数字电压表的设计与制作
数字电压表的设计毕业论文
数字电压表的设计毕业论文数字电压表的设计摘要：本文主要介绍了数字电压表的设计。
首先介绍了数字电压表的基本原理和功能，然后详细讲解了数字电压表的硬件设计和软件设计。
硬件设计包括电路设计和元器件选择，软件设计包括程序设计和界面设计。
最后对数字电压表进行了实验验证，并总结了设计过程中的经验和教训。
1. 引言数字电压表是一种常用的电子测量仪器，广泛应用于工业控制、科研实验和电子维修等领域。
本文将介绍一种基于单片机的数字电压表的设计方案。
2. 基本原理和功能数字电压表的基本原理是通过采集电压信号并将其转换成数字信号，然后通过显示器显示出来。
数字电压表的功能包括测量电压值、显示电压值、单位切换、数据保存等。
3. 硬件设计3.1 电路设计数字电压表的电路设计主要包括信号采集电路、信号转换电路和显示电路。
信号采集电路负责将待测电压信号转换成电压信号，信号转换电路负责将电压信号转换成数字信号，显示电路负责将数字信号显示出来。
3.2 元器件选择在数字电压表的设计中，元器件的选择非常重要。
需要选择合适的电阻、电容、集成电路等元器件，以确保电路的稳定性和精确度。
4. 软件设计4.1 程序设计数字电压表的程序设计主要包括信号采集程序、信号转换程序和显示程序。
信号采集程序负责采集电压信号，信号转换程序负责将电压信号转换成数字信号，显示程序负责将数字信号显示出来。
4.2 界面设计数字电压表的界面设计主要包括显示界面和操作界面。
显示界面负责将数字信号以合适的格式显示出来，操作界面负责提供操作按钮和设置选项。
5. 实验验证为了验证数字电压表的设计方案的准确性和可靠性，进行了一系列实验。
实验结果表明，设计方案能够准确测量电压值并显示出来。
6. 经验总结在数字电压表的设计过程中，我们遇到了一些问题和挑战。
通过实践和总结，我们得出了一些经验和教训。
例如，在硬件设计中，需要注意电路的稳定性和精确度；在软件设计中，需要考虑程序的效率和界面的友好性。
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。
数字电压表头的设计与制作毕业设计
目录
摘 要.................................................................................................................................. 1
第 1 章 引 言..................................................................................................................... 1 1.1 设计概述..................................................................................................................... 1 1.2 设计目标与意义......................................................................................................... 2 1.3 章节安排..................................................................................................................... 3
第 4 章 软件设计...............................................................................................................20 4.1 软件总体设计...........................................................................................................20 4.2 软件模块说明...........................................................................................................21 4.2.1 显示子程序模块说明....................................................................................... 21 4.2.2 A/D 转换子程序........................................................ 22 4.3 小结...........................................................................................................................24
基于单片机的数字电压表设计
基于单片机的数字电压表设计数字电压表在电子技术中使用非常广泛，可以用来测量电路中的直流电压、交流电压以及各种信号的幅度等等。
基于单片机的数字电压表实现了数字电压的读取和显示，具有精确、稳定、易操作等特点，下面将介绍基于单片机的数字电压表的设计原理及实现方法。
一、系统结构基于单片机的数字电压表主要是由程序控制模块、模数转换模块和数字显示模块组成。
程序控制模块主要用来完成开机、校准、测试、功能选择等功能；模数转换模块主要将电压信号转换成数字量，供数字显示模块使用；数字显示模块主要将转换后的数字量显示在LCD液晶屏上。
二、硬件设计1.电源电路电源电路主要用来为电路提供稳定的电压和电流，本电路采用稳压电源芯片LM7805实现，稳压芯片输入端连接外部DC12V/1A电源，输出端连接电路板上的整个电路。
2.输入电路输入电路主要用来将被测电源的电压传递给单片机，常规情况下采用分压电路实现。
在本电路中，电阻R1和电容C1为RC滤波电路，起到滤波作用，防止干扰信号的影响；电阻R2是分压电路中的电阻，它根据电压值的不同设置不同的值，以保证被测电压在单片机内部转换过程中不会对单片机产生影响。
3.单片机模块单片机模块是系统的核心部分，本电路中选用STM32F103C8T6单片机实现模数转换和数码管控制，使用C 语言编写程序，通过模拟输入端口读取电压并进行模数转换，将得到的数字使用查表法将其转换为数码管控制脉冲，控制数码管的亮灭实现数字显示。
4.数字显示模块数字显示模块主要由七段数码管、LCD液晶屏幕、导线和电容等器组成，七段数码管用于展示测量到的电压大小，LCD 液晶屏用于展示功能选项、单位等信息。
导线是电路板内部连接线路，电容等器用来平滑电压波动。
三、软件设计1.引脚定义在程序中首先定义STM32F103C8T6单片机内存地址、输入输出引脚和电平状态，其中A0口用来读取被测电压；B0-B7口用来控制七段数码管的亮灭；C0口用来输出PWM，控制风扇的旋转速度；D0口用来控制蜂鸣器的开启和关闭。
数字电压表设计与制作报告
江阴职业技术学院项目设计报告项目：数字电压表设计与制作摘要本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。
该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。
A/D转换主要由芯片ADC0832来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。
数据处理则由芯片AT89C51来完成，其负责把ADC0832传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0832芯片工作。
该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。
此数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。
关键词单片机；数字电压表；A/D转换；AT89C51；ADC0832.AbstractThis paper which introduces a kind of simple digital voltmeter is based on single-chip microcontroller design. The circuit of the voltage meter is mainly consisted of three mould pieces: A/D converting mould piece, A/D converting is mainly completed by the ADC0832, it converts the collected analog data into the digital data and transmits the outcome to the manifestation controlling mould piece. Data processing is mainly completed by the AT89C51 chip, it processes the data produced by the ADC0832 chip and generates the right manifestation codes, also transmits the codes to the manifestation controlling mould piece. Also, the AT89C51 chip controls the ADC0832 chip to work.The voltmeter features in simple electrical circuit, lower use of elements, low cost, moreover, its measuring precision and reliability. The voltmeter is capable of measuring voltage inputs from 1 route ranging from 0 to 5 volt, and displaying the measurements though a digital code tube of 7 pieces of LED.Keywords Single-chip microcontroller; Digital voltmeter; A/Dconverter; AT89C51; ADC0832目录摘要 (II)Abstract (II)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1 课题的应用场合 (1)1.2 系统的功能和性能指标 (1)第二章总体方案 (2)2.1 方案设计与选择 (2)2.2 系统的总体结构 (3)第三章硬件电路设计 (5)3.1 硬件电路框图 (5)3.2 主要器件选择与应用 (5)3.3 单片机小系统设计 (5)3.4 键盘与显示电路设计 (6)第四章软件设计 (9)4.1 软件组成框图 (9)4.2 软件流程图设计 (9)4.3 主要程序设计 (10)第五章系统调试 (12)5.1 调试的方法与工具 (13)5.2 Proteus仿真调试及效果 (13)5.3 软硬件联合调试 (13)5.4 系统运行 (14)5.5 调试心得 (14)第六章展望与拓展 (16)致谢 (16)参考资料 (16)附录 (17)附录Ⅰ系统电原理图 (17)附录Ⅱ系统仿真效果图 (18)附录Ⅲ样机实物图 (18)附录Ⅳ软件流程图 (19)附录Ⅴ源程序清单 (20)第一章绪论1.1 课题的应用场合在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。
数字电压表的设计毕业设计
数字电压表的设计毕业设计1000字数字电压表是一种常见的测试仪器，用于测量电路中的电压值。
本文将介绍数字电压表的设计。
一、功能需求数字电压表需要能够测量 0~30V 的电压，并以数字形式显示。
为了保证精确度和稳定性，需要实现自动调零和自动校准功能。
同时，还需要设计一个电源电路，用于提供适当的电压和电流。
二、硬件设计数字电压表由三个主要部分组成：信号采集部分、处理器部分和显示部分。
1. 信号采集部分该部分负责采集输入电路的电压信号，并将其转换为数字信号。
通常采用差分放大器、反相输入基准电压和模数转换器（ADC）进行电压信号的采集和转换。
需要注意的是，差分放大器的增益要合适，以确保在输入信号变化时输出的电压范围不会超过 ADC 的输入范围。
为了提高精度，还需要使用低温漂（LTC）和高精度电阻。
2. 处理器部分该部分负责对采集到的数字信号进行处理，并将结果存储在内存中，以便后续的显示。
通常采用单片微处理器（MCU）进行实现。
需要注意的是，为了提高精度，需要使用高倍频的系统时钟，并对 ADC 的参考电压进行精细调整。
3. 显示部分该部分负责将数字结果转换为以数码管形式显示。
可以使用驱动 IC 和共阴极的数码管来实现。
需要注意的是，为了消除闪烁现象，需要以高速刷新数码管的方式来显示结果。
三、软件设计数字电压表的软件设计主要涉及到 ADC 的驱动、信号处理、数码管控制和定时器中断等方面。
1. ADC 的驱动通过配置 ADC 控制寄存器，可以实现 ADC 的开始、停止和中断等功能。
在 ADC 采样结束后，需要将转换结果从 ADC 的数据寄存器中读取出来，并进行后续的信号处理。
2. 信号处理采集到的电压信号需要进行比例转换、补偿和滤波等处理，以提高精度和稳定性。
通常采用移位运算、插值算法和卡尔曼滤波等方法进行处理。
3. 数码管控制通过配置端口控制寄存器，可以实现数码管的亮度、颜色和控制模式等功能。
通常采用高速刷新数码管的方式来消除闪烁现象。
数字电压表的设计与制作【范本模板】
毕业设计(论文）题目：数字电压表的设计与制作年级专业：电气自动化14321班学生姓名：秦小钧指导教师：杨海蓉2016年10 月13 日毕业设计任务书毕业设计题目：数字电压表的设计与制作题目类型工程设计题目来源学生自选题毕业设计时间从 2016/09/25 至 2016/10/131.毕业设计内容要求:采用AT89S52作MCU，ADC0809（或其他芯片）进行AD转换，测量电压的范围为直流0-5V电压，四位数码管显示.2。
主要参考资料［1］万福君，潘松峰.单片微机原理系统设计与应用[M］,中国科学技术大学出版社，01年8月第2版[2]周责魁。
控制仪表与计算机控制装置［M] ,化学工业出版社,02年9月第1版[3]李青。
电路与电子技术基础［L］，浙江科学技术出版社,05年2月第1版[4］陈乐. 过程控制与仪表[M］，中国计量学院出版社，07年3月［5]孙育才. 新型AT89S52系列单片机及其应用[M］，清华大学出版社，05年5月第1版3.摘要本设计由A/D转换、数据处理及显示控制等组成，测量0～5V范围内的输入电压值,由4位共阳8段数码管扫描显示，最大分辨率0.1V，误差±0。
05V。
数字电压表的核心为AT89S52单片机和ADC0832 A/D转换集成芯片.关键词:数字电压表;单片机;AT89S52； ADC0832第一章设计方案的选择1。
1功能要求及设计目标采用AT89S52作MCU,ADC0809（或其他芯片)进行AD转换，测量电压的范围为直流0—5V电压，四位数码管显示。
(设计并制作出实物为优).1。
2 系统设计方案AT89S52具有如下特点:40个引脚,8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O)口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗(WDT）电路，片内时钟振荡器AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。
数字电压表设计与制作
知识点1 模拟信号与数字信号 知识点2 IAP15W4K58S4内部自带A/D与D/A转换器介绍
知识点1 模拟信号与数字信号
• 1、模拟信号与数字信号 • 模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息，如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等，我们
通常又把模拟信号称为连续信号。 • 数字信号是指自变量和因变量都是离散的信号。在电路中，数字信号是在模拟信号的基础上经过采样、
• （2）模数转换控制寄存器---ADC_CONTR • ADC模块的上电、转换速度、模拟输入通道的选择、启动模数转换及转换状态等都可通过
此寄存器进行配置。
• ADC_POWER : ADC电源控制位。置1时，打开ADC电源；置0时，关闭ADC电压。 • ADC_FLAG : 模数转换完成标志位。当A/D转换完成时，该位置1。ADC_FLAG只能由软件清零。 • ADC_START : 模数转换启动控制位。该位置1时，启动A/D转换；A/D转换完成时，该位自动清零。
知识点2 IAP15W4K58S4内部自带A/D与D/A转换器介绍
• 1、IAP15W4K58S4内部ADC的结构
知识点2 IAP15W4K58S4内部自带A/D与D/A转换器介绍
• 2、ADC相关寄存器 • IAR15W4K58S4内部A/D转换的相关寄存器有P1ASF、ADC_CONTR、ADC_RES和
知识点1 模拟信号与数字信号
• 2、A/D转换原理 • A/D转换的基本过程：采样与保持、 量化与编码。 • 为了实现输出数字信号近似于输入模拟信号的指标，必须有足够大的采样频率和转换位数。
采样频率越大，采样后的信号越接近输入信号，一般选择采样频率大于5~10倍模拟信号的 最高频率。A/D转换器的位数越多，转换后的数字量也越接近于模拟量。 • A/D转换器主要有三种类型：逐次逼近式A/D转换器、双积分式A/D转换器、V/F变换式A/D 转换器。
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数字电压表的设计与制作
作者：李莎
来源：《科教导刊·电子版》2015年第34期
摘要传统数字电压表不仅技术低端，同时成本较高，不便于维护。
因此，为了与现代测量仪器系统发展相适应，本文以AT89C51为系统的控制核心，进行A/D转换，转换结果以四位数通过LED显示，对数字电压表的设计制作进行了简单探讨。
关键词数字电压表设计制作
中图分类号：TM933 文献标识码：A
数字电压表最早出现在上世纪五十年代，六十年代以数字测量技术为基础、采用断续数字量对数字进行处理，通过显示器显示的电压测量仪表研发成功。
随着科学技术的不断发展，取而代之的是数字电压表，运用单片机作为核心控制芯片、以AT89C51作为A/D 转换芯片所设计的数字电压表，在电量测量中，有三个最基本的测量量就是电流、电压和频率，而在这其中，经常测量的就是电压量。
近年来，随着科学技术的不断发展，更是需要对一些高精度的电压进行测量，因此，在测量过程中，必不可少的就是数字电压表，与传统指针式电压表相比，功能更加全面、测量精度高、运行速度快、读数方便，不易出现差错。
同时，在其扩展性和抗干扰能力也得到了提高，凭借其独有的优势，已被广泛应用到工业自动化仪表等智能化测量领域。
因此，对于数字电能表的设计与制作进行研究，有着重要的现实意义。
1数字电压表的组成原理及特点
1.1数字电压表的组成原理
数字电压表是利用模数转换原理，将被测电压转换为数字量，并将测量结果以数字形式显示出来的一种电子测量仪器。
数字电压表组成，主要包括以下几个部分：输入电路、电源电路、A/D 转换器、控制逻辑电路和显示器。
其中，A/D 转换器和输入电路为模拟电路部分，数字电路部分由控制逻辑电路和显示器组成。
其中，数字电压表的核心就是A/D 转换器，它承担着将被测电压转换成与其成比例的数字量任务。
电压作为基本电量，并且大部分物理常量都能够通过转换，形成电压，所以说，A/D 转换是最为常见的转换方式。
由于转换方案和原理各不相同，因此，数字电压表的类型也是多种多样。
1.2数字电压表的特点
（1）数字电电能表能够避免由于人为导致的测量误差，并且，与人们的读数习惯相适应，读数缩短，便于记录，具有标志符显示功能。
（2）分辨率高，数字电压表能够在末位1个字所代表的电压值反映仪表的灵敏度，并且，位数增加，灵敏度越高。
（3）扩展能力强。
能够根据不同需求实现数字仪表、智能仪器等。
2数字电压表硬件电路设计
本次数字电压表设计由AT89C51单片机控制电路、12MHz时钟电路、复位电路、数码管显示电路、A/D转换电路和电源电路等主要电路组成。
2.1时钟电路
所谓时钟电路，指的就是在工作状态下，会产生像时钟一样准确的振荡电路。
也就是说，此时，所有工作都会按照时间顺序进行。
时钟的运用在我们的生活中随处可见，电脑、手机等电子设备都含有时钟电路。
本次设计，在计算机系统起着重要作用的就是时钟电路，是系统稳定运行的重要保障。
80C51单片机芯片机集成了振荡电路，只要在芯片制定脚外接晶体振荡器即可工作。
2.2复位电路
复位电路的主要功能就是保证CPU以及系统中包含的其它功能部件保持在初始状态，并且所有工作都从初始状态开始。
单片机的复位电路的执行，凭借的是外部电路，想要使其回复初始状态，只需要在与之对应的引脚上加上持续二个机器周期以上的高电平即可。
通常采用的复位电路有两种形式：一种是上电复位，另一种是开关复位。
2.3电源电路
所谓电源电路，指的就是在提供给用电设备电力供应的电源部分的电路谁，使用的电路形式和特点。
比较常见的有直流电源电路和交流电源电路。
本次设计中，电源电路的任务就是为数字电压表提供+5V的供电电路，进而保证数字电压表的稳定运行。
2.4数码管显示电路
数码管显示电路的任务就是显示电压值，电压值的范围在入0.00—5.00V。
数字电压表中的LED灯，通过动态显示和轮流给数码管位选端加驱动电压，在不加驱动电压的情况下，任何一个数码管位都是暗的，如何对一个数码管位进行驱动电压，这时，只有该数码管位会变亮。
数码管位并非突然暗下来，因此，人眼会出现视觉暂留现象，此外，系统能够同时对其他数码管位驱动电压，所以，就能看见常亮的数字了。
2.5 A/D转换电路
A/D转换电路的任务就是对模拟信号进行转换，形成数字信号，然偶对数字信号进行处理。
A/D转换器的转换精度直接关系着测量电路的结果，而参数说明了测量电路的性能。
A/DC0809转换器转换精度高，性能稳定，电路结构简单，并且抗干扰能力较强。
ADC0809芯片双列直插式封装28引脚，主要包括模拟量输入通道、地址锁存允许信号、转换启动信号、地址线、始终信号、转换结束信号、数据输出线、+5V电源等。
2.6测试电压输入电路
A/D转换器对于被转换数值是由一定的要求，而输入电路的任务就是将需要被测的不同量程的电压进行规范，使被测电压能够满足A/D转换器对电压值的要求。
在本次设计中，A/D转换器的电压值为0.00-5.00V，对被测电压数值的调节通过滑动变阻来实现。
3结语
本文以AT89C51为核心，利用AT89C51进行A/D转换，在单片机的控制下通过LED将转换结果显示出来，这样的能够最大程度简化电路设计，该系统具有编程简洁、结构简单、占用单片机资源少等特点，为单片机功能扩展提供了更大空间。
参考文献
[1] 吴视明.关于数字电压表的设计分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（19）.
[2] 濮霞，胡亚刚，李楠，等.数字直流电压表的设计制作[J].电子设计工程，2013（4）.。