简易数字直流电压表--单片机课程设计报告

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。

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，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。

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、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。

与此同时，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。

本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。

2 、系统原理及基本框图如图2.1所示，模拟电压经过档位Array切换到不同的分压电路衰减后，经隔离干扰送到A/D转换器进行A/D转换，然后送到单片机中进行数据处理。

处理后的数据送到LED中显示。

图2.1系统基本方框图3、硬件设计3.1 、电源电路图 3.1 电源电路原理图3.2 、A/D 转换电路A/D 转换器的转换精度对测量电路极其重要，它的参数关系到测量电路性能。

本设计采用A/D 转换器，它的性能比较稳定，转换精度高，具有很高的抗干扰能力，电路结构简单，其缺点是工作速度较低。

在对转换精度要求较高，而对转换速度要求不高的场合如电压测量有广泛的应用。

图3.2.1 A/D 转换器图3.2.2双积A/D 转换器的波形图如图所示：对输入模拟电压和基准电压进行两次积分，先对输入模拟电压进行积分，将其变换成与输入模拟电压成正比的时间间隔 T1，再利用计数器测出此时间间隔，则计数器所计的数字量就正比于输入的模拟电压；接着对基准电压进行同样的处理。

在常用的A/D转换芯片（如ADC -0809、ICL7135、ICL7109 等）中，ICL7135与其余几种有所不同，它是一种四位半的A/D转换器，具有精度高（精度相当于14位二进制数）、价格低廉、抗干扰能力强等优点。

数字电压表单片机课程设计报告班级：姓名：学号：指导教师：2011 年3 月29 日数字电压表电路设计报告一、题目及设计要求采用51系列单片机和ADC 设计一个数字电压表，输入为0～5V 线性模拟信号，输出通过LED 显示，要求显示两位小数。

二、主要技术指标1、数字芯片A/D 转换技术2、单片机控制的数码管显示技术3、单片机的数据处理技术三、方案论证及选择主要设计方框图如下：1、主控芯片方案1：选用专用转化芯片INC7107实现电压的测量和实现，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。

缺点是京都比拟低，内部电压转换和控制局部不可控制。

优点是价格低廉。

方案2：选用单片机AT89C51和A/D 转换芯片ADC0809实现电压的转换和控制，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。

缺点是价格稍贵；优点是转换京都高，且转换的过程和控制、显示局部可以控制。

基于课程设计的要求和实验室能提供的芯片，我选用了：方案2。

2、显示局部方案1：选用4个单体的共阴极数码管。

优点是价格比拟廉价；缺点是焊接时比拟麻烦，容易出错。

方案2：选用一个四联的共阴极数码管，外加四个三极管驱动。

这个电路几乎没有缺点；优点是便于控制，价格低廉，焊接简单。

基于课程设计的要求和实验室所能提供的仪器，我选用了：方案2。

四、电路设计原理模拟电压经过档位切换到不同的分压电路筛减后，经隔离干扰送到A/D转换器进展A/D转换。

然后送到单片机中进展数据处理。

处理后的数据送到LED 中显示。

同时通过串行通讯与上位通信。

硬件电路及软件程序。

而硬件电路又大体可分为A/D转换电路、LED显示电路，各局部电路的设计及原理将会在硬件电路设计局部详细介绍；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。

课程设计报告题目：简易数字电压表课程名称：单片机与接口技术课程设计院系：电子工程学院专业、班级：学生姓名：学生学号：指导老师：目录一、设计目的及设计要求二、总体设计思路三、系统硬件设计四、软件流程图及必要说明五、总结一、设计目的及设计要求1.设计目的：（1）.熟悉单片机系统综合设计方法。

（2）.掌握数码管的动态显示原理。

（3）.掌握ADC0809的工作原理。

2.设计要求：数字电压表的基本原理，是对直流电压进行模数转换，其结果用数字直接显示出来，按其基本工作原理可分为积分式和比较式。

基本要求：简易数字电压表可以测量0-5V的单通道输入电压值，测量值能通过数码管以十进制显示电压值，测量误差约为±0.1V。

二、总体设计思路在598k3综合实验/仿真系统中，用双头线将可调电压区的VOUT接至ADC0809 模数转换区的IN0，此IN0端口作为待测输入电压端口，由ADDA、ADDB、ADDC都为低电平时决定，因此ADC0809 模数转换区的ADDA、ADDB、ADDC接至GND,可调电压区的VIN 接至电源+5V，ADC0809 模数转换区的CS4 接至系统接口区的8000H 端口，ADC0809模数转换区的WR接至系统接口区的/IOWR端口，ADC0809 模数转换去的 RD 接至系统接口区的/IORD， CLK接至单脉冲与时钟区的500K，用8 芯线将数据总线JX0 接至A DC0809模数转换区的JX6，即将ADC0809的输出端接入实验箱系统中8255的输入端。

然后在AT89S51主控芯片的控制下，将8255的PA输出端口作为数码管的位选控制端，PB 输出端口作为数码管的字形控制端。

三、 系统硬件设计1．系统原理框图系统原理框图2.AT89S52引脚说明AD0809 D0~D7 IN0~IN7VREF+ VREF- CLK OEST 、ALEAT89S528255 D0~D7PA0~PA 7PB0~PB7数码管控制线控制线位选段选XTAL2:系统时钟的反相放大器输出端,一般在设计上只要在XTAL1和XTA L2上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了,此外可以在两引脚与地之间加入一20PF的小电容,可以使系统更稳定,避免噪声干扰而死机。

电气工程学院《单片机原理及其应用》课程设计设计报告题目：数字电压表设计时间：班级：姓名：评定成绩：评定教师：一、任务分析和功能分解本题要求实现具有电压检测、显示、以及报警功能的数字电压表应用系统，功能及指标如下：（1）满足通用要求；（2）电压采集及显示精度至少到2位小数；其中，通用要求为1、人机接口：可选择开关、按键、发光管、LED数码管、点阵字符LCD、图形字符LCD等；2、模拟器件：可选择A/D、D/A、运放、模拟开关等，其中A/D、D/A要求是串行接口类；3、传感器：要求是模拟量输出。

经分析，该设计可分为以下部分：一、A/D采样，并满足精确度要求二、单片机与A/D采样芯片通信三、将采集到的信息经处理后进行显示四、报警系统为完成该任务，需要选择A/D芯片，选择显示模块，选择报警系统。

本设计产品的适用人群是学生，供学生进行课外训练、实验，所以，本产品要留出足够的资源便于今后功能扩展。

用户可自行对产品部分功能更改、调试，选材方面要选用较为通用、易于操作的器件。

一、整体方案论证方案一：以8086作为主控芯片，自行搭建外围电路，接定时器8253、并行口8255，中断控制器8259。

8086市场价8元，8255市场价4.6元，8253市场价3.80元，8259市场价5元。

而除去外围电路。

51最小系统板大概8元，且性能更为稳定齐全，所以，相比之下，本方案经济性较差。

方案二：以51单片机作为主控芯片。

AT89C51有8位CPU，128BRAM，4KB程序存储器，4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口和P3口），一个全双工的异步串行口，两个可编程的16位定时器/计数器，一个看门狗定时器。

中断系统具有5个中断源、5个中断向量，低功耗节电模式有空闲模式和掉电模式，且具有掉电模式下的中断恢复模式。

这些硬件资源，足够做一个电压表，并可以方便的扩展外部功能，供用户自由发挥。

此外，我们现已有功能较为齐全的51开发板，无需搭建复杂的外围电路，取材十分方便。

目录摘要及关键词 (2)一、实现方案 (3)1.硬件选择方案 (4)2.程序设计 (12)二、系统的测试与结果 (17)三、调试过程及问题解决方法 (18)四、课题设计的收获及心得 (18)参考文献 (18)摘要：本课题实验主要采用MCU-8088/8086H芯片、8255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的模拟直流电压进展测量，并通过一个4位一体的7段LED数码管进展显示，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。

数据处理那么由芯片MCU-8088/8086H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展显示；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。

关键词：简易数字电压表、ADC0809、MCU-8088/8086H。

.实现方案：本实验采用MCU-8088/8086H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，原理电路如图1-1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MCU-8088/8086H芯片的AD0～AD7。

MCU-8088/8086H负责把接收到的数字量经过数据处理送给8255的PA口在送给数码管的KD0～KD7，产生正确的7段数码管的显示段码。

同时8255的PB0～PB3还通过控制数码管的KL1～KL4产生位选信号，控制数码管的亮灭。

另外，还控制着ADC0809的工作。

图1-1 电路原理图图1-2 系统框图硬件选择方案：一．实验所需元器件：1. MCU-8088/8086H芯片1块2. ADC0809芯片1块3. 8255芯片1块4. 4位一体数码1个15.导线假设干课程设计---简易数字电压表〔二〕二．主要元器件的介绍课程设计---简易数字电压表〔三〕2)ADC0809芯片介绍1.模数转换芯片ADC0809：ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，其实物如图1-3所示。

哈尔滨理工大学课程设计报告书课程名称单片机课程设计题目数字电压表院（系）自动化学院班级电技12-3学号1212020301学生姓名蔡成灼指导教师王宏民辅导教师王宏民2014 年12 月25 日课程设计(论文)任务书自动化学院电子信息科学与技术专业12-3班一、课程设计(论文)题目：数字电压表二、课程设计(论文)工作自20 14 年 12 月 26 日起至 20 14 年 12 月 27 日止三、课程设计(论文) 地点: B302四、课程设计(论文)内容要求：1. 本课程设计的目的（1）进一步巩固和加深对“单片机原理及应用”课程基本知识的理解和掌握，了解51系列单片机在项目开发中的应用。

（2）学习单片机硬件和软件设计开发的一般方法，了解和掌握项目开发过程及方式，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是项目设计能力。

（3）通过对标准化、规范化文档的掌握并查阅有关技术资料等，培养项目设计开发能力，同时提倡团队合作精神。

2. 课程设计的任务及要求1) 基本要求：（1）对系统功能进行需求分析；（2）提出系统的设计方案；（3）完成硬件设计和编写源程序代码并进行必要的调试。

2) 创新要求ADC0832是双通道，由程序可以任意的选取通道进行显示。

3) 课程设计报告撰写及装订要求课程设计报告的撰写要求表述简明，图表准确。

报告按如下内容和顺序用A4纸进行打印并装订成册。

（1）封面采用统一的课程设计封面，并按要求填写好封面要求的个人信息和选题。

（2）设计任务书（3）评阅书（4）目录（5）正文（6）主要参考文献4) 课程设计完成标准要求：每人按指定题目进行设计，严禁抄袭，要求每人自己动手编写程序，采取同一组同时检查程序及运行结果，检查时同组成员每人陈述自己的分工，同一选题不同组如发现代码完全一样，则双方都作不及格处理。

（1）达到课程设计的目的与要求，程序的可读性较好，并调试正确；（2）能正确回答设计的中老师所提问题；（3）课程设计报告书写规范整齐；（4）心得体会认真总结；（5）程序有创新性；成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。

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。

单片机课程设课题名称：数字电压表课程原理：1、模数转换原理：试验中，我们选用ADC0809作为模数转换的芯片，其为逐次逼近式AD转换式芯片，其工作时需要一个稳定的时钟输入，根据查找资料，得到ADC0809的时钟频率在10KHZ~1200KHZ,我们选择典型值640KHZ。

课题要求测量电压范围是0到5V，又ADC0809的要求：V ref+<=Vcc,V ref->=GND，故我们取V ref+=+5V，V ref-=0V。

由于ADC0809有8个输入通道可供选择，我们选择IN0通道，直接使ADC0809的A、B、C接地便可以了，在当ADC0809启动时ALE引脚电平正跳变时变可以锁存A、B、C 上的地址信息。

ADC0809可以将从IN0得到的模拟数据转换为相应的二进制数，由于ADC0809输出为8位的二进制数，转换时将0到5V分为255等分，所以我们可以得到转换公式为x/255*5化简为：x/51,x为得到的模拟数据量，也就是直接得到的电压量。

在AD转换完成后，ADC0809将在EOC引脚上产生一个8倍于自身时钟周期的正脉冲，以此来作为转换结束的标志。

然后当OE引脚上产生高电平时，ADC0809将允许转换完的二进制数据输出。

2、数据处理原理：由ADC0809的转换原理可以知道我们从其得到数据还只是二进制数据，我们还需要进一步处理来的到x的十进制数，并且对其进行精度处理，也就是课题要求的的精确到小数点后两位，在这里我们用51单片机对数据进行处理。

我们处理数据的思路是：首先将得到的二进制数直接除以十进制数51，然后取整为x的整数部分，然后就是将得到的余数乘以10，然后再除以51，再取整为x的十分位，最后将得到的余数除以5得到x的百分位。

3、数据显示原理：试验中我们用到四位一体的七段数码管，所以我们只能考扫描显示来完成数码管对x的显示，我们用的是四位数码显示管，但是x只是三位的，故我们将将第四位显示为单位U，通过程序的延时，实现四位数码管的稳定显示。

河南理工大学单片机课程设计报告题目：简易数字电压表姓名：学号：专业班级：指导老师：所在学院：2008年6月10日摘要本设计是简易数字电压表，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。

本设计在参阅了大量前人设计的数字电压表的基础上介绍一种基于89S52单片机的一种电压测量电路,该电路采用ICL7 135高精度、双积分A/D转换电路，测量范围直流0-±5伏，使用LCD液晶模块显示，可以与PC机进行串行通信。

正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了双积分电路的原理，89S52的特点，ICL7135的功能和应用，LCD1601的功能和应用。

该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。

本文首先简要介绍了设计电压表的主要方式以及单片机系统的优势；然后详细介绍了直流数字电压表的设计流程，以及硬件系统和软件系统的设计，并给出了硬件电路的设计细节，包括各部分电路的走向、芯片的选择以及方案的可行性分析等。

通过这一个星期的努力，另外通过同学的帮助，我做成了这个简易数字电压表，将程序键入可以显示0-±5的不同电压值。

通过此次课程设计使我对我们所学的知识有了更深的认识和体会，对自我动手的能力也提高了很多。

本论文重点介绍单片机的数字电压表的工作原理。

目录1 概述 (3)1.1课程设计的目的和意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1.2课程设计的任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32 系统总体方案及硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.1课程设计系统环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.2设计原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.3设计方框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.4硬件电路的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.5电压显示电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73 软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 3.1主程序设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83.2通讯模块设计设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．94 Proteus软件仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 4.1系统初始状态．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．114.2系统随机状态．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 5课程设计体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14附1：源程序代码．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16附2：系统原理图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．201 概述1.1课程设计的目的和意义：本次课程设计，让我学习和巩固了使用单片机的定时中断、基本的常用的寄存器的使用方法，还有就是学习常用的外围硬件使用、电路原理图设计、PCB设计等等。

基于MCS-51单片机的简易数字直流电压表设计设计一个简易数字直流电压表。

（量程0V-2V、测量速度为大于等于2 次/秒、测量误差在±0.05V以内，有超限报警、数码管显示。

）1：系统设计（1）分析任务要求，写出系统整体设计思路从试题的要求分析，主要包括的内容为ADC 转换电路的控制、采用定时器定时读取ADC 转换器的数据、将ADC 转换器的数据计算为对应的电压值，最后在数码管上显示出来。

整体设计思路：硬件采用单片机的P0 输出数码管的7 段码，P2 口输出数码管的位控信号。

用P1 的三个I/O 管脚连接ADC 转换器的接口，通过查询定时器T0 中断标志是否有效来启动ADC 转换器的工作，并读取ADC 转换器的转换结果。

然后，根据ADC 转换器的参考电压将ADC 转换器的转换结果计算为对应的电压值，并在数码管上显示出来。

（2）选择单片机型号和所需外围器件型号，设计单片机硬件电路原理图采用MCS51 系列单片机At89S51 作为主控制器，外围电路器件包括数码管驱动、AD 转换器TLC549、基准电压TL431 等。

数码管驱动采用2 个四联共阴极数码管显示，由于单片机驱动能力有限，采用74HC244 作为数码管的驱动。

在74HC244 的7 段码输出线上串联100 欧姆电阻起限流作用。

AD 转换器的参考电压由精密基准电源TL431 提供，标准参考电压Vref+为2.5 伏, Vref-为0 伏。

由于0V-2V 内的测量误差控制在±0.05V 内，因此8 位A/D 转换器即可满足要求。

AD 转换器TLC549是以8 位开关电容逐次逼近A/D 转换器为基础而构造的CMOS A/D 转换器。

它们设计成能通过3态数据输出和模拟输入与微处理器或外围设备串行接口。

TLC549 仅用输入/输出时钟（I/O CLOCK）和芯片选择（CS）输入作数据控制。

TLC549 的IO CLOCK 输入频率最高可达1.1MHz。

单片机直流数字电压表目录第一部分课程设计任务书 (2)一、课程设计题目 (2)二、课程设计时间 (2)三、课程设计提交方式 (2)四、设计要求 (2)第二部分课程设计报告 (2)一、单片机发展简史 (2)二、MCS-51单片机系统简介 (2)三、设计思路 (3)四、硬件设计电路 (4)五、软件设计流程 (5)六、程序源代码 (7)七、结束语 (7)八、参考文献 (10)第一部分课程设计任务书一、课程设计题目MCS-51单片机直流数字电压表二、课程设计时间一周三、课程设计提交方式提交打印课程设计报告以及发送电子版四、设计要求本实验要求用A T89S51单片机和ADC0808组成一个数字电压表，要求能够测量0～10V 的直流电压值，让数码管显示器上的数字自动切换量程。

第二部分课程设计报告一、单片机发展概况单片机是在一片半导体硅片集成中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的微型计算机。

主要应用于测控领域。

单片机使用时，通常是处于测控系统的核心地位并嵌入其中，所以国际上通常把单片机称为嵌入式控制器（EMCU，Embedded MicroController Unit），或微控制器（MCU，MicroController Unit）。

我国习惯于使用“单片机”这一名称。

单片机是计算机技术发展史上的一个重要里程碑，标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。

其发展大致分为4个阶段。

第一阶段（1974年～1976年）：单片机初级阶段。

因工艺限制，单片机采用双片的形式而且功能比较简单。

1974年12月，仙童公司推出了8位的F8单片机，实际上只包括了8位CPU、64B RAM和2个并行口。

第二阶段（1976年～1978年）：低性能单片机阶段。

1976年Intel的MCS-48单片机（8位）极大地促进了单片机的变革和发展，1977年GI公司推出了PIC1650，但这个阶段仍处于低性能阶段。

课程设计说明书简易数字电压表的设计院（系）专业机械电子工程班级二班学生姓名指导老师2015 年 3月 13 日课程设计任务书兹发给机械电子工程（2）班学生课程设计任务书，内容如下：1．设计题目：简易数字电压表的设计2．应完成的项目：（1）可测0~5V的8路电压输入值；（2）在LED数码管上轮流显示；（3）单路选择显示；（4）利用功能键可以实现滚动显示，显示启动/停止等；3．参考资料以及说明：[1]刘瑞新.单片机原理及应用教程[M].北京：机械工业出版社, 2003.7[2]张俊,钟知原,王日根.简易数字电压表的设计[J].科协论坛：下半月,2012（8）34-35[3]赵静,刘少聪,丁浩.王莉莎.基于单片机的数字电压表的设计[J].数字技术与应用,2011(6):121-125[4]魏立峰.单片机原理及应用技术[M].北京大学出版社，2005年[5]谭浩强.C语言程序设计（第二版）[M].北京：清华大学出版社,2005.124．本设计任务书于2015年3月2日发出，应于2015年3月13日前完成，然后进行答辩。

专业教研室、研究所负责人审核年月日指导教师签发年月日课程设计评语：课程设计总评成绩：课程设计答辩负责人签字：年月日摘要在电量的测量中，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。

而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。

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。

采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。

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、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。

本实验设计主要讲述了数字电压表的设计过程，主要包括硬件设计和程序设计，硬件主要包括以STC89C51单片机为主要控制电路、数据采样电路、显示电路等，是基于51单片机开发平台实现的一种数字电压表系统。

课程设计报告课程名称：单片机原理及应用设计题目：简易数字电压表设计系别：专业：班级：学生姓名：学号：起止日期：指导教师：教研室主任：摘要本文介绍了一种基于单片机STC89C52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ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量然后传送到数据处理模块。

数据处理则由芯片AT89C52来完成，其负责把ADC0808传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码并通过8255芯片送到数码管进行显示；此外,它还控制着ADC0809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4路模拟直流输入电压值，并通过共阳极7段数码管显示出来。

关键词：STC89C52；ADC0809；8255；电压表；单片机目录设计要求 (1)1、前言 (1)2、方案选择与论证 (2)2.1方案一 (2)2.2方案二 (3)2.3方案对比与选择 (4)3 单元电路设计 (5)3.1单片机系统 (5)3.2时钟电路 (6)3.3电源电路 (6)3.4复位电路 (7)3.5 A/D 转换电路 (7)3.6 显示电路设计 (8)3.7 总体电路设计 (10)4、程序设计与调试 (11)4.1 程序设计总方案 (11)4.2 程序调试 (11)5、结果显示及误差分析 (12)5.1 结果显示 (12)5.2 误差分析 (14)6、设计总结 (15)7、主要芯片资料 (16)7.1 STC89C52 (16)7.2 ADC0809 (17)7.3 8255A (18)8、参考文献 (19)9、致谢 (20)10、附录 (21)简易数字电压表设计设计要求设计要求：1）能用数码管显示电压值2）可以测量0~5V范围内的4路输入电压值3）其测量最小分辨率为0.02V4）在4位LED数码管上轮流显示或者单路显示1、前言随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成运算部件、控制部件、数据存储器、程序存储器、定时器/计数器中断系统，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。

直流电压表(总7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--简易直流电压表——单片机课程设计摘要本报告介绍了以8051单片机为核心，以ADC0809模数转换芯片采样，以数码管显示的具有一定精度测量功能的直流数字电压表。

制作过程中的关键问题在于单片机程序对量化值的处理即如何将量化值转换为数码值并显示。

对于此问题，本实验采用汇编语言编辑程序，运用除法取余计算解决量化值的处理。

一、设计任务和要求1、设计任务设计制作一个简易直流电压表，该直流电压表能测量直流电压。

2、设计要求①能测量电压0—5V ，0—50V 两档，输入阻抗>200K 。

②数码管显示共3位，其中1位小数（—或000—999V ）。

③要有输入信号超范围的保护电路。

3、方案论证AD 转换方案：采用ADC0809模数转换芯片。

该芯片为8位二进制转换芯片，把基准电压量化成256等份，然后通过逐次逼近法，对外部的模拟信号进行取样比较，确定其所在的等级，即所对应的8位二进制数的大小，由此可知，8位转换芯片的精确度为基准电压除以256。

基准电压值越低，精度越高，但代价是量程越小。

二、实际制作和调试1、测试仪器和方法测试仪器：直流稳压电源、数字万用表。

50.02256VV ≈500.2256VV ≈测试方法：因为直流稳压电源的显示输入电压值不够准确，所以以万用表测得的输入电压为准。

将数码管显示的直流电压表测量值和输入电压做比较，确定直流电压表的测量误差。

2、软件调试1）程序设计思想; ①主程序:系统上电，开中断，AD 模块将模拟量转换成数字量送到51单片机中处理成十进制的数，再调用显示模块进行显示。

②A/D 转换模块：A/D 转换子程序用来控制对模拟输入电压的A/D 转换，转换值存入9000H 单元，并对其进行处理，将其对应的数值存入30H-32H 内存单元。

ADC0809的_AD CS 接地址译码CS1。