信1班队员：耿钰11级通信3班2012年6月2日目录一、摘要及关键词 (1)二、总设计流程图 (2)三、方案比较 (3)四、各单元设计原理4.1 供电电压的选取 (3)4.2 AD7705采集与转换（测量直流电压） (4)4.3 单片机内部数据处理 (5)4.4 1602液晶显示器 (5)五、扩展部分5.1AD7705采集与转换（测量电流） (7)5.2AD7705采集与转换（测量电阻） (8)5.3 短路检测 (9)六、系统调试流程 (10)七、总结7.1元件清单及其特性 (10)7.2设计总结 (11)7.3比赛心得 (11)八、PCB板及原理图 (12)附录：详细程序 (12)参考文献 (20)一、摘要及关键词摘要：在比赛中我们通过A/D芯片（AD7705）对外部电压值进行采集，经转换后传输给单片机（89C52），使用液晶（1602）输出测量得到的电压值。
该实验板可以测量不同增益下对应范围的电压值，并使部分量程下精确度理论上达到8增益。
对于-20~20V，增益值为1。
在拓展中，我们根据闭合电路欧姆定律，改进程序及实验板，使之能够测量电流、电阻，同时能对短路状态做出检测。
关键词：A/D7705双极性多量程电压测量多量程电流电阻测量短路检测二、总设计流程图三、方案比较本次比赛基础要求设计量程为0-5V，精确度至少为0.02V 的电压表。
根据精确度计算公式：精确度=量程/2^n（n为ADC 的位数），结合扩展的25V，做出以下方案比较：方案一：使用STC12C51进行模数转换，但由于其内置ADC精度不够（8位），勉强能够满足基础要求，但无法达到扩展要求。
故舍弃此方案。
方案二：ADC选用AD7705，单片机采用89C52，使用AD780提供基准电压。
16位AD处理25V时精度为0.0004。
51单片机的数字电压表设计
51单片机的数字电压表设计随着科技的快速发展，单片机在许多领域得到了广泛应用。
51单片机作为一种常见的单片机，具有功能强大、易于编程等优点，因此在数字电压表设计中具有独特优势。
本文将介绍如何利用51单片机设计数字电压表。
数字电压表的电源电路通常采用直流电源，可以通过变压器将交流电转换为直流电，再经过滤波和稳压电路，将电压稳定在单片机所需的电压范围内。
数字电压表的信号采集电路可以采用电阻分压的方式，将待测电压分压后送入单片机进行测量。
为了提高测量精度，可以采用差分放大器对信号进行放大和差分输出。
51单片机内置ADC模块，可以将模拟信号转换为数字信号。
在数字电压表中，可以使用ADC模块对放大后的模拟信号进行转换，得到数字信号后进行处理和显示。
数字电压表的显示电路可以采用液晶显示屏或LED数码管，将测量结果以数字形式显示出来。
液晶显示屏具有显示清晰、亮度高、视角广等优点，但价格较高；LED数码管价格便宜、亮度高、寿命长，但显示内容有限。
数字电压表的主程序主要完成电压的采集、A/D转换和显示等功能。
主程序首先进行系统初始化，包括设置ADC模块参数、初始化显示等；然后不断循环采集电压信号，将采集到的模拟信号转换为数字信号后进行处理和显示。
51单片机的ADC模块可以通过特殊功能寄存器进行配置和控制。
在数字电压表的软件设计中，需要编写ADC模块驱动程序，以控制ADC 模块完成模拟信号到数字信号的转换。
具体实现可以参考51单片机的ADC模块寄存器定义和操作指南。
数字电压表的显示程序需要根据显示硬件选择合适的显示库或驱动程序。
在编写显示程序时，需要将采集到的数字信号转换为合适的数值，并将其显示在显示屏上。
具体实现可以参考所选显示库或驱动程序的文档说明。
精度问题：数字电压表的精度直接影响到测量结果的质量。
为了提高测量精度，可以采用高精度的ADC模块和合适的信号处理技术。
同时，需要注意信号采集电路中电阻的精度和稳定性。
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51单片机是一种常用的微控制器，广泛应用于各种电子设备中。
在很多电子设备中，需要对电压和电流进行采样和测量，以确保设备正常运行和安全使用。
设计一个稳定、精准的电压电流采样电路对于电子设备的正常运行至关重要。
本文将介绍51单片机电压电流采样电路的设计原理、实现方法和相关注意事项，希望能够为初学者提供一些帮助。
一、设计原理
1.1 电压采样原理
电压采样是通过模数转换器（ADC）将模拟电压信号转换为数字信号的过程。
在51单片机中，有多个模拟输入引脚可以用于电压采样。
通过选择合适的参考电压和采样精度，可以实现对不同电压范围的准确采样。
1.2 电流采样原理
电流采样通常需要借助电流传感器或电流互感器来实现。
通过将电流信号转换为与之成正比的电压信号，然后使用ADC进行采样，可以实现对电流的准确测量。
二、电压采样电路设计
2.1 电压采样电路原理图
在设计电压采样电路时，需要考虑信噪比、采样精度和参考电压的稳定性。
一般来说，可以通过电阻分压网络将被测电压信号转换为微控制器可以接受的范围内的电压信号。
2.2 电压采样电路实现
在实际设计中，可以选择合适的电阻数值和参考电压，使得被测电压在不损失精度的前提下可以被精准采样。
还需要注意电源滤波和去耦电容的设置，以提高电路的稳定性和抗干扰能力。
三、电流采样电路设计
3.1 电流采样电路原理图
电流采样电路通常需要借助电流传感器或电流互感器来实现。
在设计电流采样电路时，需要考虑到电流传感器的灵敏度、线性度和频率特性，以确保采样的准确性和稳定性。
3.2 电流采样电路实现
在实际设计中，需要根据被测电流的范围和精度要求选择合适的电流传感器，并通过运算放大器等电路将电流信号转换为微控制器可以接受的范围内的电压信号。
还需要注意电流传感器的电源和接地，以确保电路的正常工作。
四、电压电流采样电路的综合设计
4.1 电压电流采样电路整体连接
在设计完成电压和电流采样电路后，需要将两者连接到51单片机的模拟输入引脚，并编写相应的程序进行数据采集和处理。
此时需要注意电路的接地和供电，以确保采样的准确性和稳定性。
4.2 电压电流采样电路的优化
为了进一步提高采样的精度和稳定性，可以考虑使用滤波电路对采样信号进行处理，或者引入校准电路对采样电路进行参数校准。
还可以根据具体的应用场景选择合适的采样频率和采样精度，以平衡系统性能和资源消耗。
五、总结
通过本文的介绍，希望读者对51单片机电压电流采样电路的设计有了
一定的了解。
在实际设计中，需要根据具体的应用需求和资源情况进
行合理的选择和设计，以最大限度地满足系统的性能要求。
还需要不
断学习和积累经验，才能设计出稳定、精准的电压电流采样电路。
六、采样电路的应用
除了电子设备中常见的电压和电流采样外，采样电路还可以广泛应用
于各种领域。
工业控制领域常常需要对温度、湿度、压力等参数进行
采样和测量，以实现对生产过程的监控和调节。
采样电路可以通过选
择合适的传感器和信号处理电路，实现对各种参数的准确采样和测量。
在智能家居领域，采样电路也扮演着重要角色。
温度传感器、光敏电
阻等传感器可以通过采样电路将环境参数转换为数字信号，用于智能
家居系统的自动控制和智能化管理。
在医疗设备、汽车电子、能源管理等领域，采样电路也有着重要的应用。
医疗设备需要对生理参数进行精确的采样和监测，汽车电子系统
需要对车速、油耗等参数进行采样和控制，能源管理系统需要对电网
电压、电流进行实时监测和管理。
采样电路在这些领域的应用，直接
关系到设备的性能和安全，因此设计稳定、精准的采样电路至关重要。
七、注意事项
在设计采样电路时，需要注意一些重要的事项，以确保电路的性能和
稳定性。
需要选择合适的传感器和采样电路，以满足实际应用需求。
传感器的
灵敏度、线性度、温度特性等都会影响采样的准确性，因此需要进行
充分的测试和选择。
需要注意采样电路的供电和接地，以保证电路的稳定工作。
电源滤波
和去耦电容的设置也是非常重要的，可以有效降低电路的噪声和干扰。
另外，需要注意电路的设置和校准。
一些参数如参考电压、增益、偏
置电流等需要根据实际情况进行设置和校准，以确保采样的准确性和
稳定性。
需要谨慎设计电路的布局和连接，以降低信号的串扰和互ference。
良好的布局设计可以有效地提高电路的抗干扰能力和稳定性。
八、未来发展趋势
随着科技的不断进步，采样电路将会迎来更多的发展机遇和挑战。
随
着物联网和智能化技术的快速发展，对于各种环境参数的采样需求将
会不断增加。
采样电路需要不断提高精度和稳定性，以满足越来越复
杂的应用需求。
另随着集成电路技术的不断进步，采样电路将会越来越小型化、低功耗化。
集成传感器、模数转换器和信号处理电路将成为未来发展的趋势，将采样电路集成到更多的应用场景中，实现全面的智能化和自动化。
采样电路作为电子设备中的重要组成部分，将会在未来发展中发挥着越来越重要的作用。
希望随着技术的不断成熟和应用的不断拓展，采样电路在各个领域都能发挥出更大的价值。