51单片机数字电压表设计论文

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。

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。

51单片机的数字电压表设计不需要仿真（原创版）目录一、引言二、51 单片机的数字电压表设计原理1.主要硬件2.电路设计3.编程方法三、设计优点1.电路简单2.成本低3.性能稳定四、设计局限性五、总结正文一、引言在电子技术领域，数字电压表是一种重要的测量工具，它可以将模拟信号转化为数字信号，并显示在数码管上。

随着单片机技术的不断发展，基于单片机的数字电压表设计越来越受到关注。

本文将以 51 单片机为例，介绍一种数字电压表的设计方法，该方法不需要仿真。

二、51 单片机的数字电压表设计原理1.主要硬件本设计采用 AT89C51 单片机、AD 转换器 ADC0808 和共阳极数码管为主要硬件。

AT89C51 是一款 8 位单片机，具有较高的执行速度和稳定性；ADC0808 是一款 12 位 A/D 转换器，可以将模拟信号转换为数字信号；共阳极数码管用于显示数字信号。

2.电路设计电路设计主要包括输入电阻分压、ADC0808 的连接和数码管的动态扫描显示。

在输入端，采用电阻分压方式降低输入电压，使其适合 ADC0808 的输入范围。

ADC0808 的输出端连接到单片机的数据总线，单片机根据输出的数字信号进行数据处理。

数码管采用动态扫描显示方式，通过单片机控制数码管的点亮时间，实现数字信号的显示。

3.编程方法编程主要分为两部分：一是数据采集，即将模拟信号转换为数字信号；二是数据处理和显示，即将采集到的数字信号进行处理并在数码管上显示。

在数据采集部分，程序需要发送 ADC0808 的启动信号，并读取转换后的数字信号。

在数据处理和显示部分，程序需要根据数码管的显示要求，控制数码管的点亮时间。

三、设计优点1.电路简单：本设计采用较少的硬件，电路连接简单，易于实现。

2.成本低：主要硬件都是常见的单片机和元器件，成本较低。

3.性能稳定：采用成熟的单片机技术，性能稳定可靠。

四、设计局限性虽然本设计具有较多的优点，但仍然存在一定的局限性。

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 (2)摘要 (6)关键词 (7)引言 (8)第一章AD转换器 (9)1．1AD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 (12)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 (26)附录 (27)致谢 (29)毕业设计任务书开题报告摘要随着我国现代化技术建设的发展，电子检测技术日新月异,本此设计基于80C51单片机的一种8路输入电压测量电路，该电路采用ADC0809 A D转换元件,实现数字电压表的硬件电路与软件设计。

该系统的数字电压表电路简单, 可以测量0～5V的电压值,并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。

所用的元件较少,成本低,调节工作可实现自动化。

还可以方便地进行8路AD转换量的测量,远程测量结果传送等功能。

With the construction of modern technology, electronic detection technology advances, the 80C51 microcontroller for this design is based on an 8-input voltage measurement circuit that uses ADC0809 A D conversion components, digital voltage meter . The system's digital voltmeter circuit is simple, can measure the voltage 0 ~ 5V, and the four turns on the LED digital display or a single select Show. Fewer components used in low cost, regulation work can be automated. You can also easily 8 A D conversion volume measurement, remote measurement transferfunctions.数字电压表单片机 AD转换 AT80C51Digital voltmeter microcontroller A D conversion AT80C51数字电压表简称DVM，它是采用了数字化测量技术，把连续模拟量（直流输入电压）转换成不连续，离散的数字形式加以现实的仪表。

基于51单片机的数字电压表仿真设计一、引言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。

数字电压表是采用数字化测量技术设计的电压表。

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,因此在电压测量、电压校准中有着广泛的应用。

而单片机也越来越广泛的应用与家用电器领域、办公自动化领域、商业营销领域、工业自动化领域、智能仪表与集成智能传感器传统的控制电路、汽车电子与航空航天电子系统。

单片机是现代计算机技术、电子技术的新兴领域。

本文采用ADC0808对输入模拟信号进行转换,控制核心C51单片机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,通过Proteus仿真软件实现接口电路设计,并进行实时仿真。

Proteus软件是一种电路分析和实物模拟仿真软件。

它运行于Windows 操作系统上,可以进行仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,是集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件,功能强大,具有系统资源丰富、硬件投入少、形象直观等优点,近年来受到广大用户的青睐。

二、数字电压表概述1、数字电压表的发展与应用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，而且要求不能超过该量程。

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，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。

2、本次设计数字电压表的组成部分本设计是由单片机AT89C51作为整个系统控制的核心，整个系统由衰减输入电路、量程自动转换电路、交直流转换电路、模数转换及控制电路以及接口电路五大部分构成。

摘要随着电子技术的发展，电子测量技术对测量的精度和功能的要求也越来越高，而数字电压表作为实验室的基本测量设备，它可以很好的满足测量精度和功能的要求。

本设计利用AT89S51单片机技术结合A/D转换（采用ADC0809）构建了一个直流数字电压表。

经过对数字电压表基本原理的分析，本文设计了一个以51单片机为核心的数字电压表系统，给出了直流数字电压表的设计流程，设计了电压测量子系统和电流测量子系统，给出了硬件电路的框图、电气原理图和软件流程图。

系统设置了3个键的键盘，用于设定电压、电流切换的功能键、系统复位键以及清零键。

关键词：数字电压表；AT89S51单片机；A/D转换；ADC0809；AbstractAs electronic science and technology development, electronic measurement technology on the accuracy of measurement and functional requirements are increasingly high, and digital voltmeter measurement equipment as the basic laboratory, it can well meet the measuring precision and function requirements. A dc digital voltmeter is built by using AT89S51 with the A/D convertor (ADC0809)in the paper.This paper first introduces the main method and design voltmeter SCM system advantage; Then introduces the design process of dc digital voltmeter, and hardware system and the design of software system, and gives the hardware circuit design system diagram and software system design flow diagram.Keywords: Digital voltmeter； AT89S51MCS; A/D conversion; ADC0809.目录1 绪论 (1)1.1前言 (1)1.2数字电压表的介绍 (1)1.2.1数字电压表的发展概况 (1)1.2.2数字电压表在各领域中的应用 (2)1.2.3数字电压表的优点 (2)1.3单片机的介绍 (3)1.3.1单片机简介 (3)1.3.2单片机的发展概况 (3)1.3.3单片机的应用 (4)1.3.4单片机的特点 (6)1.4课题背景，国内外研究现状 (6)1.5本文主要研究内容 (8)2 数字电压表的工作原理 (9)2.1数字电压表的基本结构 (9)2.2数字电压表的工作原理 (9)2.2.1模数（A/D）转换与数字显示电路 (10)2.2.2多量程数字电压表分压原理 (10)2.2.3多量程数字电压表分流原理 (11)3 硬件系统各模块具体设计及实现 (14)3.1单片机的选择 (14)3.1.1AT89S51的引脚框图 (15)3.1.2AT89S51的内部结构图 (17)3.2A/D转换器的选择 (18)3.2.1ADC0809的引脚结构 (19)3.2.2ADC0809的内部逻辑结构 (21)3.3显示器的选择 (21)3.4键盘的选择 (23)3.5表笔探针设计 (23)4 系统总体方案研究 (25)4.1总体方案确定 (25)4.2系统框图及阐述 (25)4.3ADC0809与AT89S51的连接 (26)4.4键盘与单片机的连接 (27)4.5多量程数字电压表档位切换原理 (28)4.5.1多量程电压的测量 (28)4.5.2多量程电流的测量 (30)5 系统的软件设计 (31)5.1系统软件设计的总体思想 (31)5.2系统单片机的软件设计 (31)5.2.1键盘的处理 (31)5.2.2显示的处理 (31)5.2.3档位切换的处理 (32)6 系统软件流程图 (33)6.1主程序流程图 (33)6.2A/D转换流程图 (34)7 设计总结 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录 (38)1 绪论1.1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。

毕业论文基于单片机的数字电压表的设计摘要本设计主要研究的是以AT89C51单片机为核心的电压测量系统，该系统能够在单片机的控制下完成对电压信号采集，能够根据采样值进行量程自动转换，并且测量结果可通过四个数码管显示出来。

整个系统的设计完成了硬件电路的设计及软件程序的编写，通过最终硬件电路的调试及软件程序的仿真，使该系统能够在要求的条件下达到正常的测量及显示功能。

在整个系统的设计过程中，主要采用了模块化的设计方法。

关键词：AT89C51单片机；数字电压表；模块化Design of the digital voltmeter based on the MCUAbstractThis paper introduces an achievement of a voltage measure system based on the AT89C51 MCU. This system can accomplish the signal sampling of voltage, and change range automatically according to the signal sampled. The result can be displayed through numeral rube of four places.In this design, the hardware circuit and software programming are both realized at the judge of hardware circuit and imitation of software program. This system can fulfill the function of measure and displaying under the demanded conditions.Over the designing of the whole system, the method of modularity is used. Key words: AT89C51 MCU; Digital Voltmeter; Modularity目录绪论 (1)第一篇硬件部分的设计 (1)1.数据采集部分的设计 (2)1.1 交流信号和直流信号的采样 (2)2.量程自动转换电路的设计 (4)3.模数转换单元的设计 (5)4.控制电路的设计 (7)4.1总体概况 (7)一.主要功能 (7)二.内部结构框图 (8)三.外部引脚说明 (9)4.2 单片机在系统中的应用 (11)5.显示部分的设计 (12)5.1键盘显示8279芯片 (12)5.2 8279的组成和基本工作原理 (13)5.3 8279引脚及功能 (15)5.4 8279的工作方式及命令字格式 (17)第二篇软件系统的设计 (23)1.MCS-51单片机汇编语言 (23)2.主程序的设计 (23)3.子程序的设计 (25)3.1采样程序的设计 (25)3.2 量程处理程序的设计 (26)3.21 采样及其处理程序 (26)3.22 计算部分的设计 (28)3.23 显示部分的软件设计 (29)3.3 超量程处理 (29)4.系统程序清单 (29)设计总结 (41)参考文献 (41)绪论在电气测量中，电压是一个很重要的参数。

内容摘要：进入二十一世纪以来，在现代化检测技术运用过程中，往往需要通过具有高精细度以及科学化的数字电压表完成相应的现场检测工作。

通过将世纪检测得到的数据通过传输功能送入计算机计算中心，从而完成相应的存储、计算以及控制、实时显示等各项功能。

而在本文中，笔者所的数值电压表为51式单片机（AT89c51），而A/D转换装置采用的是TLC2543型号硬件，从而实现整个数值电压表软件以及硬件电路的设计。

在本系统中，具有电路简单，元件使用数量少、设计成本低等优点，并且整个调节过程完全自动化。

除此以外，本数字电压表可以进行八路的转化量（A/D）测量以及测量结果远程传送等多项功能。

本设计数值电压表能够对0V～5V电压的8路电压值进行准确的测量，同时在外部数码管上进行单路或者轮流模式的显示。

关键词：模拟信号数字电压表单片机 A/D转换The design of digital voltage meter based on 51 single chipmicrocomputerAbstract：the twenty-first century, in the process of applying modern detection techniques , often need to complete the appropriate field testing work by having a high finesse and scientific digital voltmeter . Century detected by the data transfer function obtained by computing center into the computer , thus completing the appropriate storage , computing and control , real-time display and other functions . In this article, the author numerical voltmeter 51 type microcontroller (AT89c51), while the A / D converter TLC2543 model is used in hardware , enabling the entire value voltmeter software and hardware design . In this system , with a simple circuit using a small number of components , design and low cost , and the whole adjustment process is fully automated. In addition, the eight digital voltmeter can be converted amount (A / D) measurement and remote transmission of measurement results and many other features . The design values voltmeter capable of 0V ~ 5V voltage 8 accurately measure voltage , single or simultaneous display mode turns on an external digital control .Keywords: Analog signal Digital voltmeter SCM A/D converter；目录前言 (1)1 概述 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 研究意义 (1)2 设计方案分析 (2)2.1 A/D转化装置 (2)2.2 电源 (2)3 硬件部分设计分析 (3)3.1 单片机 (3)3.1.1 对单片机芯片进行选择 (3)3.2 外围电路与AT89C51接口设计分析 (6)3.2.1 TLC2543 (7)3.2.2 TLC2543的特点 (7)3.2.3 TLC2453接口时序 (7)3.2.4 TLC2543 A/D芯片与89C51单片机的接口 (7)4 软件部分设计分析 (10)4.1 程序初始化 (11)4.2 A/D转换装置子程序 (12)4.3 显示子程序 (12)5 结论 (13)参考文献： (14)附录： (15)基于51单片机的数字电压表设计前言随着时代的进步，科技不断发展，电压表也在更新换代，由以前的表面指针电压表更替为以数码管或者液晶显示面板显示的电压表。

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。

基于５1单片机数字电压表的设计基于51单片机数字电压表的设计摘要：本文介绍了基于ＳＴC8９C52单片机为核心的,以AD0809数模转换芯片作为采样，以四位八段数码管作为显示的具有测量功能的具有一定精度的数字电压表。

在实现基础功能的情况下,另外还可以扩展串行口通信,时钟，等其他一系列功能，使系统达到了良好的设计效果和要求。

本课题主要解决A/Ｄ转换,数据处理及显示控制等三个模块。

关键词:ＳＴC89C52；数字电压表;模数转换；数字信号Aｂstｒact:Thｉs paper introｄucｅs ＳTC89C52 SCM as thｅ core basｅd on A Ｄ０80９ aｎalｏg-to-digitaｌ coｎverｓｉon chip，ａs saｍｐled ｔo fｏur ｓeve ｎｓｅgment diｇitaｌ tubｅａs diｓplay witｈcｅrｔaｉｎwiｔh measuｒing ｆｕnctｉon of digitａl vｏlｔmeteｒａccurａｃy. Ｔｈe baｓic funcｔion ｉｎ re ａｌiｚiｎg ciｒcｕmstａnce， alｓo caｎ expand ｓerｉal port cｏmmｕｎｉcａｔi ｏｎ, clock， and ｏthｅr seｒｉｅs oｆ funｃtion, makｅ thｅ system ｔo achi ｅvｅ a goｏd desiｇn effｅct ａｎd requｉremeｎts.Thｉs subｊｅct mainly tｏsolvｅ AＤ, dａta procｅｓsｉng ａｎd dispｌａy coｎtrol tｈreｅ moduｌes.Keｙ worｄｓ: Digital voltmeter; Ｆrequenｃｙ-field; Ｄｉgiｔal sｉgnａl本设计在分析研究和总结了单片机技术的发展历史及趋势的基础上，以使用可靠,经济,精度高等设计原则为目标，设计出基于单片机的数字测量电压表。