51单片机数字电压表设计
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。
51单片机的数字电压表设计不需要仿真
51单片机的数字电压表设计不需要仿真（原创版）目录一、引言二、51 单片机的数字电压表设计原理1.主要硬件2.电路设计3.编程方法三、设计优点1.电路简单2.成本低3.性能稳定四、设计局限性五、总结正文一、引言在电子技术领域，数字电压表是一种重要的测量工具，它可以将模拟信号转化为数字信号，并显示在数码管上。
随着单片机技术的不断发展，基于单片机的数字电压表设计越来越受到关注。
本文将以 51 单片机为例，介绍一种数字电压表的设计方法，该方法不需要仿真。
二、51 单片机的数字电压表设计原理1.主要硬件本设计采用 AT89C51 单片机、AD 转换器 ADC0808 和共阳极数码管为主要硬件。
AT89C51 是一款 8 位单片机，具有较高的执行速度和稳定性；ADC0808 是一款 12 位 A/D 转换器，可以将模拟信号转换为数字信号；共阳极数码管用于显示数字信号。
2.电路设计电路设计主要包括输入电阻分压、ADC0808 的连接和数码管的动态扫描显示。
在输入端，采用电阻分压方式降低输入电压，使其适合 ADC0808 的输入范围。
ADC0808 的输出端连接到单片机的数据总线，单片机根据输出的数字信号进行数据处理。
数码管采用动态扫描显示方式，通过单片机控制数码管的点亮时间，实现数字信号的显示。
3.编程方法编程主要分为两部分：一是数据采集，即将模拟信号转换为数字信号；二是数据处理和显示，即将采集到的数字信号进行处理并在数码管上显示。
在数据采集部分，程序需要发送 ADC0808 的启动信号，并读取转换后的数字信号。
在数据处理和显示部分，程序需要根据数码管的显示要求，控制数码管的点亮时间。
三、设计优点1.电路简单：本设计采用较少的硬件，电路连接简单，易于实现。
2.成本低：主要硬件都是常见的单片机和元器件，成本较低。
3.性能稳定：采用成熟的单片机技术，性能稳定可靠。
四、设计局限性虽然本设计具有较多的优点，但仍然存在一定的局限性。
基于51单片机的数字电压表设计
目录摘要 (I)1 绪论 (1)1.1数字电压表介绍 (1)1.2仿真软件介绍 (1)1.3 本次设计要求 (2)2 单片机和AD相关知识 (3)2.1 51单片机相关知识 (3)2.2 AD转换器相关知识 (4)3 数字电压表系统设计 (5)3.1系统设计框图 (5)3.2 单片机电路 (5)3.3 ADC采样电路 (6)3.4显示电路 (6)3.5供电电路和参考电压 (7)3.6 数字电压表系统电路原理图 (7)4 软件设计 (8)4.1 系统总流程图 (8)4.2 程序代码 (8)5 数字电压表电路仿真 (15)5.1 仿真总图 (15)5.2 仿真结果显示 (15)6 系统优缺点分析 (16)7 心得体会 (17)参考文献 (18)1 绪论1.1数字电压表介绍数字电压表简称DVM，数字电压表基本原理是将输入的模拟电压信号转化为数字信号，再进行输出显示。
而A/D转换器的作用是将连续变化的模拟信号量转化为离散的数字信号，器基本结构是由采样保持，量化，编码等几部分组成。
因此AD转换是此次设计的核心元件。
输入的模拟量经过AD转换器转换，再由驱动器驱动显示器输出，便得到测量的数字电压。
本次自己的设计作品从各个角度分析了AD转换器组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及原理，并且分析了数模转换进而使系统运行起来的原理及方法。
通过自己的实践提高了动手能力，也只有亲历亲为才能收获掌握到液晶学过的知识。
其实也为建立节约成本的意识有些帮助。
本次设计同时也牵涉到了几个问题：精度、位数、速度、还有功耗等不足之处，这些都是要慎重考虑的，这些也是在本次设计中的收获。
1.2仿真软件介绍Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。
它运行于Windows 操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是:(1)现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。
基于51单片机的数字电压表仿真设计(有参考文献)
基于51单片机的数字电压表仿真设计一、引言随着电子科学技术的发展,电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段,对测量的精度和功能的要求也越来越高,而电压的测量甚为突出,因为电压的测量最为普遍。
数字电压表是采用数字化测量技术设计的电压表。
数字电压表与模拟电压表相比,具有读数直观、准确、显示范围宽、分辨力高、输入阻抗大、集成度高、功耗小、抗干扰能力强,可扩展能力强等特点,因此在电压测量、电压校准中有着广泛的应用。
而单片机也越来越广泛的应用与家用电器领域、办公自动化领域、商业营销领域、工业自动化领域、智能仪表与集成智能传感器传统的控制电路、汽车电子与航空航天电子系统。
单片机是现代计算机技术、电子技术的新兴领域。
本文采用ADC0808对输入模拟信号进行转换,控制核心C51单片机对转换的结果进行运算和处理,最后驱动输出装置显示数字电压信号,通过Proteus仿真软件实现接口电路设计,并进行实时仿真。
Proteus软件是一种电路分析和实物模拟仿真软件。
它运行于Windows 操作系统上,可以进行仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,是集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件,功能强大,具有系统资源丰富、硬件投入少、形象直观等优点,近年来受到广大用户的青睐。
二、数字电压表概述1、数字电压表的发展与应用电压表指固定安装在电力、电信、电子设备面板上使用的仪表，用来测量交、直流电路中的电压。
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，并且传统的电压表在测量电压时需要手动切换量程，不仅不方便，而且要求不能超过该量程。
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领域，并且由DVM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。
2、本次设计数字电压表的组成部分本设计是由单片机AT89C51作为整个系统控制的核心，整个系统由衰减输入电路、量程自动转换电路、交直流转换电路、模数转换及控制电路以及接口电路五大部分构成。
51单片机的数字电压表设计不需要仿真
51单片机的数字电压表设计不需要仿真
摘要：
1.51单片机数字电压表设计简介
2.硬件电路组成及原理
3.软件程序设计要点
4.系统性能与应用
正文：
一、51单片机数字电压表设计简介
51单片机数字电压表设计是一种基于嵌入式技术的电子测量工具，具有体积小、精度高、操作简便等优点。
本设计以51单片机为核心，结合A/D转换器、显示模块等硬件，实现对输入模拟电压信号的采集、处理和显示。
二、硬件电路组成及原理
1.核心控制器：51单片机
2.A/D转换器：将模拟电压信号转换为数字信号
3.显示模块：采用共阳极数码管，实现数字电压值的显示
4.模拟量输入：电阻分压电路，可测量0-5V范围内的电压信号
三、软件程序设计要点
1.初始化：配置单片机的工作模式、时钟频率等参数
2.A/D转换：设置A/D转换器的工作模式，进行电压信号的采样和转换
3.数据处理：对A/D转换后的数字信号进行处理，如数据调整、滤波等
4.显示更新：根据处理后的数据，通过动态扫描显示技术更新数码管的显
示内容
5.循环检测：持续监测输入电压信号，实时更新显示
四、系统性能与应用
本设计的51单片机数字电压表具有以下特点：
1.测量范围：0-5V
2.精度：±1%
3.响应速度：≤100ms
4.电源：直流5V
广泛应用于工业生产、实验室测量、电子产品研发等领域，为工程师提供了一种高效、准确的电压测量解决方案。
通过以上介绍，我们可以了解到51单片机数字电压表的设计原理、硬件组成和软件程序设计方法。
在实际应用中，根据具体需求可以对电路和程序进行优化调整，提高系统的性能和稳定性。
基于51单片机的数字电压表的设计
摘要随着电子技术的发展，电子测量技术对测量的精度和功能的要求也越来越高，而数字电压表作为实验室的基本测量设备，它可以很好的满足测量精度和功能的要求。
本设计利用AT89S51单片机技术结合A/D转换（采用ADC0809）构建了一个直流数字电压表。
经过对数字电压表基本原理的分析，本文设计了一个以51单片机为核心的数字电压表系统，给出了直流数字电压表的设计流程，设计了电压测量子系统和电流测量子系统，给出了硬件电路的框图、电气原理图和软件流程图。
系统设置了3个键的键盘，用于设定电压、电流切换的功能键、系统复位键以及清零键。
关键词：数字电压表；AT89S51单片机；A/D转换；ADC0809；AbstractAs electronic science and technology development, electronic measurement technology on the accuracy of measurement and functional requirements are increasingly high, and digital voltmeter measurement equipment as the basic laboratory, it can well meet the measuring precision and function requirements. A dc digital voltmeter is built by using AT89S51 with the A/D convertor (ADC0809)in the paper.This paper first introduces the main method and design voltmeter SCM system advantage; Then introduces the design process of dc digital voltmeter, and hardware system and the design of software system, and gives the hardware circuit design system diagram and software system design flow diagram.Keywords: Digital voltmeter； AT89S51MCS; A/D conversion; ADC0809.目录1 绪论 (1)1.1前言 (1)1.2数字电压表的介绍 (1)1.2.1数字电压表的发展概况 (1)1.2.2数字电压表在各领域中的应用 (2)1.2.3数字电压表的优点 (2)1.3单片机的介绍 (3)1.3.1单片机简介 (3)1.3.2单片机的发展概况 (3)1.3.3单片机的应用 (4)1.3.4单片机的特点 (6)1.4课题背景，国内外研究现状 (6)1.5本文主要研究内容 (8)2 数字电压表的工作原理 (9)2.1数字电压表的基本结构 (9)2.2数字电压表的工作原理 (9)2.2.1模数（A/D）转换与数字显示电路 (10)2.2.2多量程数字电压表分压原理 (10)2.2.3多量程数字电压表分流原理 (11)3 硬件系统各模块具体设计及实现 (14)3.1单片机的选择 (14)3.1.1AT89S51的引脚框图 (15)3.1.2AT89S51的内部结构图 (17)3.2A/D转换器的选择 (18)3.2.1ADC0809的引脚结构 (19)3.2.2ADC0809的内部逻辑结构 (21)3.3显示器的选择 (21)3.4键盘的选择 (23)3.5表笔探针设计 (23)4 系统总体方案研究 (25)4.1总体方案确定 (25)4.2系统框图及阐述 (25)4.3ADC0809与AT89S51的连接 (26)4.4键盘与单片机的连接 (27)4.5多量程数字电压表档位切换原理 (28)4.5.1多量程电压的测量 (28)4.5.2多量程电流的测量 (30)5 系统的软件设计 (31)5.1系统软件设计的总体思想 (31)5.2系统单片机的软件设计 (31)5.2.1键盘的处理 (31)5.2.2显示的处理 (31)5.2.3档位切换的处理 (32)6 系统软件流程图 (33)6.1主程序流程图 (33)6.2A/D转换流程图 (34)7 设计总结 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录 (38)1 绪论1.1前言数字电压表（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。
基于AT89C51单片机数字电压表的设计
基于AT89C51单片机数字电压表的设计题目：基于AT89C51单片机数字电压表的设计目录一、整体设计思路框图及原理图 (4)二、模块分析 (5)1.AT89C51单片机 (5)2.A/D转换 (6)3. .................................................................................. 显示电路 (7)三、软件设计 (5)四、程序清单 (6)五、仿真实验调试 (12)六、总结与体会. (13)七、参考文献 (14)34一、 整体设计思路框图及原理图数字电压表的设计即将连续的模拟电压信号经过A/D 转换器转换成二进制数值，再经由单片机软件编程转换成十进制数值并通过显示屏显示。
按系统实现要求，决定控制系统采用AT89C51单片机，A/D 转换由于仿真软件里的ADC0809元件有问题，这里用ADC0808代替，它和ADC0809区别很小。
采用ADC0808。
数字电压表系统整体框图如下图1所示。
图1 整体框图系统通过软件设置单片机的内部定时器T1产生中断信号。
通过片选选择8路通道中的一路，将该路电压送入ADC0808的EOC 端口产生高电平，同时将ADC0808的OE 端口置为高电平，单片机将转换后结果存到片内RAM 。
系统调出转换显示程序，将转换为二进制的数据在转换成十进制数并输出到LCD 显示电路，将相应电压显示出来。
原理图见附录图7。
二、模块分析1.AT89C51单片机接口分配电路设计如右图2所示：P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在这里P0口作为输入与输出分别与ADC0808的输出端和LCD显示的输入端相连，且P0外部被阻值为1KΏ图2 单片机接口电路的电阻拉高。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
基于51单片机的数字电压表的设计
目录目录1 课程设计 (1)1.1课程设计目的1.1.1熟悉51单片机功能 (1)1.1.2提高编程，排错，仪器设备知识 (1)1.1.3熟悉元件工作原理 (1)1.2 设计要求 (1)1.2.1显示 (1)1.2.2编程 (1)1.2.3仿真 (1)2 主要元件介绍 (1)2.1模数转换芯片ADC0808 (1)2.1.1简介 (2)2.1.2引脚功能 (2)2.2控制芯片AT89C51 (3)2.2.1概述 (3)2.2.2管脚说明 (4)2.3LED数码管 (6)3 电压表原理系统硬件电路设计与实现 (6)3.1系统设计原理说明 (6)3.2系统功能阐述 (7)4 课程设计心得 (7)参考文献： (8)附录 (9)附录1整体程序 (9)附录2系统电路图 (12)1 课程设计1.1 课程设计目的1.1.1 熟悉51单片机功能熟悉51单片机的功能，积累一定的单片机开发经验。
1.1.2 提高编程，排错，仪器设备知识锻炼和提高在软件编程、排错调试、相关仪器设备的使用技能等方面的知识。
1.1.3 熟悉元件工作原理熟悉数字电压表和A/D转换器，液晶显示屏的工作原理。
1.1.4加深知识进一步加深对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面知识的认识，为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。
1.2 设计要求1.2.1显示可以测量0-5V范围内的输入电压值1.2.2将采集到的电压值显示在4位数码管上。
1.2.2编程采用汇编或C语言编程；1.2.3仿真采用Proteus、KeilC等软件实现系统的仿真调试2 主要元件介绍2.1 模数转换芯片ADC0808图2.1 ADC08082.1.1 简介ADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。
其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
ADC0808是ADC0809的简化版本，功能基本相同。
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基于51单片机的数字电压表设计二级学院铜陵学院专业自动化班级组号组员指导教师简易的数字电压表的设计目录一课程设计任务书·····························································································································错误！未定义书签。
1.1 设计题目、目的····················································································································错误！未定义书签。
1.2 题目的基本要求和拓展功能··························································································错误！未定义书签。
1.3 设计时间及进度安排··········································································································错误！未定义书签。
二设计内容············································································································································错误！未定义书签。
2.1 元器件选型······························································································································错误！未定义书签。
2.2 系统方案确定·························································································································错误！未定义书签。