51单片机电压电流采样电路设计

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。

设计要求和条件要求：利用开发板和ADC0809构成一数字电压表，实现对外部多路电压信号的巡回测量和显示，电压范围为0~5V。

条件：开发板、AT89C52、ADC0809设计方案论证（包括设计思路、设计方法、有关计算、图表、程序等。

）主要设计方框图如下：数码管显示单片机处理模数转换电压采集1、主控芯片四、电路设计思路模拟电压经过档位切换后形成七段码，经隔离干扰送到A/D转换器进行A/D 转换，转换成BCD码。

然后送到单片机中进行数据处理。

处理后的数据送到74ls47形成数码管的段选和74ls138形成数码管的位选。

而硬件电路又大体可分为A/D转换电路、LED显示电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍；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。

我利用数码管与三极管串联作为驱动电路。

本实验采用AT89C52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。

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AT89C52芯片的P1口。

AT89C52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P0口传送给数码管。

同时它还通过其三位I/O口P0.4、P0.5、P0.6产生位选信号，控制数码管的亮灭。

另外，AT89C52还控制着ADC0809的工作。

其P3.3管脚为ADC0809提供了1MHz工作的时钟脉冲；P3.5控制ADC0809的地址锁存端(ALE)；P3.6控制ADC0809的启动端(START)；P3.4控制ADC0809的输出允许端(OE)；P3.7控制ADC0809的转换结束信号(EOC)。

基于51单片机的简易数字电压表的设计单片机————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2个人收集整理勿做商业用途甘肃畜牧工程职业技术学院毕业设计题目：基于51单片机的简易数字电压表的设计系部：电子信息工程系专业:信息工程技术班级:学生姓名:学号:指导老师：日期：目录毕业设计任务书 (1)开题报告 (3)摘要 (6)关键词 (7)引言 (7)第一章A/D转换器 (9)1．1A/D转换原理 (9)1．2 ADC性能参数 (11)1．2．1 转换精度 (11)1．2．2。

转换时间......................................... 错误!未定义书签。

1．3 常用ADC芯片概述 (13)第二章8OC51单片机引脚 (14)第三章ADC0809 (16)3。

1 ADC0809引脚功能 (16)3。

2 ADC0809内部结构 (18)3.3ADC0809与80C51的接口 (19)3.4 ADC0809的应用指导 (20)3.4。

1 ADC0809应用说明 (20)3.4.2 ADC0809转换结束的判断方法 (20)3。

4.3 ADC0809编程方法 (21)第四章硬件设计分析 (22)4。

1电源设计 (22)4.2 关于74LS02，74LS04 (22)4。

3 74LS373概述 (23)4。

3。

1 引脚图 (23)4。

3。

2工作原理 (23)4.4简易数字电压表的硬件设计 (24)结论 (25)参考文献 (25)附录.......................................................................................... 错误!未定义书签。

致谢 (29)毕业设计任务书学生姓名专业班级信息工程技术08。

2指导教师论文题目基于51单片机的简易数字电压表的设计研究的目标、内容及方法目标：基于MCS—51单片机，对设计硬件电路和软件程序应用的设计，使用发光二极管来显示所要测试模拟电压的数字电压值。

基于单片机的电流电压测量系统设计目录1 前言 (2)1.1 电子测量概述 (2)1.2 数字电压表的特点 (2)1.3 单片机的概述 (3)2 系统方案的选择与论证 (4)2.1 功能要求 (4)2.2 系统的总体方案规划 (4)2.3 各模块方案选择与论证 (5)2.3.1 控制模块 (5)2.3.2 量程自动转换模块 (5)2.3.3 A/D转换模块 (5)2.3.4 显示模块 (6)2.3.5 通信模块 (6)3 系统的硬件电路设计与实现 (7)3.1 系统的硬件组成部分 (7)3.2 主要单元电路设计 (7)3.2.1 中央控制模块 (7)3.2.2 量程自动转换模块 (8)3.2.3 A/D模数转换模块 (13)3.2.4 显示模块 (14)3.2.5 通信模块 (15)3.2.6 电源部分 (16)4 系统的软件设计 (16)4.1 软件的总体设计原理 (16)4.1.1 A/D转换程序设计 (17)4.1.2 数字滤波程序设计 (18)4.1.3 量程自动转换的程序设计 (20)5 系统调试及性能分析 (22)5.1 调试与测试 (22)5.2 性能分析 (22)6 结束语 (23)6.1 设计总结 (23)6.2 设计的心得 (23)7 致谢词 (24)附录 (25)附录1 参考文献 (25)附录2 系统总电路图 (26)附录3 源程序 (27)1 前言1.1 电子测量概述从广义上讲，但凡利用电子技术来进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上来说，电子测量是在电子学中测量有关电量的量值。

与其他一些测量相比，电子测量具有以下几个明显的特点：①测量频率范围极宽，这就使它的应用范围很广；②量程很广；③测量准确度高；④测量速度快；⑤易于实现遥测和长期不间断的测量，显示方式又可以做到清晰，直观；⑥易于利用电脑，形成电子测量与计算技术的紧密结合。

随着科学技术和生产的发展，测量任务越来越复杂，工作量加大，测量速度测量准确度要求越来越高，这些都对测量仪器和测试系统提出了更高的要求。

课程名称：微机原理课程设计题目：数字电压表ﻬ摘要单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

单片机由运算器,控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机(最小系统）,和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。

概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

它最早是被用在工业控制领域。

其中我们用于学习用的最多的是SＴＣ89C5２单片机，ＳTC89C52是ＳTＣ公司生产的一种低功耗、高性能ＣMOS8位微控制器,具有８K在系统可编程Flash存储器。

STC８9Ｃ52使用经典的MＣS-51内核,但也做了很多改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。

STC89C52具有8k字节Ｆlash，５12字节RAM,3２位I／O口线,看门狗定时器,内置4KB EE ＰROM，ＭAX810复位电路，３个１6位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构,全双工串行口。

本设计就是以单片机SＴC89C52为核心，附以外围电路,实现数字电压表的功能，并运用软件Proteｕs进行仿真来得到实验结果。

关键词：STC89Ｃ５2单片机、仿真、中断、数字电压表、数码管显示ﻬ目录一、任务要求ﻩ错误!未定义书签。

1.1 设计任务ﻩ错误!未定义书签。

1．２设计要求ﻩ错误!未定义书签。

1．３发挥部分 ...................................................................................... 错误!未定义书签。

1.4 创新部分 ........................................................................................... 错误!未定义书签。

大连海事大学信息科学技术学院2012年专业技能大赛基于51单片机的数字万用表论文队名：风中旗舰队长：石镇嘉11级电信2班队员：吴俊峰11级通信1班队员：耿钰11级通信3班2012年6月2日目录一、摘要及关键词 (1)二、总设计流程图 (2)三、方案比较 (3)四、各单元设计原理4.1 供电电压的选取 (3)4.2 AD7705采集与转换（测量直流电压） (4)4.3 单片机内部数据处理 (5)4.4 1602液晶显示器 (5)五、扩展部分5.1AD7705采集与转换（测量电流） (7)5.2AD7705采集与转换（测量电阻） (8)5.3 短路检测 (9)六、系统调试流程 (10)七、总结7.1元件清单及其特性 (10)7.2设计总结 (11)7.3比赛心得 (11)八、PCB板及原理图 (12)附录：详细程序 (12)参考文献 (20)一、摘要及关键词摘要：在比赛中我们通过A/D芯片（AD7705）对外部电压值进行采集，经转换后传输给单片机（89C52），使用液晶（1602）输出测量得到的电压值。

该实验板可以测量不同增益下对应范围的电压值，并使部分量程下精确度理论上达到8增益。

对于-20~20V，增益值为1。

在拓展中，我们根据闭合电路欧姆定律，改进程序及实验板，使之能够测量电流、电阻，同时能对短路状态做出检测。

关键词：A/D7705双极性多量程电压测量多量程电流电阻测量短路检测二、总设计流程图三、方案比较本次比赛基础要求设计量程为0-5V，精确度至少为0.02V 的电压表。

根据精确度计算公式：精确度=量程/2^n（n为ADC 的位数），结合扩展的25V，做出以下方案比较：方案一：使用STC12C51进行模数转换，但由于其内置ADC精度不够（8位），勉强能够满足基础要求，但无法达到扩展要求。

故舍弃此方案。

方案二：ADC选用AD7705，单片机采用89C52，使用AD780提供基准电压。

16位AD处理25V时精度为0.0004。

51单片机的数字电压表设计随着科技的快速发展，单片机在许多领域得到了广泛应用。

51单片机作为一种常见的单片机，具有功能强大、易于编程等优点，因此在数字电压表设计中具有独特优势。

本文将介绍如何利用51单片机设计数字电压表。

数字电压表的电源电路通常采用直流电源，可以通过变压器将交流电转换为直流电，再经过滤波和稳压电路，将电压稳定在单片机所需的电压范围内。

数字电压表的信号采集电路可以采用电阻分压的方式，将待测电压分压后送入单片机进行测量。

为了提高测量精度，可以采用差分放大器对信号进行放大和差分输出。

51单片机内置ADC模块，可以将模拟信号转换为数字信号。

在数字电压表中，可以使用ADC模块对放大后的模拟信号进行转换，得到数字信号后进行处理和显示。

数字电压表的显示电路可以采用液晶显示屏或LED数码管，将测量结果以数字形式显示出来。

液晶显示屏具有显示清晰、亮度高、视角广等优点，但价格较高；LED数码管价格便宜、亮度高、寿命长，但显示内容有限。

数字电压表的主程序主要完成电压的采集、A/D转换和显示等功能。

主程序首先进行系统初始化，包括设置ADC模块参数、初始化显示等；然后不断循环采集电压信号，将采集到的模拟信号转换为数字信号后进行处理和显示。

51单片机的ADC模块可以通过特殊功能寄存器进行配置和控制。

在数字电压表的软件设计中，需要编写ADC模块驱动程序，以控制ADC 模块完成模拟信号到数字信号的转换。

具体实现可以参考51单片机的ADC模块寄存器定义和操作指南。

数字电压表的显示程序需要根据显示硬件选择合适的显示库或驱动程序。

在编写显示程序时，需要将采集到的数字信号转换为合适的数值，并将其显示在显示屏上。

具体实现可以参考所选显示库或驱动程序的文档说明。

精度问题：数字电压表的精度直接影响到测量结果的质量。

为了提高测量精度，可以采用高精度的ADC模块和合适的信号处理技术。

同时，需要注意信号采集电路中电阻的精度和稳定性。

扬州市职业大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于51单片机的数字电压表设计系别：电子系1专业：通信技术1班级：07通信3班1姓名：1学号：0706020305 1指导教师：李金奎完成时间：10年5月基于51单片机的数字电压表设计摘要：数字电压表简称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。

数字电压表自从一九五二年问世以来,随着电子技术的飞跃发展,特别是目前,作为测量仪表、模拟指示仪表的数字化以及自动测量的系统,而得到了很大的发展。

数字电压表是从电位差计的自动化这种想法研制出来的,因此即便是最初的数字电压表,其精度也要比模拟式仪表高,而其成本比电位差计也高。

以后,DVM的发展就着眼在高精度和低成本两个方面。

单片机可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。

本电路主要采用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。

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。

关键词：单片机数字电压表AT89S51 A/D转换ADC0809目录第1章产品要求及方案选择 (4)1.1设计的目的 (4)1.2产品的要求 (4)1.3各模块方案选择及论证 (4)第2章主要原件介绍 (6)2.1模数转换芯片ADC0809 (6)2.2控制芯片AT89S51 (7)2.3锁存芯片SN74LS373 (9)2.4 SEG-MPXE数码管 (10)第3章电压表原理系统硬件电路设计与实现 (11)3.1电压表的原理 (11)3.2 电源部分 (11)3.3 A/D转换电路 (11)3.4 单片机最小系统电路部分 (13)3.4.1时钟电路部分 (13)3.4.2复位电路部分 (14)3.5 显示电路部分 (14)3.7量程标定电路 (15)第4章系统软件设计 (17)4.1 主程序设计 (17)4.2 各子程序设计 (17)4.3源程序代码 (20)第5章调试 (24)参考文献 (24)附录 (25)附录A 原理图 (25)附录B 总结与感谢 (27)附录C 元件清单 (29)第1章产品要求及方案选择1.1 设计的目的通过制作简易数字电压表，加深对所学专业知识的认识，提高分析、解决工程实际问题的能力，提高对单片机的应用能力，提高收集文献、资料的能力，从而达到综合运用所学的专业知识进行电子产品设计、制作与调试的能力。