数字电压表设计与实现
数字电压表电路设计
数字电压表电路设计摘要：在电气测量中，电压是一个很重要的参数。
如何准确地测量模拟信号的电压值，一直是电测仪器研究的主要内容之一。
目前，市场上主要是要使用的电压表有指针式电压表和数字电压表两种。
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，不能满足数字化时代的需求。
而数字电压表由于测量精度高，速度快，读数时也非常的方便，抗干扰能力强等优点而被广泛应用。
数字电压表简称DVM（Digital Voltmeter），它是采用数字化测量设计的电压仪表。
本设计给出基于MC14433双积分模数转换器的一种电压测量电路，数字电压表是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转化成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
该系统由MC14433一位半A/D转换器、MC1413七路达林顿驱动器阵列、MC4543BCD七段锁存-译码-驱动器、基准电源MC1403、和共阳极LED发光数码管组成。
本次设计的简单直流数字电压表的最高量程是199.9V。
本文是以直流数字电压表的设计为研究内容。
首先对数字电压表做了详细介绍，接着讲述了数字电压表的硬件电路设计。
包括量程转换电路、数据采集电路，模数转换电路及显示电路的具体设计。
根据设计要求选用高精度A/D转换器MC14433进行数据转换，针对MC14433对模拟输入信号的要求，对输入信号进行量程转换并进行调理。
通过A/D转换器完成数据转换及传输，是系统的核心内容。
阐述了MC14433工作原理并对A/D 转换电路、参考电压电路、译码驱动电路、位选开关电路等电路进行了具体设计。
最后根据软硬件设计方案对系统进行了调试。
关键词:MC14433、A/D转换器、CD4511、译码驱动器、MC1413The Design of Digital VoltmeterAbstract：At the electric measurement, the voltage is a very important parameters. How to accurately measure of the analog signal voltage values, has been one of the main contents of the instrument research in electrical measurement. At present, the market mainly use pointer type voltmeter and digital voltmeter . Traditional analog pointer type voltmeter single function, low accuracy, reading time also very inconvenient, very easy to go wrong, and cannot satisfy the demand of digital age. While digital voltmeter due to high accuracy, speed, readings are also very convenient, strong anti-jamming capability etc and has been widely used.Digital Voltmeter DVM (as), it is a kind of digital measuring design voltage meter .This design is a voltage measurement circuit based on MC14433 double integral ADC, digital voltmeter is using digital measurement technique, convert the continuous analogue (DC input voltage) into discontinuous, discrete digital form and show it out. This system consists of MC14433 one and a half A/D converter, MC1413 seven- way-DaLin bolton drive arrays, seven segment latch - decoding - drive CD4511, the benchmark MC1403, and total power LED digital tube anode. 199.9 V is highest range of the simple DC digital voltmeter.This paper is the design of DC digital voltmeter for research content. First digital voltmeter is introduced, then tells the hardware circuit design of digital voltmeter. Including range conversion circuit, data acquisition circuit, frequency-field circuit and the specific design show circuit. According to the design requirements ,choosing high precision MC14433 A/D converter for data transfer, at the request of MC14433 on to the analog input signal, range conversion and regulate it. Through the A/D converter complete data conversion and transmission, it is the core of the system’s content. It expounds the principle of MC14433 ,and specificly design the A/D circuit, reference voltage circuit, drive circuit, A decoding selected switch circuit. Finally, debug the system according to the design of the hardware and software .Keywords:MC14433, A/D converter, CD4511, decode drives, MC1413目录1.绪论 (1)1.1．数字仪表的发展趋势 (1)1.2.数字电压表的特点 (3)1.3.数字电压表的结构 (4)2.设计方案 (5)2.1.设计内容及要求 (5)2.2.数字电压表的两种设计方案 (5)3.设计思路 (5)4.设计实践 (11)4.1.绘制原理图 (11)4.2.绘制PCB图 (11)4.3.焊接与调试 (12)5.总结 (13)6.收获、体会 (14)参考文献 (15)致谢 (15)附录1 (16)附录2 (17)附录3 (17)附录4 (18)1.绪论1.1．数字仪表的发展趋势仪器仪表是用以检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备。
简易数字电压表设计与制作
江阴职业技术学院项目设计报告项目：简易数字电压表设计与制作专业应用电子技术专业学生姓名仲伟鑫班级12应用电子(1)班学号12030108指导教师包军卫、井新宇完成日期2014年5月11日在日常维修、教学和科研中，电压表是不可缺少的。
本课题目的就是以单片机为基础设计出一种结构简单、工作可靠、灵活性好的数字电压表。
本文首先介绍了数字电压表的发展现状及课题的目的和意义。
然后，对基于单片机的数字电压表的硬件系统、软件系统的设计原理及具体实现方案作以详细介绍，其中，在硬件部分，较为详细的讨论了硬件的选择、设计原理、使用方法和功能，同时，对各部分接口电路作以介绍；在软件部分，介绍了软件所使用的编程语言和编程思路。
最后，对电路调试、印刷PCB板的制作及系统的抗干扰设计作了进一步分析和总结。
本文设计的数字电压表，其硬件电路所用元件较少、成本低、调节简单；软件采用C语言编程，其灵活性高，可读性强。
经过理论研究、原理设计和整机调试，实验结果表明，该方案可行。
关键词：单片机；电压表； A/D转换器；串行总线摘要 (1)目录 (2)第一章应用场合 (3)1.1 应用范围 (3)第二章功能描述与性能指标 (5)2.1 功能描述 (5)2.2 性能指标 (5)第三章方案设计与选择 (6)3.1 方案设计 (6)3.2 系统框图 (6)第四章关键器件与系统资源分配结论 (7)4.1关键器件 (7)4.2系统资源分配 (7)第五章硬件设计 (8)5.1 硬件模块设计 (8)5.2 主控模块AT89C52单片机 (8)5.3 转换模块ADC0832 (10)5.4 转换模块与主控模块连接 (11)5.5显示模块 (12)5.6Proteus器件连接 (12)第六章软件设计 (13)6.1 软件模块设计 (13)6.2 主程序设计图 (14)6.3 软件模块设计初始化 (14)6.4 软件模块A/D转换电路 (15)6.4 显示模块流程图设计 (16)第7章系统调试 (17)7.1 调试方法和工具 (17)7.2 软件调试 (17)7.3 硬件调试 (17)第8章课程展望 (18)8.1 课程展望 (18)附录（程序） (19)AD0832程序 (20)第一章应用场合1.1 应用范围本设计的简易数字电压表主要应用于学生实验室、小型仪器测量和小范围电压值的测量。
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
数字电压表的设计方案
数字电压表的设计方案1. 引言数字电压表（Digital Voltmeter，简称DVM）是一种能够直接显示电压值的测量仪器。
它与传统的模拟电压表相比，具有精确度高、稳定性好、便于读取等优势。
本文将介绍一种基于集成电路的数字电压表的设计方案。
2. 设计原理数字电压表的设计基于模数转换技术，通过将输入的模拟电压信号转换为数字形式，并经过一系列处理后显示在数码管上。
通常的设计流程包括采样、量化、编码和显示四个步骤。
2.1 采样采样是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。
在数字电压表中，采样过程通过使用一个模拟-数字转换器（ADC）来完成。
常见的ADC电路有逐次逼近型和闩锁型等，根据需求选择合适的ADC器件。
2.2 量化量化是将采样得到的模拟信号分为若干个不同电平的过程。
量化过程中，转换器将模拟信号映射到一个有限数量的离散值，通常为二进制数。
量化级别的选择会影响数字电压表的精度和分辨率。
2.3 编码编码是将量化后的模拟信号转换为与数码管对应的数字形式的过程。
常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。
编码器可以是硬件电路，也可以是通过程序实现的软件算法。
2.4 显示显示是将编码后的数字信号以可读的形式呈现出来的过程。
在数字电压表中，常用的显示器件是七段数码管。
数码管的控制可以通过驱动电路来实现，同时需要考虑亮度控制和多位数显示的问题。
3. 系统组成数字电压表的系统组成主要包括模拟前端、模数转换、显示部分等。
3.1 模拟前端模拟前端是将待测电压信号处理成可以输入到模数转换器的范围内。
模拟前端通常包括电阻分压器、跨导放大器、滤波器等模块，其目的是将输入信号的幅度范围缩放到ADC的输入电压范围内。
3.2 模数转换模数转换是将模拟电压信号转换为数字信号的过程。
在数字电压表中，常用的模数转换器有逐次逼近型和闩锁型。
模数转换器的选择要考虑精度、速度、功耗等因素。
3.3 显示部分显示部分是将数字信号以可读的形式显示出来。
简易数字电压表设计报告
摘要--------------------------------------------------------2 1.数字电压表的简介------------------------------------------31.1数字电压表的发展--------------------------------------31.2数字电压表的分类--------------------------------------42.设计的目的------------------------------------------------53.设计的内容及要求------------------------------------------54.数字电压表的基本原理--------------------------------------54.1数字电压表各模块的工作原理----------------------------54.2数字电压表各模块的功能--------------------------------54.3数字电压表的工作过程----------------------------------65.实验器材--------------------------------------------------76.电路设计实施方案------------------------------------------76.1.实验步骤---------------------------------------------76.2各个模块设计------------------------------------------86.2.1 基准电压模块-----------------------------------86.2.2 3 1/2位A/D电路模块---------------------------106.2.3 字形译码驱动电路模块--------------------------126.2.4 显示电路模块----------------------------------136.2.5 字位驱动电路模块------------------------------167.总结-----------------------------------------------------17 参考文件---------------------------------------------------18 附录-------------------------------------------------------19本文介绍了一种简易数字电压表的设计。
数字电压表的设计
数字电压表的设计摘要数字电压表的设计主要由五大部分组成：A/D转换器，MC1413七路达林顿驱动器，CD4511BCD七段锁存-译码-驱动器，基准电源MC1403和共阴极LED发光数码管组成。
其直流电压测量范围应在0—1.999V，0—19.99V，0—199.9V 和0—1999V。
关键词三位半A/D转换器基准电源七段锁存1 引言电综合设计实验正是为了适应这一变化而针对学生开设的一门实验课程。
该课程以特定的设计任务为例,前期进行设计方案的比较与论证,以期提高学生的系统设计能力,建立系统优化概念。
中后期通过多种技术的综合运用及软硬件结合的设计与调试实现任务要求。
同时随着科学技术的发展，新的电子产品几技术的不断更新。
数字化时代的到来，我们每一个家庭都会有许许多多的电器，如何进行简便的维修，如何给电器测体温，这便给生产数字电压表的厂家以极大的商机。
2 设计要求与分析2.1 设计一个三位半数字电压表2.2 直流电压测量范围0—1999V 自动转档2.3 采用DC—9V电源2.4 测量误差≤3% 利用数字显示3 电路设计工作原理数字电压表是将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数字显示的系统。
该电压表可由MC14433—3位半A/D转换器、C1413七路达林顿驱动器数组、D4511BCD七段锁存-译码-驱动器、准电源MC1413和共阴极LED发光数码管组成，电路图如（1）所示。
3位半是指进制数0000～9999，所谓3位是指个位、十位、百位，其数字范围均为0~9。
而半位是指千位，它不能由0变化到9，而只能由0变1，即二值状态，故称为半位。
3.1 电路各部分功能MC14433——3位半A/D转换器：将输入的模拟信号转换成数字信号。
MC1403基准电源：提供精密电压，供A/D转换器作参考电压。
CD45511译码——驱动器：将二——十进制BCD转换成七段信号，驱动显示器的a,b,c,d,e,f,g七个发光段，推动发光管进行显示。
《数字电压表的设计》课件
技术创新
介绍一些新兴的电压测量 方法，包括数字信号处深入剖析数字电压表的工作原理，从精确测量电压的角度解释数字电路的设计和实现。讲解信号采集、 放大、转换和显示等关键步骤。
数字电压表的主要部件和结构
数字显示屏
介绍数字电压表常用的数字显 示屏类型和原理。
模数转换器
3
示波器实现案例
展示示波器电路的实际应用案例。
模数转换器的原理和实现
模数转换器类型
讨论不同类型的模数转换器， 包括逐次逼近型和积分型转 换器。
模数转换器设计
探讨模数转换器的设计和参 数选择的重要性。
模数转换器实现技术
介绍模数转换器的实现技术 和性能优化方法。
数字电路设计与实现技术
1 数字电路基础
数字电压表的设计
数字电压表是一种用于测量电压的现代化仪器，广泛应用于电子领域和实验 室。本课件将介绍数字电压表的概念和应用范围。
常用电压测量方法和数码电压表的优势
传统测量方法
介绍传统电压测量方法， 比如示波器和模拟电压表。
数码电压表的优势
探讨数码电压表相比传统 仪器的优势，如精确度、 易读性和功能丰富。
解释模数转换器的作用和不同 类型的实现方法。
电压测量电路
讨论电压测量电路的设计和注 意事项。
电流-电压转换电路的设计和实现
详细讲解电流-电压转换电路的原理和设计技巧，包括电阻测量和放大器的使用。
示波器电路设计与实现
1
示波器基本原理
介绍示波器的基本原理和常见功能。
2
示波器电路设计
讲解示波器电路的设计和关键参数的选择。
2 逻辑门电路设计
概述数字电路设计的基本原理和常见元件。
讨论逻辑门电路的设计和布线技巧。
数字式电压表设计
哈尔滨工业大学毕业设计（论文）摘要电压表已有100多年的发展历史,虽然不断改进与完善,仍无法满足现代电子测量的需要.数字电压表自1952年问世以来,显示出强大的生命力,现已成为在电子测量领域中应用最广泛的一种仪器.数字电压表可以显示清晰,直观,读数准确,准确度高,分辨力高,测量范围广,扩展能力强.测量速度快,输入阻抗高,集成度高,微功耗和抗干扰能力强等有点独占电压表产品的鳌头.自动档位转换型电压表是一种较新的产品,它是将输入的电压信号进行比较,分析及确定信号所要走的档位,从而实现智能化,来简化操作.本设计是针对档位自动转换直流数字电压表的原理,参数进行分析,设计.并对此设计加以计算,分析,准确度较高.关键词比较A/D转换隔离基准电压I哈尔滨工业大学毕业设计（论文）AbstractThe voltmeter has already had developing history of more than 100 years. Though update and perfect,still unable to meet the demands of modern electronic measurement. Since coming out in 1952,it demonstrates strong vitalty become already now digital voltmeters.Digital voltmeter by their show it is clear, Directly perceived through the senses,Readings accurate,Degrees of accuracy high,Resolving powershigh.Measured ranges wide,Expand strong ability measuring speed finish inputting impedance high,integrated level high,little consumptions whether strong sbility anti-interference merit monopolize voltmeter the fin hairs of product,fast.Volmeter still a door of new developing products automatic shelf type who changes locations,it that voltage signal that input go on and compare,analyze.thus it is intelligent to realize,to simplify operating.It is to analyze,designs to the shelf location automatic principle,parameter of changing the digital voltmeter of direct current to originally design.And calculate,an anyalysis to this design,the degree of accyracy is relatively high.Key word comparison A/D conversions separationreference voltageII哈尔滨工业大学毕业设计（论文）目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 数字电压表的主要特点 (1)1.3 数字电压表发展的新趋向 (3)第2章自动换档直流数字电压表的基本结构 (4)2.1数字部分 (4)2.1.1 数字电压表的数字部分组成框图及结构 (4)2.1.2 数字电压表数字部分的各部分介绍 (5)2.2模拟部分 (7)2.2.1 数字电压表的模拟部分组成框图及结构 (7)2.2.2 数字电压表模拟部分的各部分介绍 (7)2.3自动换档直流数字电压表的总体结构 (11)第3章自动换档直流数字电压的电路原理 (12)3.1 自动换档直流数字电压表的数字部分 (12)3.1.1 数字部分电路的分析 (12)3.1.2 数字部分电路的参数 (14)3.2 自动换档直流数字电压表的自动控制电路 (14)3.3 自动换档直流数字电压表的分压电路 (15)3.4 自动换档直流数字电压表的整机原理 (16)第4章自动换档直流数字电压表的整机调试 (17)结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附录1 自动转换量程数字电压表整机电路图 (21)III哈尔滨工业大学毕业设计（论文）附录2 实物图 (22)附录3 元件清单 (23)IV哈尔滨工业大学毕业设计（论文）第1章绪论1.1 课题背景随着人类生活中科技含量的增长，电子类产品已成为现代人类物质生活中不可缺少的一部分。
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七、 撰写课程设计报告及其内容 1． 应用系统设计方案 2． 系统测试结果 3． 课程设计中遇到的问题及解决办法 4． 写出体会与建议
八、课程设计试验环境： 1. 微 机 一 台 （ Pentium 微机接口技术实验箱 ISA – PCI 转 接 卡 连接电缆 万用表 微机接口技术实验讲义 导线、剥线钳等 2.软件环境： Windows XP 平 Visual C++ 6.0 编译器
五、数字电压表系统
并行控制 接口 （8255）
模数转换模块 （AD0809）
可调电压 源
பைடு நூலகம்
微机控 制台
显示模块
数字电压表系统设计框图
系统的工作原理流程和程序设计的思想 是，首先微机控制台对外围的输入输出设备进 行初始化过程，在本系统的设计工程中，要根 据设计者预先设计的电路对并行控制接口和显 示模块进行初始化。其次是对数模转换模块的 控制，要满足A/D转换的时序进行有效的控制 和转换，可调电压源提供前端模拟电压，信号 源也可以自己设计，采用适当的分压电路，可 以进行范围更大的直流电压的测量。微机控制 台通过并行接口控制转换和数据的传输，并将 数据送到显示模块上进行显示。显示模块可选 用LCD/LED，学有余力的同学可以进行LED上 的显示。
六、课程设计操作步骤 1．提交设计方案 包括：控制功能实现方案，硬件设计方 案及硬件连线图，硬件支持环境和软件 支持的环境要求 2．方案审核 系统设计方案经过指导老师审核后，方可 以实施操作。
3．硬件系统实现 按照硬件设计方案及硬件连线图连线，经过 指导老师认可后，加、电并观察是否正确。 如果发现异常，立刻关掉电源，查明原因， 解决问题后，再加电观察。 4．按照功能要求编程，运行，调试 5．验收 （1）可以进行有效的时间显示 （2）可以进行时钟的调整
四、系统功能要求与设计要求
1.系统显示界面设计： a) 在LCD上进行实时显示。 b) 在LED上进行实时刷新显示。 2.监控程序设计要求： a) 监控程序用查询方式获取转换数据。 b) 监控程序用中断方式获取转换数据。
3.硬件设计要求： 充分利用现有实验系统资源设计一 个性能数字电压表系统。利用带锁存的 I/O接口电路(如 8255,74LS273，)输出控 制 AD 转换时序。 AD 转换的电压源由可 调 电 压 源 提 供 。 将 AD 转 换 的 数 据 在 LCD/LED上显示。
4） 一个 一块 一条 一块 一本
台
微机原理及应用课程设计
数字电压表设计与实现
2007年12月
一、课程设计题目： 数字电压表设计与实现 二、课程设计目的 1.了解以微机为核心的输入输出设计。 2.了解数字电压表工作原理 3.提高应用系统的设计与调试的综合能力、 数字时钟的设计与实现
三、课程设计的内容 设计并实现数字电压表，可以实时进行电 压的测试和显示。系统从可调电压源采集模拟 电压的数值，经采集的模拟电压通过AD转换 模块进行数据的转换，用并行控制接口控制 AD的转换，在AD完成模拟电压到数据电压的 转换后，微机控制台将AD转换的数据经过并 行控制模块读入到计算机，计算机完成相应的 处理后，将处理的数据送到显示模块上进行实 时显示。