单片机数字电压表开题报告书

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。

单片机数字电压表开题报告单片机数字电压表开题报告一、引言在现代科技发展迅猛的时代，电子技术已经渗透到了我们生活的方方面面。

而单片机作为电子技术的重要组成部分，其应用范围也越来越广泛。

本文将以单片机数字电压表为研究对象，探讨其开发的可行性和实际应用的意义。

二、研究目的单片机数字电压表是一种能够测量电压并以数字形式显示的仪器。

其主要目的是为了提供一种简便、准确的电压测量方法，并为用户提供直观的数字显示结果。

本研究的目的是通过设计和开发一个基于单片机的数字电压表，实现对电压的测量和显示。

三、研究方法本研究将采用以下方法来实现单片机数字电压表的设计和开发：1. 硬件设计：选择合适的单片机芯片，并设计相应的电路板，包括电源电路、信号采集电路和显示电路等。

2. 软件开发：使用适当的编程语言和开发工具，编写单片机的程序代码，实现电压的采集、处理和显示功能。

3. 测试和验证：对设计的电路板和程序进行测试和验证，确保其功能和性能达到预期要求。

四、研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面：1. 单片机选择：根据实际需求和性能要求，选择合适的单片机芯片，并对其进行详细的介绍和比较。

2. 电路设计：根据电压测量的原理和要求，设计相应的电路板，包括电源电路、信号采集电路和显示电路等。

3. 程序开发：使用适当的编程语言和开发工具，编写单片机的程序代码，实现电压的采集、处理和显示功能。

4. 功能测试：对设计的电路板和程序进行测试，验证其功能和性能是否达到预期要求。

5. 实际应用：将设计好的单片机数字电压表应用于实际场景中，检验其在实际使用中的可行性和实用性。

五、预期成果通过本研究，预期可以实现以下几个方面的成果：1. 设计和开发一个基于单片机的数字电压表，能够准确测量电压并以数字形式显示。

2. 确定合适的单片机芯片，并对其进行详细的介绍和比较，为后续研究提供参考。

3. 设计和实现相应的电路板，包括电源电路、信号采集电路和显示电路等，为电压测量提供可靠的硬件支持。

开题报告基于单片机的数字电压表的设计研究现状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、精准度低，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，已经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，也把电量及非电量技术提高到崭新水平。

选题意义数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础，电压表的数字化是将连续的模拟信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，具有清晰直观，读数准确、扩展功能强等特点，这有别与传统的指针加刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视觉差和视觉疲劳。

随着微机测量与控制技术的发展，以单片机为核心的电压表已占有很大的优势，设计主要是研制二路输入直流数字电压表，以单片机AT89C51为核心部件，具有实时显示测量值的功能，单片机体积小、重量轻、价格便宜，电路外围器件少，大大降低了成本。

研究方法硬件设计方面采用AT89C51单片机，A/D转换器采用ADC0809对输入模拟信号进行转换，最后在LED屏显示出来。

软件部分主要有：主程序：在A/D模块启动子程序中，主要根据A/D转换模块的时序图设置单片机的各引脚电平来启动ADC0809。

判断部分主要是通过A/D转换模拟采集到的电压值与档位值进行比较来选择数字电压表的档位，再通过档位处理子程序对A/D转换模块换后的电压值进行处理，然后在数码显示器上显示出来。

LED送显子程序：LED送显子程序主要完成4个LED数码显示器的动态显示功能，显示字型通过查表方式实现。

在显示过程中调用了延时子程序DELAY，使数码显示器能够稳定显示。

自动切换测量程序：档位自动切换子程序的软件设计主要对A/D转换模块转换得到数据和该档位的数据进行比较进行档位的选择，再通过计算将十六进制数转换为十进制数，存储在50H~53H四个单元中，然后再通过调用送显子程序将其显示在数码显示器上显示出来。

电子线路硬件课程设计开题报告课题：数字电压表设计班级：作者：学号：指导老师：摘要数字电压表是利用模拟/数字变换器原理，以十进制数字形式显示被测电压值的仪表，用途十分广泛。

本次课程设计计划用单片机实现。

以单片机芯片AT89C51为核心，在芯片上拓展AD转换、显示部分，然后外接一个衰减电路完成整个数字电压表设计。

目标测量量程0-200V，分为4档：200mV、2V、20V、和200V，分辨率0.1mV，测量误差 < 0.1%。

关键字：数字电压表； AT89C51单片机AbstractA digital voltmeter is an instrument displaying the voltage in decimal system, which is based on simulation to digit. It’s widely used. The design is planned to be finished by using a one-chip computer named AT89C51. An analog to digital converter, a display section, and a voltage attenuation are attached to the chip and they make up the design. The measuring range is 0 to 200 volt. It’s divided into four gears as 200 millivolt, 2 volt, 20volt, and 200volt. The voltage resolution of the voltmeter is 0.1 millivolt and it’s measuring error is less than 0.1 percent.key words: digital voltmeter, one-chip computer, AT89C51一、项目设计目标（1） 项目综合描述本项目要求设计并实现一个数字电压表的装置，该装置能够对0~200V 范围的直流电压进行测量。

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。

单片机数字电压表开题报告1. 引言单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器核心、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统。

它广泛应用于嵌入式系统开发中。

本文将介绍如何使用单片机制作一个数字电压表。

2. 设计思路2.1 硬件选择为了制作数字电压表，我们需要选择合适的硬件组件。

以下是选用的组件列表：- 单片机：选择一款功能强大、易于编程的单片机，如Arduino Uno。

- 模数转换器（ADC）：用于将模拟电压信号转换为数字信号的芯片。

- 显示器：选择一个合适的数字显示器，如7段LED显示器。

2.2 连接电路将选定的硬件组件按照电路图连接起来。

首先，将输入电压接入ADC引脚，然后将ADC输出连接到单片机的输入引脚。

最后，将单片机的输出引脚连接到显示器。

2.3 编程使用合适的编程语言（如C语言）编写单片机的程序。

程序的主要功能包括读取ADC的输入值，并将其转换为对应的电压值，然后将该值显示在数字显示器上。

3. 实施步骤3.1 搭建电路按照2.2节提供的电路图连接硬件组件。

确保连接正确并稳定。

3.2 编写程序使用Arduino IDE或其他适用的开发工具，编写程序。

程序的主要功能包括以下步骤： - 配置单片机的引脚和ADC模块。

- 循环读取ADC的数值。

- 根据ADC的数值计算电压值。

- 将计算得到的电压值显示在数字显示器上。

3.3 调试和测试上传程序到单片机，并通过串口监视器或其他方式查看输出结果。

确保程序能够正常读取和显示电压值。

4. 总结本文介绍了如何使用单片机制作一个数字电压表。

通过选择合适的硬件组件，搭建电路并编写相应的程序，我们可以实现将模拟电压信号转换为数字信号，并在数字显示器上显示对应的电压值。

这个数字电压表可以在实验室、工程项目等领域中发挥重要作用。

希望本文能为有兴趣制作数字电压表的读者提供一些指导和帮助。

接下来，我们将深入研究硬件和软件细节，并进行更详细的说明和实验。

陕西理工学院毕业设计（论文）开题报告课题名称数字电压表的设计与制作课题来源教师科研课题类型实验研究型指导教师陈正涛姓名张保全院系电信工程系班级通信07（3）班选题的背景和意义：数字电压表在1952年由美国NLS公司首次创造，它刚开始是4位，50多年来，数字电压表有了不断的进步和提高。

数字电压表是从电位差计的自动化过程中研制成功的。

开始是4位数码显示，然后是5位、6位显示，而现在发展到7位、8位数码显示；从最初的一两种类型发展到原理不同的几十种类型；从最早的采用继电器、电子管发展到全晶体管、集成电路、微处理器化；从一台仪器只能测1-2种参数到能测几十种参数的多用型；显示器件也从辉光数码管发展到等离子体管、发光二极管、液晶显示器等。

数字电压表的体积和功耗越来越小，重量不断变轻，价格也逐步下降，可靠性越来越高，量程范围也逐步扩大。

DVM的高速发展，使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表，数字化是当前计量仪器发展的主要方向之一，而高准度的DC-DVC的出现，又使DVM进入了精密标准测量领域。

随着现代化技术的不断发展，数字电压表的功能和种类将越来越强，越来越多，其使用范围也会越来越广泛。

采用智能化的数字仪器也将是必然的趋势，它们将不仅能提高测量准确度，而且能提高电测量技术的自动化程序，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(如：温度计、湿度计、酸度计、重量、厚度仪等)，几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化仪表等各个领域。

从而提高计量检定人员的工作效率。

这个课题的目的和意义在于使自己掌握对数字电压表的理解，自己动手设计数字电压表与仿真，它可以广泛的应用于电压测量外，通过各种变换器还可以测量其他电量和非电量，测量是一种认识过程，就是用实验的方法将被测量和被选用的相同参量进行比较，从而确定它的大小。

DVM广泛应用于测量领域每期测量的准确度和可信度取决于它的主要性能和技术指标。

开题报告1．毕业设计的主要内容、重点和难点等研究内容对于电力参数进行高精度、多参数的测量，是充分了解电网的运行状况，寻找并解决电力系统中出现问题的重要途径。

因此对于电力参数的测量，尤其是高精度、多参数、低价格、便携稳定的实时测量就显得尤为重要，也一直是人们研究的一个重要的方向。

本课题要求利用单片机或DSP设计一个多功能电力参数测试仪。

研究重点及难点重点：（1）标准波形和非标准波形下的电压下功率采样设计，使采样结果尽可能的精确，满足精度要求；（2）数模转换，采集来的信号为模拟信号，需要一个数模转换器转换成能够被单片机处理的数字信号；（3）正确设计电能计算程序,精确地满足测量要求,并且操作简单、显示界面直观明了满足要求。

难点：（1）如何设计合适的采样电路，在标准和非标准波形下使误差范围减小到要求范围内（2）如何合理选择数模转换的方式，尽量减小转换过程带来的误差，使数模转换精度及效率达到使用要求（3）如何合理设计单片机程序，合理选择测量周期、降低电能表能2．准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）研究概况及发展趋势（1）电能表及数字电能表现状（文献综述）[1-2]电能表，顾名思义，作为电能的计量工具在国民经济的各部门得到广泛应用，存在我们身边的各个角落。

传统电表是使火线绕若干圈，与火--零线圈组成一种特殊的电动结构，类似一台可控转速的电机。

以单相电能表DD862-4 15(60)为例。

“15”称为“标定电流”，“60”称为“额定最大电流”，即该单相电能表的标定电流是15A，额定最大电流是60A；则该电能表能用于正常运行负荷电流为：15A/30%=50A，折算成容量为：P=50A*220V=11000W=11KW，即可以带11千瓦的功率。

但是，其存在的问题也较为突出，传统电表只能显示总体用电量，而且需要人工抄表，浪费了大量的人力物力。

传统电表的火--零线圈是一个长期通电的线圈，虽然电耗很少，但每月大约有一度电的空耗。