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摘要数字电压表（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。
关键词：数字电压表 A/D 转换器 PC 电压测量AbstractDigital voltage meter (Digital V oltmeter) referred to as DVM, it is the use of digital m easuring technology, the continuous analog (DC input voltage) into a non-continuous, discrete digital form and to display the instrument.Analog voltage meter features a tra ditional single, low accuracy, can not meet the digital age, using the single chip digital voltage meter, from the high precision, anti-interference ability, scalability, Ji Cheng convenience, and PC can communicate in real time.At present, by a variety of single A / D converter consisting of digital voltage meter, has been widely used in electronic and electrical measurement, industrial automation, instrumentation, automated test sys tems, intelligent measurement, showing strong vitality.At the same time, the DVM ext ension to the various general and specific digital instruments, but also the power and n on-power measurement up to a new level.This chapter focuses on single-chip A / D co nverter, and they form by the microcontroller-based digital voltmeter works.目录摘要 (I)Abstract (I)目录........................................................................................................................... I I 第一章绪论.. (4)1.1 应用场合 (4)1.2 功能要求 (4)1.3 性能指标 (4)第二章总体方案 (5)2.1 A/D转换 (5)2.2 电源部分 (5)第三章系统硬件电路设计 (7)3.1使用芯片介绍 (7)3.2本设计中89C51与外围电路的接口 (10)3.3 精度与分辨率 (11)3.4 误差参数 (11)3.5时钟电路 (12)3.6 复位电路 (12)3.7显示模块 (13)3.8 硬件原理图 (14)第四章软件设计 (15)4.1 protues仿真图 (15)4.2 程序说明 (15)4.4 显示电路结构及原理 (16)第五章调试过程 (17)5.1 调试步骤 (17)5.2 遇到的问题与解决方法 (17)5.3 调试现象 (18)第六章展望与拓展 (18)6.1展望 (18)6.2拓展 (19)致谢 (19)附录 (20)附录Ⅰ源程序清单： (20)附录Ⅱ电原理图： (22)附录Ⅲ流程图： (23)附录Ⅳ设计所需元件清单： (25)参考资料 (25)第一章绪论1.1 应用场合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。
一、课题名称：3½直流数字电压表二、内容摘要：数字电压表是常用的测量仪表之一，与同级别的指针式电压表相比较，使用方便，测量更准确，因此广泛使用。
它由模拟电路和数字电路两部分组成，模拟部分包括转换式输入放大器、基准电压源和A/D转换电路。
数字部分包括计数器、译码驱动显示及逻辑控制。
3½直流数字电压表具有以下7大特点：（1）显示清晰直观，读数准确（2）显示位数本设计中显示的位数为3位（3）高准确度（4）分辨率高（5）测量速率快（6）输入阻抗高（7）集成度高微功耗新型数字电压表采用CMOS 集成电路，整机功耗很低。
三、设计内容及设计要求：1. 了解双积分式A / D转换器的工作原理2. 熟悉位A / D转换器MC14433的性能及其引脚功能3. 掌握用MC14433构成直流数字电压表的方法4. 设计一个具有三位的十进制数字显示电压表四、试验器件清单：1.MC1403基准电源（1个）2.MC14433A/D转换器（1个）3.CD4511译码驱动（1个）4.LED共阴极数码管（4个）5.MC1413（ULN2003）（1个）6.电阻：10K（3个）1K（2个）47K（2个）3K（1个）470K（2个）100Ω（10个）10K的滑动变阻器（2个）7.电容：0.01µF（1个）0.1µF（3个）8.排针若干 9.覆铜板（2个） 10.导线若干 11.电池盒（2个）五、设计的系统方案：根据数字电路课程设计要求，在指定时间内系统的完成电路的设计、组装以及调试。
一、选题，根据数字电路技术基础课本大纲的要求，在网上搜集课题，筛选出能够体现和运用数字电路基本知识点的选题，确定设计方向。
二、根据选题进行思考，找出选题涉及的知识点，根据工作原理和相关专业知识，做到理解透彻，理清设计思路。
三、系统的对选题进行有层次的设计，画出初始电路图，再进一步的改进。
四、根据电路图连线、调试，使电路完成预期的设计要求和功能，并使电路达到最好的运行状态。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1 前言1.1数字电压表的特点及发展趋势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(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。
因此对数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。
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。
1.1.1数字电压表的特点1．显示清晰直观，读数准确传统的模拟式仪表必须借助于指针和刻度盘进行读数，在读数过程中不可避免的会引入人为的测量误差。
数字电压表则采用先进的数显技术，使测量结果一目了然，只要仪表不发生跳读现象，测量结果就是唯一的。
新型数字电压表还增加了标志符显示功能，包括测量项目、符号单位和特殊符号、为解决DVM不能反映被测电压的连续变化过程以及变化趋势这一难题，一种"数字/模拟条图"仪表业已问世。
"模拟图条"（Anal of Bargraph）有双重含义：第一，被测量为模拟量；第二，利用条状图形来模拟被测量的大小及变化趋势。
这类仪表将数字显示与高分辨率模拟条图显示集于一身，兼有DVM与模拟电压表之优点。
智能数字电压表均带微处理器和标准接口，可配合计算机和打印机进行数据处理或自动打印，构成完整的测试系统。
2．显示位数显示位数通常为31/2位、32/3位、33/4/位、41/2位、43/4位、51/2位、61/2位、71/2位、81/2位共9种。
判定数字仪表的位数有两条原则：①能显示0～9所有数字的位是整数位；②分数位的数值是以最大显示值中最高位数字为分子，用满量程时最高数字作分母。
例如，某数字仪表的最大显示值为1999，满量程计数值为2000，这表明该仪表有3个整数位，而分数位的分子为1，分母是2，故称之为31/2位，读作三位半。
一、数字电压表概述模拟式电压表具有电路简单、成本低、测量方便等特点，但测量精度较差，特别是受表头精度的限制，即使采用0.5级的高灵敏度表头，读测时的分辨力也只能达到半格。
再者，模拟式电压表的输入阻抗不高，测高内阻源时精度明显下降。
数字电压表作为数字技术的成功应用，发展相当快。
数字电压表（Digital V oIt Me-ter，DVM），以其功能齐全、精度高、灵敏度高、显示直观等突出优点深受用户欢迎。
特别是以A／D转换器为代表的集成电路为支柱，使DVM向着多功能化、小型化、智能化方向发展。
DVM应用单片机控制，组成智能仪表；与计算机接口，组成自动测试系统。
目前，DVM多组成多功能式的，因此又称数字多用表（Digital Multi Meter，DMM）。
DVM是将模拟电压变换为数字显示的测量仪器，这就要求将模拟量变成数字量。
这实质上是个量化过程，即将连续的无穷多个模拟量用有限个数字表示的过程，完成这种变换的核心部件是A／D转换器，最后用电子计数器计数显示，困此，DVM的基本组成是A／D 转换器和电子计数器。
DVM最基本功能是测直流电压，考虑到仪器的多功能化，可将其他物理量，如电阻、电容、交流电压、电流等，都变成直流电压，因此，还应有一个测量功能选择变换器，它包含在输入电路中。
DVM 对直流电压直接测量时的测量精度最高，其他物理量在变换成直流电压时，受功能选择变换器精度的限制，测量精度有所下降。
二、系统总体方案选择与说明实现数字电压表的方案很多，目前广泛采用的时基于74系列逻辑器件，本设计将介绍基于单片机实现的方案。
74系列逻辑器件方案采用双积分电路+液晶显示器+逻辑电路+定时采样电路+数据处理实现，被测电压信号由信号输入端加到测量系统，进行预处理后送到后级电路。
单片机系统方案此方案采用输入处理电路+ADC0809+A T89C51+液晶显示实现，被测信号由ADC0809模拟输入端输入，单片机采集转换数据，将转换数据送出显示。
2023年度简易数字电压表本文将介绍2023年度简易数字电压表。
数字电压表（DVM）是一种电子测试仪器，用于测量电压。
数字电压表可以替代传统的模拟电压表，具有读数精度高、抗干扰强等优点。
随着科技的不断进步，数字电压表也不断发展，2023年度的数字电压表相比以前，有更高的精度和更多的功能。
2023年度的简易数字电压表具备以下特点：一、高精度2023年度的数字电压表具备更高的精度，可以达到0.1%的精度，使得测量结果更加准确、可靠。
二、实用性强2023年度的数字电压表还具备实用性强的特点。
此类数字电压表可以测量直流电压和交流电压，具有自动范围选择和手动范围选择功能，适用于不同的测量情况。
此外，数字电压表还具有PAUSE功能，可以冻结当前的测量值，方便用户进行观察。
三、易操作2023年度的数字电压表操作简单易懂。
数字电压表采用数字显示，让用户更加方便的阅读测量结果。
数字电压表还具有自动关机和低电量提示功能，让用户在测量时更加方便、安心。
四、多向度保护数字电压表还具有耐用性和多向度的保护措施。
数字电压表带有多重保护措施，包括反向电压保护、输入电阻过大保护、测量线接反保护等，有效保护数字电压表的使用寿命和用户的安全。
五、多种使用场景2023年度的数字电压表不仅可以在电子实验室中使用，还可以在家庭中使用。
数字电压表外观简洁大方，轻便易携，适合家庭使用，如检测电池、电器等设备的电压。
综上所述，2023年度的简易数字电压表具有高精度、实用性强、易操作等特点，方便用户进行各类电压测量。
随着技术的不断发展，数字电压表还将不断推陈出新，为广大用户提供更加便利的测量体验。
浅谈数字电压表的使用及稳定性提高-管理资料数字电压表对繁多的电量测试具有精度高,测量速度快,自动化程度高等优点,在科研生产的电量测试中得到了广泛的应用，。
只有正确使用数字电压表,才能保证其应有的精度。
一、数字电压表的误差公式数字电压表(DVM)通常用绝对误差△来表示,常见的有下列三种表示方式:△=士a%Ux士日%Um(l)△=士a%Ux士n字(2)△=士a%Ux士p%Um士n字(3)其中,a为误差的相对项系数,尽为误差的固定项系数,Um为满度值,Ux为读数值。
由以上三种表达方式可见,DVM的误差主要由两部分组成:一部分与被测量值Ux大小有关的项,即a项误差,它包括DVM标准源电压的误差,输入放大器误差,衰减器误差,刻度系数误差,非线性误差等。
另一部分是与Ux无关的项,即p项误差(包括n个字),它是由DVM的量子化误差;零点漂移;噪声干扰等因素引起的。
一般称第一项为读数误差,第二项(也包括第三项)为固定项误差或满度误差。
满度误差日%Um和固定项误差n个字实值是一样的,它们都是表示与被测电压大小无关的固定误差,二者可直接相互换算。
二、数字电压表的正确使用使用数字电压表的一般原则,首先要检查供电电源的接线板,火线,中线和地线接线是否正确,可靠。
电压值,频率应与数字电压表要求的供电电压值,频率一致。
数字电压表使用环境要清洁,远离强电,磁场。
做不到的单位,应定期打开盖板进行清除灰尘的污染。
南方潮湿地区犷应经常给仪器通电和使用。
电压表要求连续通电,不能频繁开、断电源。
使用时电压表的量程选择首先应放置在自动量程,避免过高的电压输人将电压表损坏。
1、正确使用数字电压窦才能保证测量精度根据数字电压表的技术条件,其误差极限用绝对误差△表示:△=士(a%Ux b写Uln)(1)其中:a一误差的相对项系数。
b一误差的固定项系数。
Ux一显示值。
Um一量程满刻度值。
用相对误差可表示为:r=士(a肠 b%um/Ux)(2)a,b和Um为技术说明书中给定值。
文献综述1 前言数字电压表（Digital Voltmneter ）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。
数字电压表与模拟电压表相比，具有读数直观、准确，显示范围宽、分辨力高，输入阻抗大，集成度高、功耗小、抗干扰能力强，可扩展能力强等特点。
在现代检测中，高精度数字电压表进行现场检测，将检测到的数据送入微计算机系统，完成计算、存储、控制和显示等功能。
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量，如直流电压，转换成不连续的离散的数字形式，并在液晶显示器上显示出来。
这有别于传统的以指针加刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视差和视觉疲劳。
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、自动测试系统等领域，显示出强大的生命力。
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。
目前数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换器的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，本文A/D转换器采用ADC0809对输入模拟信号进行转换，控制核心AT89c5l再对转换的结果进行运算和处理，最后驱动输出装置显示数字电压信号，可以测量0～5V的8路直流电压值，并在LCD液晶上轮流显示或单路选择显示，并可以与PC机进行串行通信。
2主题数字电压表的硬件电路设计主要包括：ADC0809构成的A/D转换模块，89C51单片机数据处理模块以及SMC1602A液晶显示模块。
2.1 A/D转换模块A/D转换模块主要由ADC0809来完成。
ADC0809是一种8位逐次逼近型A/D 转换器，带8个模拟量输入通道，芯片内带通道地址译码锁存器，输出带三态数据锁存器，启动信号为脉冲启动方式，每个通道的转换大约为100s。
图1ADC0809内部逻辑结构如图1所示。
ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个8位A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。
（1）显示清晰直观，读数准确：数字电压表能避免人为测量误差（例如视差），保证读数的客观性与准确性；同时它符合人们的读数习惯，能缩短读数和记录的时间，具备标志符显示功能，包括测量项目符号、单位符号和特殊符号。
（2）准确度高：数字电压表的准确度远优于模拟式电压表。
例如，3½位、4½位DVM的准确度分别可达±0.1%、±0.02%。
（3）分辨率高：分辨率是指所能显示的最小数字（零除外）与最大数字的百分比。
数字电压表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值反映仪表灵敏度的高低，且随显示位数的增加而提高。
（4）扩展能力强：在数字电压表的基础上可扩展成各种通用及专用数字仪表、数字多用表（DMM）和智能仪器，以满足不同的需要。
如通过转换电路测量交直流电压、电流，通过特性运算可测量峰值、有效值、功率等，通过变化适配可测量频率、周期、相位等。
（5）测量速率快：数字电压表在每秒钟内对被测电压的测量次数叫测量速率，单位是“次/s”。
主要取决于A/D转换器的转换速率，其倒数是测量周期。
3½位、5½位DVM的测量速率分别为几次每秒、几十次每秒。
8½位DVM采用降位的方法，测量速率可达10万次/s。
（6）输入阻抗高：数字电压表的输入阻抗通常为10MΩ～10000MΩ，最高可达1TΩ。
在测量时从被测电路上吸取的电流极小，不会影响被测信号源的工作状态，能减小由信号源内阻引起的测量误差。
（7）抗干扰能力强：5½位以下的DVM大多采用积分式A/D转换器，其串模抑制比（SMR）、共模抑制比（CMR）分别可达100dB、80dB～120dB。
高档DVM还采用数字滤波、浮地保护等先进技术，进一步提高了抗干扰能力，CMR 可达180dB。
（8）集成度高，微功耗：新型数字电压表普遍采用CMOS大规模集成电路，整机功耗很低。
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