基于Proteus的数字电压表设计与仿真
基于Proteus的数字电压表仿真设计
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Proteus仿真单片机数字电压表定时器给时钟频率
单片机课程设计报告设计题目：数字电压表专业班级学号学生姓名指导教师设计时间教师评分2015年6 月26 日目录1.概述 (1)1.1目的 (1)1.2课程设计的组成部分 (1)2. 数字电压表设计的内容 (2)2.1软件仿真电路设计 (2)2.1.1设计思路 (2)2.1.2仿真电路图 (2)2.1.3设计过程 (3)3..2设计课题软件系统程序清单 (4)3.总结 (9)3.1课程设计进行过程及步骤 (9)3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的 (12)3.3体会收获及建议 (12)3.4参考资料（书、论文、网络资料） (13)4.教师评语 (13)5.成绩 (13)1.概述1.1目的设计一个能够测量直流电压的数字电压表。
测量电压范围0～5V，测量精度小数点后两位。
该电压表上电或按键复位后能自动显示系统提示符作者信息，进入测量准备状态，按测量开始键则开始测量，并将测量值显示在液晶显示器上。
按退出键完成电压表的测量。
1.2课程设计的组成部分本电压表主要由单片机、4*4行列式键盘、显示接口电路和复位电路构成，设计课题的总体方案如图1.1所示：图1.1 总体设计方案图本电压表的所有的软件、参数均存放在AT89S52的Flash ROM和内部RAM中，减少了芯片的使用数量简化了整体电路也降低了整机的工作电流。
行列式键盘采用动态扫描方式。
利用单片机定时器及计数器产生定时效果通过编程形成数字电压表效果，再利用液晶显示单片机内部处理的数据，同时通过端口读入当前外部控制状态来改变程序的不同状态，实现不同功能。
2. 数字电压表设计的内容2.1软件仿真电路设计2.1.1设计思路多路数字电压表应用系统硬件电路由单片机、A/D转换器、数码管显示电路和按键处理电路组成，由于ADC0808在进行A/D转换时需要有CLK信号，本试验中ADC0809的CLK直接由外部电源提供为500kHz的方波。
由于ADC0809的参考电压VREF＝VCC，所以转换之后的数据要经过数据处理，在数码管上显示出电压值。
基于Proteus的简易直流数字电压表的设计
程序３ 个程 序 模 块 组 成 ， 程 序 流程 如 图３ 所示。
２ ． ２ ． １ 主程 序
码 文件 （ 术 ． ｈ ｅ ｘ ） ， 然 后在 Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｓ 仿 真平 台上将． ｈ ｅ ｘ 文件加 载
器Ｔ ０ 。 最 后 进 入 死 循 环 实验表明， 基于 Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｓ ￣ Ｄ Ｋ ｅ ｉ ｌ 设 计 的简 易直 流 数 字 电 状态 进 行 多次试 转 。 压表， 具 有 结 构简 单 、 功 能可 靠 、 使 用方 便 等优 点 ， 达 到 了预 ２ ． ２ ． ２ 定时器 中断程序 期 效 果 。 该 设 计 方 法可 以 降低 开 发 成 本 ， 缩短开发周期， 适
１ ． ５ ０ ３ ０ ． ０ ０ ３
１ ． ９ ９ ２ ０ ． ０ ０ ８
２ ． ９ ８ ８ ０ ． ０ １ ２
３ ． ４ ７ ６ ０ ． ０ ２ ４
３ ． ９ ８ ４ ０ ． ０ １ ６
４ ． ４ ７ ２ ０ ． ０ ０ ８
４ ． ９ ８ ０ ０ ． ０ １ ０
程 序 设 计主 要 由主 程 序 ， 定 时器 中断 程 序 ， 外 部 中断 子
２ ． ２ ． ３ 外部中断子程序
当转 换 结 束后 ， 根 据 一定 的算 法 求 出各 位 的值 ， 并通 过
Ｐ ０ ， Ｐ ２ 口送 Ｌ Ｅ Ｄ 显示 。
２ ． ３ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｓ 和Ｋ ｅ ｉ ｌ 联 合 仿 真 系统 采 用 Ｃ 语 言编 程 ， 具 有代 码 简洁 ， 可读 性 强 ， 移 植性
Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕｓ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｓｉ ｍｐｌ ｅ Ｄｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｖｏ ｌ ｔ ｍｅ ｔ ｅ ｒ Ｄ Ｃ— Ｂａ ｓ ｅ ｄ
基于AT89C51单片机的数字电压表的Proteus仿真设计与应用
基于AT89C51单片机的数字电压表的Proteus仿真设计与应用一、本文概述本文旨在深入探讨基于AT89C51单片机的数字电压表的Proteus 仿真设计与应用。
我们将从AT89C51单片机的特点出发，分析其在数字电压表设计中的优势，并详细阐述如何利用Proteus仿真软件进行电路设计与仿真的全过程。
通过本文的阐述，读者将能够对基于AT89C51单片机的数字电压表的设计原理、电路构建、仿真测试等方面有全面的了解，并能在实践中应用所学知识，实现数字电压表的开发与优化。
本文将首先介绍AT89C51单片机的基本特性，包括其内部结构、功能特点以及适用场景。
接着，我们将详细解析数字电压表的设计原理，包括电压信号的采集、处理与转换等关键步骤。
在此基础上，我们将深入探讨如何利用Proteus仿真软件进行电路设计与仿真，包括电路元件的选择、电路连接、仿真参数设置等具体操作。
通过Proteus仿真软件的应用，我们能够在虚拟环境中对数字电压表进行仿真测试，从而验证电路设计的正确性，预测实际运行效果，优化电路设计。
Proteus仿真软件还具有操作简便、可视化程度高、仿真速度快等优点，使得电路设计与调试过程更加高效便捷。
本文将总结基于AT89C51单片机的数字电压表的Proteus仿真设计与应用过程中的经验教训，为读者在实际开发中提供参考与借鉴。
通过本文的学习与实践，读者将能够掌握数字电压表的设计与开发技能，为未来的电子工程设计与实践奠定坚实的基础。
二、AT89C51单片机概述AT89C51是Atmel公司生产的一款8位低功耗、高性能的CMOS微控制器，它属于AT89系列单片机。
AT89C51单片机内部集成了4KB 的可反复擦写的Flash只读程序存储器，这使得它具备了程序存储空间的持久性和可修改性，大大简化了程序的更新和维护过程。
它还拥有128字节的内部RAM，用于程序执行过程中的数据存储和临时变量存储。
AT89C51单片机采用了32个可编程的I/O口线，满足了大多数基本外设的接口需求。
proteus电压表课程设计
proteus电压表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电压表的基本原理和功能，掌握电压表在电路仿真中的应用。
2. 学生能够描述电压表的使用方法，包括量程选择、接线方式等。
3. 学生能够运用电压表测量电路中的电压值，并准确读取数据。
技能目标：1. 学生能够使用Proteus软件搭建电路，并正确添加电压表进行仿真实验。
2. 学生能够通过调整电压表的量程和设置，进行不同电压范围的测量，掌握电路调试技巧。
3. 学生能够分析电压表测量数据，解决简单的电路故障问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子测量仪器的兴趣，提高学习电子技术的热情。
2. 学生通过电压表的使用，增强实践操作能力，培养动手解决问题的自信心。
3. 学生在学习过程中，培养团队合作精神，尊重他人意见，形成良好的交流与沟通习惯。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合Proteus软件进行电路仿真，以电压表为核心内容，提高学生对电路测量和调试的技能。
学生特点：学生已具备一定的电子基础知识，对电路有一定了解，但对电压表的使用和测量技巧掌握不足。
教学要求：通过本课程，使学生掌握电压表的使用方法和电路调试技巧，提高实践操作能力，培养学生对电子技术的兴趣和情感。
教学过程中注重理论与实践相结合，强化操作训练，关注学生个体差异，提供有针对性的指导。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材相关章节，组织以下教学内容：1. 电压表基础理论：包括电压表的工作原理、分类、主要参数等，参考教材第3章“电子测量仪器”相关内容。
2. 电压表的接线方法：讲解电压表的正确接线方式，包括电压表的量程选择、极性判断等，参考教材第4章“电压、电流测量”相关内容。
3. Proteus软件操作：学习Proteus软件的基本操作，包括电路图绘制、元件添加、仿真设置等，参考教材第2章“Proteus软件使用”相关内容。
4. 电压表仿真实验：利用Proteus软件进行电压表仿真实验，包括直流电压、交流电压测量等，参考教材第5章“电路仿真实验”相关内容。
基于Proteus的数字电压表仿真设计
毕业设计-基于Proteus的数字电压表的设计【范本模板】
毕业设计 [论文］题目：基于proteus的数字电压表的设计系别：电子信息工程工程技术专业：电子信息工程姓名：学号：指导教师:目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1。
1 选题的目的意义 (1)1。
2 国内外研究综述 (1)1。
3 毕业设计（论文)所用的方法 (2)2 系统方案设计 (3)2.1 设计思路 (3)2。
2 设计方案 (5)3 硬件电路设计 (7)3.1 时钟电路 (7)3。
2 复位电路 (8)3。
3 数据采集电路 (8)3。
4 显示电路 (9)3.5 总设计原理图 (11)4 软件设计 (12)4.1 主程序流程图 (12)4.1.1 主程序流程图 (12)4。
1.2 主程序代码 (12)4。
2 显示子程序流程图 (14)4.2.1 显示子程序流程图 (14)4.2。
2 显示子程序代码 (15)4.3 A/D转换子程序流程图 (16)4。
3。
1 A/D转换子程序流程图 (16)4.3.2 A/D转换子程序代码 (17)4。
4 数据处理子程序流程图 (17)4。
4。
1 数据处理子程序流程图 (17)4.4.2 数据处理子程序代码 (18)5 软件仿真 (19)5。
1 调试与仿真 (19)5。
1.1 仿真软件简介 (19)5.1.2 仿真步骤 (20)5.2 误差分析与仿真 (20)5。
2.1 仿真误差分析 (20)5.2。
2 仿真图 (20)结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录 A (27)摘要在现代检测技术中，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,因此常用高精度数字电压表进行检测。
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。
将检测到的数据送入微型计算机系统，完成计算、存储、控制等功能。
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，显示出强大的生命力。
基于Proteus的全硬件LED数字电压表设计与仿真_朱清慧
单元。另外，ＡＤＣ 的控制端信号以及计数器的启 动、复位信号对系 统 是 否 能 正 常 工 作 是 至 关 重 要 的，这一部分 分 散 的 单 元 统 称 为 复 位／启 动 模 块。 综 上 所 述 ，全 硬 件 数 字 电 压 表 共 由 ５ 大 模 块 构 成 ， 如图１所示。
图 １ 系 统 功 能 模 块 组 成 Ｆｉｇ．１ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＬＥＤ ｄｉｇｉｔａｌ ｖｏｌｔｍｅｔｅｒ ｗｉｔｈ ｗｈｏｌｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｒｏｔｅｕｓ
ＺＨＵ Ｑｉｎｇ－ｈｕｉ＊ ，ＷＡＮＧ Ｚｈｉ－ｋｕｉ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｙａｎｇ４７３００４，Ｃｈｉｎａ）
会出现在 ＯＵＴ１～ＯＵＴ８ 端 线 上，而 是 锁 存 在 内
部数据缓冲 器 中，转 换 结 束 后，ＥＯＣ 变 成 高 电 平
作为指示。但要 打 开 缓 冲 器，必 须 给 ＯＥ 输 入 一
个 高 电 平，转 换 数 据 才 输 送 到 ＡＤＣ０８０８ 的
ＯＵＴ１－ＯＵＴ８ 端。 因 此，把 ＥＯＣ 直 接 连 到
（ａ）模拟信号接线。测量 电 压 接 在 ＡＤＣ０８０８ 的模拟量输入第７通道，对 应 的 通 道 地 址 为 １１１， 即 ＡＤＤＣ、ＡＤＤＢ、ＡＤＤＡ 端 皆 为 高 电 平，这 里 接
第３期
朱清慧，等：基于 Ｐｒｏｔｅｕｓ的全硬件 ＬＥＤ 数字电压表设计与仿真
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基于Proteus的数字电压表设计与仿真专业：0811电子信息工程学号： 08128041 姓名：唐浩摘要：在现代检测技术中，常用高精度数字电压表进行检测，将检测到的数据送入微型计算机系统，完成计算、存储、控制等功能。
本文中数字电压表的控制系统采用AT89C51单片机，A/D转换器采用ADC0809为主要硬件，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，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A/D转换的测量，远程测量结果传送等功能。
数字电压表可以测量0~5V的电压值，并在四位LED数码管上轮流显示,并且应用Proteus的ISIS软件进行单片机系统设计与仿真.关键词：单片机；数字电压表；A/D转换ADC0809；ProteusDesign and Simulation of digital Voltmeter Based on Proteus Abstract：In modern measuring technology, it is often required to conduct site measuring with a digital voltmeter. The data measured will then be input into the micro-computer system to execute such functions like calculating, storing, controlling, and displaying. The digital voltmeter control system described in this paper makes use of AT89C51 SC computer and ADC0809 A/D converter to fulfill the designing of the software as well as the electrical circuit. The voltmeter features in simple electrical circuit, lower use of elements, low cost and automatic regulation, while it can also easily carry out the duties of measuring A/D converted values from 8 routes and remote transfer of measuring data. The meter is capable of measuring voltage from 0 to 5 volt, and displaying the measurements in turn or only that from a selected route，and use software ISIS of Proteus to realize the circuit design and simulation.。
Keywords:Single chip microcomputer；digital V oltmeter；A/D switch ADC0809；Proteus1 绪论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。
同时随着微电子技术的迅速发展和超大规模集成电路的出现，特别是单片机的出现，正在引起测量控制仪表领域的新的技术革命[1]。
由于使用的是高效单片机作为核心的测量系统，以及灵敏度和精度较高的A/D转换器，使本直流电压表具有精度高、灵敏度强、性能可靠、电路简单、成本低的特点，加上经过优化的程序，使其有很高的智能化水平[2]。
数字电压表相对于指针表而言读数直观准确，电压表的数字化是将连续的模拟量转换成不连续的离散的数字形式并加以显示。
这有别于传统的以指针与刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视差和视觉疲劳[3]。
2 系统方案设计利用MCS-51系列单片机设计简易数字电压表测量0～5v的8路输入电压值，并在四位LED 数码管上轮流显示或单路选择显示。
测量误差约为±0.02V。
系统设计方框图如图1所示。
图1系统设计方框图3 硬件电路设计3.1时钟电路XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2悬空。
内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。
晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。
电容取30PF 左右。
系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路如图2所示[2]。
图2时钟电路图3.2复位电路复位电路如下图3所示，按键没有按下时，RST端接电容下极板是低电平，按键按下时，RST端接在电阻上端变为高电平，达到复位的目的[2]。
图3复位电路图3.3数据采集模块通过ADC0809采集数据，输入到单片机内，如图4所示：图4数据采集模块电路图3.4显示电路通过4位数码管来显示，如图5所示：图5显示电路图4 软件设计4.1主程序流程图主程序流程图如图6所示：图6主程序流程图4.2显示子程序流程图显示子程序流程图如图7所示：图7显示子程序流程图4.3 A/D转换子程序流程图A/D转换子程序流程图,如图8所示：图8A/D转换子程序流程图4.4数据处理子程序流程图数据处理子程序流程图，如图98所示：图9数据处理子程序流程图5 源代码LED1 EQU 30H ;初始化定义LED2 EQU 31HLED3 EQU 32H ;存放三个数码管的段码ADC EQU 35H ;存放转换后的数据ST BIT P3.2OE BIT P3.0EOC BIT P3.1 ;定义ADC0809的功能控制引脚ORG 0000HLJMP MAIN ;跳转到主程序执行ORG 0030HMAIN: MOV LED1,#00HMOV LED2,#00HMOV LED3,#00H ;寄存器初始化CLR P3.4SETB P3.5CLR P3.6 ;选择ADC0809的通道2WAIT: CLR STSETB STCLR ST ;在脉冲下降沿启动转换JNB EOC,$ ;等待转换结束SETB OE ;允许输出信号MOV ADC,P1 ;暂存A/D转换结果CLR OE ;关闭输出MOV A,ADC ;将转换结果放入A中，准备个位数据转换MOV B,#50 ;变换个位调整值50送BDIV ABMOV LED1,A ;将变换后的个位值送显示缓冲区LED1MOV A,B ;将变换结果的余数放入A中，准备十分位变换MOV B,#5 ;变换十分位调整值5送BDIV ABMOV LED2,A ;将变换后的十分位值送LED2MOV LED3,B ;最后的余数作百分位值送LED3LCALL DISP ;调用显示程序AJMP W AITDISP:MOV R1,#LED1 ; 显示子程序CJNE @R1,#5,GO ;@R1=5V?是往下执行，否，则到GOMOV LED2,#0H ;是5V，即最高值，将小数的十分位清零MOV LED3,#0H ;将小数的百分位清零GO:MOV R2,#3 ;显示位数赋初值，用到3位数码管MOV R3,#0FDH ;扫描初值送R3DISP1:MOV P2,#0FFH ;关闭显示,目的防止乱码MOV A,@R1 ;显示值送AMOV DPTR,#TAB ;送表首地址给DPTRMOVC A,@A+DPTR ;查表取段码CJNE R2,#3,GO1 ;判断是否个位数码管？否则跳到GO1 ORL A,#80H ;将整数的数码管显示小数点GO1:MOV P0,A ;送段码给P0口MOV A,R3MOV P2,A ;送位码给P2口LCALL DELAY ;调用延时MOV R3,ARL A ;改变位码MOV R3,AINC R1 ;改变段码DJNZ R2,DISP1 ;三位是否显示完？否则调到DISP1RETDELAY:MOV R6,#10 ;延时5S程序：D1:MOV R7,#250DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETTAB: DB 3FH, 06H,5BH,4FH,66H;共阴极数码管显示0-4 ;显示数据表：DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH;显示5-9END6电路原理图电路原理图如图10所示：图10电路原理图7 仿真图调节滑动变阻器的位置，可以测出相应的电压值，如图11所示。
图11测量电压仿真图该电路可测得电压范围是0-5V,最大电压值如图12所示。
图12最大测量电压图该电路测量的误差在约为±0.02V，如图13所示。
图13最小测量误差图8 结束语利用仿真功能强大、仿真元件模型丰富的Proteus软件对数字电压表各个单元电路和整体电路进行了设计和详尽的仿真分析,缩短了设计周期,提高了设计效率,降低了设计成本. 同时, Proteus软件对于电子技术的教学演示和实际设计都具有很大的辅助作用.参考文献[1] 陈朝元,鲁五一.Proteus软件在自动控制系统仿真中的应用[J].系统仿真学报, 2008(1):318-320.[2] 毛谦敏.单片机原理及应用设计系统[M]．北京：国防工业出版社，2008:22-26.[3] 康华光.电子技术基础(数字部分) [M]. 5版. 北京:高等教育出版, 2005: 290-293.。