简易数字电压表的设计与制作
简易数字电压表的设计与制作毕业设计论文
目录第一部分设计任务与调研 (1)1、毕业设计的主要任务 (1)2、设计的思路、方法 (1)3、调研相关的资料 (2)4、调研的目的和总结 (2)第二部分设计说明 (3)1、理论分析 (3)1.1 AT89C51单片机概述 (3)1.2 AD转换器工作原理 (5)1.3 ADC0809介绍 (7)1.4 四位LED数码管介绍 (9)2、系统硬件设计 (10)2.1单片机晶振电路 (10)2.2单片机复位电路 (10)2.3 LED显示电路 (11)2.4数字电压表硬件接线 (12)2.5焊接元件元件介绍 (13)3、系统软件设计 (14)3.1程序流程图 (14)3.2 A/D转换子程序 (14)3.3 显示子程序 (15)第三部分设计成果 (16)1、数字电压表仿真程序 (16)2、软件调试 (18)2.1 Keil软件调试程序 (18)2.2 Proteus软件仿真调试 (19)3、硬件调试 (20)第四部分结束语 (21)第五部分致谢 (22)第六部分参考文献 (23)第一部分设计任务与调研1、毕业设计的主要任务本课题要求设计一个能正确测量模拟电压0-5v，误差<1%，利用ADC 0809采样输入的模拟量，转换后的电压值显示在4位数码管上。
具体要求如下。
（1）采用51单片机进行控制，显示采用LED显示，设计硬件电路。
（2）设计硬件结构框图，在proteus仿真系统上搭建设计平台。
（3）下载程序至设计平台，调试程序，实现程序功能。
（4）购买元器件焊接制作电路板。
（5）下载烧录程序至电路板中进行测试。
（6）撰写毕业设计成果报告，进行毕业答辩。
2、设计的思路、方法用ADC0809作为采样输入，经过模数转换后送到单片机，然后有单片机给数码管输入数字信号，控制数码管显示。
通过优化程序、提高硬件精度等级、校正基准电压等方法使得测量误差<1%。
进行根据设计任务的要求，选用合适的单片机型号和其他元件，然后在proteus仿真软件上画出电路原理图，利用keil软件编写控制程序后下载程序到仿真软件进行调试，通过调试结果反馈信息再修改调整控制程序和硬件电路，最后制作基于单片机控制的数字电压表电路板，电路板制作完成后进行测试和测量。
简易数字电压表设计内容
简易数字电压表设计一、设计要求1、利用ADC0809设计一简易数字电压表，要求可以测量0—5V之间8路输入电压值、电压值由四位LED数码管显示，并在数码管上轮流显示或单路选择显示；2、测量最小分辨率为0.019V,测量误差为±0.02V。
二、设计作用与目的利用AT89S51与ADC0809设计制作一个数字表，能够测量直流电压值。
三、所用设备及软件单片机AT89S51、ADC0809芯片、PC设计台四、系统设计方案本设计采用AT89S51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，原理框图如图1所示。
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AT89S51芯片的P0口。
AT89S51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P1口经三极管驱动，再传送给数码管。
同时它还通过其三位I/O口P3.0、P3.1、P3.2产生位选信号，控制数码管的亮灭。
另外，AT89S51还控制着ADC0809的工作。
其ALE管脚为ADC0809提供了1MHz工作的时钟脉冲；P2.3控制ADC0809的地址锁存端(ALE)；P2.4控制ADC0809的启动端(START)；P2.5控制ADC0809的输出允许端(OE)；P3.7控制ADC0809的转换结束信号(EOC)。
图1 系统原理框图本设计与其它方法实现主要区别在于元器件上例如：AT89C51与AT89C51、AT89S51在AT89C51的基础上，又增加了许多功能，性能有了较大提升。
1.ISP在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。
是一个强大易用的功能。
2.工作频率为33MHz，大家都知道89C51的极限工作频率只有24M，就是说S51具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度。
简易数字电压表的设计
目录摘要 (1)第1章绪论 (2)第2章系统方案论证与框图 (3)第3章硬件电路设计 (5)3.1模数转换芯片ADC0809 (5)3.1.1 ADC0809内部逻辑结构 (5)3.1.2 ADC0809的引脚 (6)3.1.3 ADC0809的工作原理 (7)3.2 数据处理及控制芯片AT89S51 (7)3.2.1 主要性能参数 (8)3.2.2 AT89S51的引脚 (8)3.2.3 AT89S51的复位电路 (10)3.2.4 AT89S51与ADC0809的连接 (11)3.3 4位一体7段LED数码管 (12)3.4 整机电路及工作原理 (12)第4章软件设计 (14)4.1 主程序设计 (14)4.2 各子程序设计 (14)第5章仿真与调试 (18)5.1 仿真工具 (18)5.2 仿真步骤 (18)5.3 硬件实物图 (19)5.4 测量结果 (20)5.5 问题及解决方案 (20)总结 (21)参考文献 (22)附录1 整机原理图 (23)附录2 元件明细表 (24)附录3 程序清单 (25)摘要本设计主要采用AT89S51芯片和ADC0809芯片来完成一个简易的数字电压表，能够对输入的0～5 V的模拟直流电压进行测量，并通过一个4位一体的7段LED数码管进行显示，测量误差约为0.02 V。
该电压表的测量电路主要由三个模块组成：A/D转换模块、数据处理模块及显示控制模块。
A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到数据处理模块。
数据处理则由芯片AT89S51来完成，其负责把ADC0809传送来的数字量经一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；另外它还控制着ADC0809芯片的工作。
显示模块主要由7段数码管及相应的驱动芯片(74HC245)组成，显示测量到的电压值。
单片计算机即单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer）,是集CPU 、RAM 、ROM定时，计数和多种接口于一体的微控制器。
基于单片机的简易数字电压表设计
基于单片机的简易数字电压表设计随着电子技术的迅猛发展，数字电压表在实验室、工业和日常生活中的应用越来越广泛。
本文将详细介绍基于单片机的简易数字电压表的设计过程，包括系统设计思路、硬件选型、软件实现以及调试过程。
设计一个简易数字电压表的目标是实现对直流电压的实时测量，并将其以数字形式显示。
该系统的核心是单片机，它负责数据采集、处理及结果显示。
选用单片机的原因在于其体积小、成本低、易于编程等优点。
在硬件设计方面，系统主要由输入电路、单片机、显示模块和电源模块组成。
输入电路的作用是将待测电压信号转化为单片机可处理的电信号。
一般采用分压电路，通过电阻分压的方法，将高电压降低至单片机的可接受范围。
还需考虑输入电压的范围，以确保测量精度和系统安全。
选用的单片机需具备一定的模拟输入功能，以便对电压进行采样。
常用的单片机型号有51系列、AVR系列及STM32系列等，其中STM32系列因其较高的性能和丰富的外设而受到广泛关注。
在设计中，应根据具体需求选择合适的单片机，并进行必要的引脚配置。
显示模块的选择是系统设计的重要环节，常用的有液晶显示屏（LCD）和七段数码管。
液晶显示屏具有显示内容丰富、可视角度广等优势，但其功耗相对较高。
而七段数码管则以其简洁明了的特性广泛应用于数字电压表中。
在本设计中，建议使用LCD显示模块，以便于显示多位数值及相关信息。
电源模块的设计需确保系统的稳定运行。
一般采用稳压电源，为单片机及其他外设提供稳定的电压供应。
需考虑电源的功耗及散热问题，确保系统在长期工作中不会出现故障。
数据处理模块是整个系统的核心，其主要任务是将采集到的模拟电压信号转换为相应的数字值。
可采用模数转换（ADC）技术，将模拟信号转换为数字信号，并进行必要的线性化处理。
处理过程中，应考虑量化误差及噪声对测量结果的影响。
数据显示模块负责将处理后的电压值通过LCD显示出来。
在这一过程中，需要对显示内容进行格式化，以确保信息的清晰易读。
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。
实验三 简易数字电压表设计
电子系统实验报告实验三简易数字电压表设计姓名张巧玲指导教师贾立新课程电子系统设计与实践专业班级自动化1004班学院信息工程学院一、设计题目采用C8051F360单片机最小系统设计一简易数字电压表，实现对0~2.4V直流电压的测量，原理框图如图1所示。
模拟输入电压通过一只1 kΩ电位器产生，采用C8051F360 单片机内部的A/D 转换器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。
A/D 转换的输入模拟信号由实验板PR3 电位器产生的0~3.3V 的直流电压信号，用一根杜邦实验线将J8 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，其模拟电压的范围为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。
测试时，A/D转换器的模拟输入信号可通过一个电位器产生。
图1 简易数字电压表实验示意框图二．设计方案（1）简易数字电压表设计程序流程图如图2所示。
图2 简易数字电压表设计程序中A/D转换和计时流程图（2）简易数字电压表实验板连接图如图3所示。
此外，还需用一根杜邦实验线将J8 的0~3.3V 输出插针与J7 口的P2.0 插针相连。
图3简易数字电压表设计实验板接线图三、详细设计1.简易数字电压表设计相应C8051F360和LCD初始化程序⑴内部振荡器初始化：OscInit()⑵ I/O端口初始化：PortIoInit()⑶外部数据存储器接口初始化：XramInit()⑷定时器初始化：TimerInit()⑸中断系统初始化：Int0Init()⑹ ADC0初始化：void ADC_Init()⑺ PCA初始化：Int0Init()2.电压转换方式将电压转换成十进制：AT=ADC0H*256+ADC0L;volt=AT*3.31/1024;voltage=volt*1000;for(i=0;i<4;i++){v[i]=voltage%10;voltage=voltage/10;}3. LCD显示接口的设计当时间到达设定值，即0.5s后，执行以下程序将所测的电压值在LCD屏幕上第三排显示出来。
实验三 简易数字电压表设计共7页文档
电子系统实验报告实验三简易数字电压表设计姓名张巧玲指导教师贾立新课程电子系统设计与实践专业班级自动化1004班学院信息工程学院一、设计题目采用C8051F360单片机最小系统设计一简易数字电压表，实现对0~2.4V直流电压的测量，原理框图如图1所示。
模拟输入电压通过一只1 kΩ电位器产生，采用C8051F360 单片机内部的A/D 转换器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。
A/D 转换的输入模拟信号由实验板PR3 电位器产生的0~3.3V 的直流电压信号，用一根杜邦实验线将J8 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，其模拟电压的范围为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。
测试时，A/D转换器的模拟输入信号可通过一个电位器产生。
图1 简易数字电压表实验示意框图二．设计方案（1）简易数字电压表设计程序流程图如图2所示。
图2 简易数字电压表设计程序中A/D转换和计时流程图（2）简易数字电压表实验板连接图如图3所示。
此外，还需用一根杜邦实验线将J8 的0~3.3V 输出插针与J7 口的P2.0 插针相连。
图3简易数字电压表设计实验板接线图三、详细设计1.简易数字电压表设计相应C8051F360和LCD初始化程序⑴内部振荡器初始化：OscInit()⑵ I/O端口初始化：PortIoInit()⑶外部数据存储器接口初始化：XramInit()⑷定时器初始化：TimerInit()⑸中断系统初始化：Int0Init()⑹ ADC0初始化：void ADC_Init()⑺ PCA初始化：Int0Init()2.电压转换方式将电压转换成十进制：AT=ADC0H*256+ADC0L;volt=AT*3.31/1024;voltage=volt*1000;for(i=0;i<4;i++)v[i]=voltage%10;voltage=voltage/10;3. LCD显示接口的设计当时间到达设定值，即0.5s后，执行以下程序将所测的电压值在LCD屏幕上第三排显示出来。
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。
简易数字电压表设计
简易数字电压表设计(共19页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--摘要根据8051单片机的内部结构特点本文提出以MCS-51单片机为核心的电压测量系统。
该系统以8051和ADC0809核心内件，能够在单片机的控制下监测八路的输入电压值，用8位串行A/D转换器进行0-5V量程自动转换，并且测量的电压值可通过三位数码管显示同时用一位数码管显示选择通道。
整个系统的设计过程中主要采用了模块化的设计方法，完成了硬件电路的设计及软件程序的编写，还详细的给出了相关的硬件框图和软件流程图，通过最终硬件电路的调试，使该系统能够在要求的条件下达到正常的测量及显示功能。
单片机8051是整个系统的核心，实现输入端的分路选择，模数转换后数据的处理及在数码管上数据的显示等功能。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了该系统的工作原理，MCS-51单片机特点，8051的功能和应用，ADC0809的功能和应用等。
关键词：MCS-51单片机；8051 ；ADC0809；数码管目录1总体设计....................................................... 错误!未定义书签。
2硬件设计及其工作原理................................ 错误!未定义书签。
数字电压表主要器件 .................................. 错误!未定义书签。
单片机AT89C51 ........................................ 错误!未定义书签。
芯片ADC0808 ........................................... 错误!未定义书签。
数字电压表电路设计................................... 错误!未定义书签。
用AT89S52设计的简易数字电压表的设计
内蒙古大学本科毕业论文(设计)简易数字电压表的设计摘要直流电压表在常生活中经常要用到，不管是家用电器的维修还是在电池电压的检测中的都是重要电压测量工具。
目前市面上的电压表按原理分为两类，一类是机械电压表，另一类则是数字电压表。
本文针对市面上数字电压表测量的精度不高，测量时间久，反应慢等问题，提出了一种设计高精度电压表的方案。
本设计主要采用AT89S52单片机为主要控制芯片，电压测量则采用目前市场上成本低并容易购买到的模拟数字转换芯片ADC0809。
本设计电压测量精度为19mv，并且有测量速度快、显示稳定等特点，每100MS测量一次，并对测量数据做平均处理。
本设计显示器方面采用了低功耗的液晶显示器lcd1602显示测量电压，此外设计还具有元器件数目较少，成本低等特点。
本设计重要对直流数字电压表的设计原理、制作方法进行讲解，并提出数字直流电压表的今天的改进思路。
关键词：AT89S52，数字电压表，ADC0809，液晶显示The Design Of Simple Digital VoltmeterAuthr : Hong yanTutor:Wang JunlinAbstractVoltage is an important tool in the detection of maintenance and circuit. Currently on the market according to the principle of the voltage meter is divided into two categories, one is mechanical voltage meter, the other is a digital voltage meter. In this paper, aiming at the digital voltage meter measuring accuracy is not high, the measurement time is long, slow response and so on，this paper puts forward a design scheme of high precision voltage meter.This design is the use of AT89S52 MCU with ADC0809 analog digital converter to design a high precision, digital voltage meter measuring speed. The voltage meter can measure DC voltage between 0 - 5V value, accuracy to three digits after the decimal point, measure the voltage time up to 100MS. The design of display using liquid crystal display LCD1602 low power consumption display measuring voltage, in addition to the design also has fewer components, low cost. This paper focused on the digital voltage meter design principle and ideas for its improvement.Keywords: AT89S52, digital voltage meter, ADC0809, liquid crystal display1 引言 (5)2 设计总体方案 (6)2.1设计要求 (6)2.2 设计思路 (6)2.3 设计方案 (6)3 硬件电路设计 (8)3.1 A/D转换模块 (8)3.1.1 逐次逼近转换原理 (8)3.1.2 ADC0809 主要特性 (9)3.1.3 ADC0809的外部引脚特征 (9)3.1.4 ADC0809的内部结构及工作流程 (11)3.2 单片机系统 (12)3.2.1 AT89S52性能 (12)3.2.2 AT89S52各引脚功能 (13)3.3 复位电路和时钟电路 (14)3.3.1 复位电路设计 (14)3.3.2 时钟电路设计 (15)3.4 液晶显示系统设计 (16)3.4.1 LCD1602液晶基本概述 (16)3.4.2 LCD1602显示器的参数说明 (16)3.4.3 LCD1602控制指令及时序 (18)3.4.4 单片机最小系统与液晶显示器 (20)3.5 电压表电路设计 (21)3.5.1 总体电路仿真设计 (21)3.5.2总体电路的原理图与PCB设计 (22)4 程序设计 (24)4.1 程序设计总方案 (24)4.2 系统子程序设计 (24)4.2.1 初始化程序 (24)4.2.2 A/D转换子程序 (24)4.2.3 LCD1602显示子程序 (26)5.1 软件调试 (28)5.2 显示结果及误差分析 (28)5.2.1 显示结果 (28)5.2.2 误差分析 (29)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1程序代码 (34)附录2实物图 (35)1 引言频率、电流和电压是在日常电量测量中经常要用到的基本电量，这三个量当中电压的测量在电路检测等方面最常使用。