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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。
引言 (2)1.交流数字电压表的总体设计方案 (3)1.1、交流数字电压表总体设计方案的选择 (3)1.2、系统的总方框图 (4)2.交流数字电压表的硬件电路设计 (5)2.1过压保护电路的设计 (5)2.2、交流电压衰减电路的设计 (6)2.3、量程自动切换电路 (7)2.3.1、双四路模拟开关CD4052的相关介绍 (7)2.3.2、量程自动切换电路的设计 (8)2.4、检波滤波电路的设计 (9)2.5、A/D转换电路的设计 (11)2.5.1、模数转换器的主要技术指标 (11)2.5.2、ADC0808的相关介绍 (12)2.5.3、A/D转换电路的设计 (14)2.6、单片机最小系统电路 (15)2.6.1、单片机的简介 (15)2.6.2、单片机最小系统电路的设计 (18)2.7、显示电路的设计 (20)2.7.1、LED数码管显示器的相关介绍 (20)2.7.2、LED数码管显示器的显示方式 (20)2.7.3、显示电路的设计 (21)2.8、数字电压表电源的设计 (22)3、系统软件的设计 (23)3、总结 (25)参考文献 (26)谢辞 (27)附录一 C51程序 (28)附录二元器件清单 (31)附录三总原理图 (32)附录四 PCB版图 (34)引言在如今的数字化时代中，无论是科研界还是现实生活中，都必不可免地要对电压进行准确且高精度的测量，因为数字电压表具有精度高、误差小、测速快、读数直观、使用便捷等测量特点而受到人们的广泛亲睐。
利用数字化测量技术，数字电压表(简称DVM）是把连续的模拟电压信号转换成相应的离散的数字量形式并通过数码管加以显示的仪表。
而与此相对比，由于传统的指针式刻度电压表测量功能单一、精度较低、误差较大、读数繁琐等测量上的劣势，而逐渐为人们所淘汰。
目前的数字电压表按照用途可分为交流数字电压表和直流数字电压表，可分别实现对交流电压和直流电压的测量。
本设计是基于AT89C52的交流数字电压表，采用多路模拟开关CD4052实现了高低档位的自动切换，利用ADC0808将连续的模拟电压信号转换成离散的8为数字量，作为核心控制的AT89C52单片机将转换结果进行处理后再送到数码管显示电压值。
数字电压表的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电压表的工作原理，掌握其基本组成部分及功能；2. 学会使用数字电压表进行电压测量，并能正确读取测量数据；3. 了解数字电压表在电子测量领域中的应用。
技能目标：1. 能够正确连接和操作数字电压表，进行电压测量；2. 培养学生观察、分析、解决问题的能力，通过实践操作，提高动手能力；3. 学会对测量数据进行处理，具备初步的数据分析能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子测量的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的合作精神，学会在团队中共同完成任务；3. 增强学生的安全意识，遵守实验室操作规程，爱护实验设备。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够明确数字电压表的工作原理，掌握其使用方法；2. 学生能够独立完成电压测量实验，正确读取测量数据，并进行简单的数据处理；3. 学生在课程学习中，表现出积极的合作态度和良好的安全意识，对电子测量产生浓厚兴趣。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 数字电压表基本原理与组成- 电压表的定义及分类- 数字电压表的工作原理- 数字电压表的组成部分及功能2. 数字电压表的使用方法与操作- 数字电压表的选择与连接- 电压测量方法与步骤- 测量数据的读取与处理3. 数字电压表的应用与实践- 数字电压表在电子测量中的应用案例- 实验操作：电压测量实践- 数据分析：处理测量数据，探讨实验现象教学大纲安排如下：1. 引入数字电压表的概念，介绍其工作原理及分类（第1课时）2. 讲解数字电压表的组成部分及功能，进行实物展示（第2课时）3. 指导学生掌握数字电压表的使用方法，进行实践操作（第3-4课时）4. 课堂讨论：数字电压表在电子测量中的应用，分析实验数据（第5课时）教学内容关联教材章节：1. 数字电压表基本原理与组成：教材第X章2. 数字电压表的使用方法与操作：教材第X章3. 数字电压表的应用与实践：教材第X章三、教学方法针对数字电压表的教学内容，选择以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：- 对数字电压表的基本原理、组成部分和功能进行系统讲解，结合教材第X章内容，通过PPT展示，使学生建立完整的理论知识框架。
摘要：本设计为简易电压表，它可以实现多量程交、直流电压的测量。
测量电压量程为2V、20V，分辨率分别对应为1mV、10mV；准确度是在温度为23±5℃情况下测直流时为±(0.5％RDG+3字)，测交流时为±(1.0％RDG+3字)；输入电阻为10MΩ；最大允许直流电压为±500V，最大允许交流电压为500V。
设计电路由分压电路、输入保护及缓冲电路、交直流转换电路、A/D转换电路、译码显示电路组成。
通过开关来实现功能和量程的转换，核心电路采用MC14433型31位双积分式单片A/D转换器，通过段驱动器和位驱动器来驱2动共阴极LED数码管作动态扫描实现显示功能。
关键字：交、直流转换电路； A/D转换电路；动态显示电压一、概述数字电压表既是常用的一种数字电压表，也是构成数字万用表的基本电路。
随着科技的发展，电子产品在不断更新，但数字电压表是永远不会在电子产品中消失。
设计任务为：设计一个简易数字电压表，它可以测量直流、交流电压。
技术指标为：测量电压量程为2V、20V、200V、500V，分辨率分别对应为1mV、10mV、100mV、1V；准确度是在温度为23±5℃情况下测直流时为±(0.5％RDG+3字)，测交流时为±(1.0％RDG+3字)；输入电阻为10MΩ；最大允许直流电压为±500V，最大允许交流电压为500V。
本设计是对电压测量电路作单独的研究，从实质上去了解万用表中测量电压的过程。
电路涉及到对电路、低频、数字电路等知识的考查。
二、方案论证方案一方案一原理方框图如图1所示。
传统的数字电压表由分压电路，输入保护及缓冲电路，交、直流变换电路，A/D转换电路、译码显示电路组成。
分压电路在电路中实现电压倍率变换起到将大电压转换成小电压的作用；输入保护及缓冲电路在电路中起到避免大电压输入对电路的烧坏；交、直流变换电路起到将交流电压转换成直流电压，且直流电压值为交流电压的有效值；译码显示电路时将电压的数值通过LED数码管显示出来。
目录摘要 (1)Abstract: (1)1 引言 (2)2 设计总体方案 (2)2.1设计要求 (2)2.2 设计方案 (2)3 硬件电路设计 (3)3.1 A/D转换模块 (3)3.2 单片机系统 (4)3.2.1 AT89C51性能和功能 (4)3.3 复位电路和时钟电路 (5)3.3.1 复位电路设计 (5)3.3.2 时钟电路设计 (6)3.4 LED显示系统设计 (6)3.4.1 LED显示器的选择 (6)3.4.2 LED显示器与单片机接口设计 (7)3.5 总体电路设计 (7)4 程序设计 (9)4.1 程序设计总方案 (9)4.2 系统子程序设计 (9)4.2.1 初始化程序 (9)4.2.2 A/D转换子程序 (9)4.2.3 显示子程序 (10)5 仿真 (10)5.1 软件调试 (10)5.2 显示结果及误差分析 (11)5.2.1 显示结果 (11)5.2.2 误差分析 (13)结论 (14)参考文献 (14)附录一程序代码 (16)附录二仪器设备清单 (18)致谢...................................................................................................................... 错误！未定义书签。
基于单片机的简易数字电压表的设计摘要: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ADC0808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，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0808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。
简易数字电压表电路的设计沈阳航空航天⼤学课程设计简易数字电压表电路的设计班级 / 学号学⽣姓名指导教师沈阳航空航天⼤学课程设计任务书课程名称电⼦技术综合课程设计院（系）⾃动化学院专业⾃动化班级 84070202 学号 2008040702054 姓名卢⼴龙课程设计题⽬简易数字电压表电路的设计课程设计时间: 2010 年 12 ⽉ 06 ⽇⾄ 2010 年 12 ⽉ 26 ⽇课程设计的内容及要求：⼀、设计说明设计⼀个简易数字电压表，它可以测量直流、交流电压。
其参考原理框图如图1所⽰。
图1数字电压表的原理框图⼆、技术指标测量电压的技术指标如表所⽰。
测量项⽬量程准确度 (23±5℃)输⼊电阻分辨⼒最⼤允许电压DCV 2V ±（0.5%RDG +3字） 10M Ω1mV500V 20V 10mVACV(RMS) (40Hz~1kHz) 2V ±（1.0%RDG+3字） 10M Ω 1mV ±500V 20V 10mv三、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本，要求采⽤LED 显⽰。
各量程的转换采⽤开关转换。
2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。
3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
分压电路输⼊保护及缓冲电路交、直流转换电路压频转换电路计数、译码显⽰电路ACACDCDC u x四、实验要求1．根据技术指标制定实验⽅案；验证所设计的电路。
2．进⾏实验数据处理和分析。
五、推荐参考资料1．沙占友、李学芝著.中外数字万⽤表电路原理与维修技术. [M]北京：⼈民邮电出版社，1993年2. 阎⽯. 数字电⼦技术基础. [M]北京：⾼等教育出版社，2006年3. 童诗⽩、华成英.模拟电⼦技术基础. [M]北京：⾼等教育出版社，2006年4. 戴伏⽣.基础电⼦电路设计与实践. [M]北京：国防⼯业出版社，2002年5. 谭博学主编.集成电路原理与应⽤. [M]北京：电⼦⼯业出版社，2003年六、按照要求撰写课程设计报告指导教师年⽉⽇负责教师年⽉⽇学⽣签字年⽉⽇成绩评定表评语、建议或需要说明的问题：成绩指导教师签字：⽇期：⼀、概述数字电压表简称DVM ，它是采⽤数字化测量技术设计的电压表。
摘要按照要求设计一个交流数字电压表，通过测量正弦电压有效值，以数码管显示测量结果。
能测量10Hz～10kHz 的正弦交流电，分为三个档位。
分别是 1.0V～9.9V、0.10V～0.99V、0.010V～0.099V。
根据设计要求，需要由输入电路、量程放大电路、半波及全波整流电路、可变增益放大电路、A/D转换电路、译码显示电路以及量程指示电路组成。
最后经过两周的设计、安装、调整、测试完成了两档电路的任务，其中0.10V～0.99V档存在些许误差，最小量程0.010V～0.099V档则未能完成。
自动换档的设计因为时间关系也未能完成。
目录第一章技术指标1.1系统功能要求 (1)1.1.1整体功能要求 (1)1.1.2电气指标 (1)1.1.3扩展指标 (2)1.1.4设计条件 (2)1.2系统结构要求 (2)第二章整体设计方案2.1整体方案 (3)2.2数据处理流程分析 (4)2.3整体方框图 (4)第三章单元电路设计3.1输入电路设计 (5)3.2量程放大电路设计 (6)3.3精密半波整流电路设计 (8)3.4全波整流电路设计 (9)3.5可变增益放大电路设计 (11)3.6A/D转换电路设计 (12)3.7B-BCD码转换电路设计 (15)3.8译码显示电路设计 (16)3.9量程指示电路设计 (17)3.10整体电路图 (26)3.11整机原件清单 (17)第四章测试与调整4.1模拟电路部分调测 (18)4.2数字电路部分调测 (19)4.3整体指标测试 (20)第五章设计小节5.1设计任务完成情况 (21)5.2问题及改进 (21)5.3心得体会 (22)附录附录一参考文献 (25)附录二整体电路图 (26)第一章技术指标1.1 系统功能要求1.1.1 整体功能要求交流数字电压表的功能是测量正弦电压的有效值，并以数码管显示两位数测量结果。
1.1.2 电气指标1.1.2.1被测信号频率范围：10Hz～10kHz。
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。
毕业设计（论文）中文摘要毕业设计（论文）外文摘要目录1．引言 (6)2. 设计工具的简介 (7)2.1 主要设计工具的介绍 (7)2.1.1 PROTEL99简介 (7)2.1.2 绘制PCB时的注意事项 (7)3. 工作原理 (9)3.1一般数字电压表的基本工作原理 (9)3.2 本设计数字电压表的工作原理 (9)3.3 单元电路的原理及设计 (10)3.3.1 输入通道的设计 (10)3.3.2 反相放大器的设计 (11)3.3.3 AC/DC转换部分的设计 (12)3.3.4 量程自动转换电路的设计 (14)4. 整机的组装和调试 (22)4.1 整机的组装 (22)4.2 调试 (22)4.3 校验 (22)4.4 改进方案 (23)结论 (24)心得体会 (24)致谢 (25)参考文献 (25)附录A (27)附录B (29)1 引言在电量的测量中，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，更需要测量弱电的电压，所以毫伏电压表就成为一种必不可少的测量仪器。
另外，由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、灵敏度和分辨率高、测量速度快等特点而倍受用户青睐，数字式交流毫伏表就是基于这种需求而发展起来的。
随着电子技术的不断发展，电子仪器的发展也是令人瞩目的。
总的来说，电子仪器有两个方向的发展趋势：一是向多功能、多参数、高精度、高速度方面发展，另一个是向实用化、小型化、数字化、廉价的通用或单一用途方面发展。
对于数字式电压表来说，一方面趋向于合并于数字式万用表中，另一方面趋向于使用方便、小型廉价的单一用途电压表。
本文所研制的数字式交流毫伏表的显著特点是测量范围宽，可测电压范围为500V以下，最大分辨率为0.01mV，且可以实现量程自动转换，操作简单，使用方便。
该电压表还具有在—定的测量范围内将量程自动选择在最佳位置的功能，从而可以快速、方便、准确地测量电压。
电气测量技术课程设计题目：交流电压表设计学院：电气信息工程学院专业班级：电气工程及其自动化1623 姓名：黄铭（201650712326）完成时间：2017年5月26目录引言 (2)1 测量原理及系统结构 (3)2 硬件电路设计 (4)2.1 A/D转换模块 (4)2.2 单片机系统 (5)2.2.1 AT89C51性能和功能 (5)2.3 复位电路和时钟电路 (6)2.3.1 复位电路设计 (6)2.3.2 时钟电路设计 (6)2.4 LED显示系统设计 (7)2.4.1 LED显示器的选择 (7)2.4.2 LED显示器与单片机接口设计 (8)2.5 总体电路设计 (8)3 软件设计 (10)3.1 程序设计总方案 (10)3.2 系统子程序设计 (10)3.2.1 初始化程序 (10)3.2.2 A/D转换子程序 (10)3.2.3 显示子程序 (11)4 仿真调试及测试结果 (12)4.1 软件调试 (12)4.2 显示结果及误差分析 (12)4.2.1 显示结果 (12)4.2.2 误差分析 (14)结论 (15)参考文献 (16)引言在电量的测量中，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。
数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用。
传统的指针式刻度电压表功能单一，进度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需要。
采用单片机的数字电压表，将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC实时通信。
数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。
以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。
目前，由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。
最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路（IC）和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电压表的快速发展，并不断出现新的类型。
数字电压表从1952年问世以来，经历了不断改进的过程，从最早采用继电器、电子管和形式发展到了现在的全固态化、集成化（IC化），另一方面，精度也从0.01%-0.005%。
目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，因而，以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面。
本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容，本系统主要包括三大模块：转换模块、数据处理模块及显示模块。
其中，A/D转换采用ADC0808对输入的模拟信号进行转换，控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算处理，最后驱动输出装置LED显示数字电压信号。
1 测量原理及系统结构 DVM 的种类有多种，分类方法也很多，有按位数分的，如3/2位、5位、8位;有按测量速度分的，如高速、低速;有按体积、重量分的，如袖珍式、便携式、台式。
但通常是按A/D 转换方式的不同将DVM 分成两大类，一类是直接转换型，也称比较型;另一类是间接转换型，又称积分型，包括电压-时间变换(VT 变换)和电压-频率变换(V-f 变换)。
(1)逐次逼近比较型 逐次逼近比较型电压表是利用被测电压与不断递减的基准电压进行比较，通过比较最终获得被测电压值，然后送显示器显示的。
虽然逐次比较需要一定时间，要经过若干个节拍才能完成，但只要加快节拍的速度，还是能在瞬间完成一次测量的。
(2)电压-时间变换型 所谓电压-时间变换型是指测量时将被测电压值转换为时间间隔△t ，电压越大，△t 越大，然后按△t 大小控制定时脉冲进行计数，其计数值即为电压值。
电压-时间变换型又称为V-T 型或斜坡电压式。
(3)电压-频率变换型 所谓电压-频率变换型是指测量时将被测电压值转换为频率值，然后用频率表显示出频率值，即能反映电压值的大小，这种表又称为V-f 型。
系统结构硬件电路设计由6个部分组成; A/D 转换电路，AT89C51单片机系统，LED 显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路。
硬件电路设计框图如图1所示。
图1 数字电压表系统硬件设计框图时钟电路复位电路 A/D 转换电路 测量电压输入 显示系统AT89C51 P1 P2 P2 P02 硬件电路设计2.1 A/D转换模块现实世界的物理量都是模拟量，能把模拟量转化成数字量的器件称为模/数转换器（A/D 转换器），A/D转换器是单片机数据采集系统的关键接口电路，按照各种A/D芯片的转化原理可分为逐次逼近型，双重积分型等等。
双积分式A/D转换器具有抗干扰能力强、转换精度高、价格便宜等优点。
与双积分相比，逐次逼近式A/D转换的转换速度更快，而且精度更高，比如ADC0809、ADC0808等，它们通常具有8路模拟选通开关及地址译码、锁存电路等，它们可以与单片机系统连接，将数字量送到单片机进行分析和显示。
一个n位的逐次逼近型A/D转换器只需要比较n次，转换时间只取决于位数和时钟周期，逐次逼近型A/D转换器转换速度快，因而在实际中广泛使用。
逐次逼近型A/D转换器是由一个比较器、A/D转换器、存储器及控制电路组成。
它利用内部的寄存器从高位到低位一次开始逐位试探比较。
转换过程如下：图2 逐次逼近式A/D转换器原理图ADC0808由8路模拟通道选择开关，地址锁存与译码器，比较器，8位开关树型A/D转换器，逐次逼近型寄存器，定时和控制电路和三态输出锁存器等组成，其内部结构如图3所示。
图3 ADC0808的内部结构2.2 单片机系统2.2.1 AT89C51性能和功能单片机系统AT89C51性能和功能AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含有4KB的可反复擦写的只读程序存储器和128字节的随机存储器。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，它为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51功能性能:与MCS-51成品指令系统完全兼容；4KB可编程闪速存储器；寿命：1000次写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0-24MHz；三级程序存储器锁定；128*8B内部RAM；32个可编程I/O口线；2个16位定时/计数器；5个中断源；可编程串行UART通道；片内震荡器和掉电模式。
AT89C51提供以下标准功能：4KB的Flash闪速存储器，128B内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路，同时，AT89C51可降至0Hz静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作，掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有工作直到下一个硬件复位。
AT89C51采用PDIP封装形式，引脚配置如图4所示。
图4 AT89C51的引脚图2.3 复位电路和时钟电路2.3.1 复位电路设计单片机在启动运行时都需要复位，使CPU和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
MCS-51单片机有一个复位引脚RST,采用施密特触发输入。
当震荡器起振后，只要该引脚上出现2个机器周期以上的高电平即可确保时器件复位。
复位完成后，如果RST端继续保持高电平，MCS-51就一直处于复位状态，只要RST恢复低电平后，单片机才能进入其他工作状态。
单片机的复位方式有上电自动复位和手动复位两种，图5是51系列单片机统常用的上电复位和手动复位组合电路，只要Vcc上升时间不超过1ms，它们都能很好的工作。
图5 复位电路2.3.2 时钟电路设计单片机中CPU每执行一条指令，都必须在统一的时钟脉冲的控制下严格按时间节拍进行，而这个时钟脉冲是单片机控制中的时序电路发出的。
CPU执行一条指令的各个微操作所对应时间顺序称为单片机的时序。
MCS-51单片机芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成震荡器，XTAL1为该放大器的输入端，XTAL2为该放大器输出端，但形成时钟电路还需附加其他电路。
本设计系统采用内部时钟方式，利用单片机内部的高增益反相放大器，外部电路简，只需要一个晶振和 2个电容即可，如图6所示。
图6 时钟电路电路中的器件选择可以通过计算和实验确定，也可以参考一些典型电路的参数，电路中，电容器C1和C2对震荡频率有微调作用，通常的取值范围是30±10pF，在这个系统中选择了33pF；石英晶振选择范围最高可选24MHz，它决定了单片机电路产生的时钟信号震荡频率，在本系统中选择的是12MHz，因而时钟信号的震荡频率为12MHz。
2.4 LED显示系统设计2.4.1 LED显示器的选择在应用系统中，设计要求不同，使用的LED显示器的位数也不同，因此就生产了位数，尺寸，型号不同的LED显示器供选择，在本设计中，选择4位一体的数码型LED显示器，简称“4-LED”。
本系统中前一位显示电压的整数位，即个位，后两位显示电压的小数位。
4-LED显示器引脚如图7所示，是一个共阴极接法的4位LED数码显示管，其中a，b，c，e，f，g为4位LED各段的公共输出端，1、2、3、4分别是每一位的位数选端，dp是小数点引出端，4位一体LED数码显示管的内部结构是由4个单独的LED组成，每个LED的段输出引脚在内部都并联后，引出到器件的外部。
图7 4位LED引脚对于这种结构的LED显示器，它的体积和结构都符合设计要求，由于4位LED阴极的各段已经在内部连接在一起，所以必须使用动态扫描方式（将所有数码管的段选线并联在一起，用一个I/O接口控制）显示。
2.4.2 LED显示器与单片机接口设计由于单片机的并行口不能直接驱动LED显示器，所以，在一般情况下，必须采用专用的驱动电路芯片，使之产生足够大的电流，显示器才能正常工作。
如果驱动电路能力差，即负载能力不够时，显示器亮度就低，而且驱动电路长期在超负荷下运行容易损坏，因此，LED 显示器的驱动电路设计是一个非常重要的问题。
为了简化数字式直流电压表的电路设计，在LED驱动电路的设计上，可以利用单片机P0口上外接的上拉电阻来实现，即将LED的A-G段显示引脚和DP小数点显示引脚并联到P0口与上拉电阻之间，这样，就可以加大P0口作为输出口德驱动能力，使得LED能按照正常的亮度显示出数字，如图8所示。
