电压表说明书
唐山学院
单片机原理及应用课程设计
题目简易数字电压表的设计
系 (部)
班级
姓名
学号
指导教师
2016 年 12 月 19 日至 12 月 30 日共 2 周
2016年 12 月 29 日
单片机原理及应用课程设计任务书
课程设计成绩评定表
1 引言
在电路设计中我们时常会用到电压表，过去大部分电压表还是模拟的，虽然精度较高但模拟电压表采用指针式，里面是磁电或电磁式结构，所以响应较慢为适应许多高速信号领域目前广泛使用数字电压表，数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础.而单片机是数字电压表的核心与基础，单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算、逻辑运算、数据传送，中断处理）的微处理器（CPU).
单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化。因此本次课程设计要求学生自己设计一个数字电压表，可以加强学生对单片机应用的理解，通过实践提高学生的动手动脑能力。
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装置LCD显示数字电压信号。
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2 系统工作原理
2.1 工作原理
（1）ADC0808内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。
（2）初始化时，使ST和OE信号全为低电平。
（3）将要转换的哪一通道的地址送到A，B，C端口上。
（4）在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。
（5）是否转换完毕，根据EOC信号来判断。
（6）当EOC变为高电平时，给OE为高电平，转换的数据就能输出给单片机。
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3 程序设计
3.1下图为程序软件设计(流程图)
(a)主程序流程图
（b ）A/D 转换子程序流程图
4 仿真结果
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5心得体会
在这一周的时间里，在老师和同学的帮助下，我基本完成了简易数字电压表的设计。因为是第一次接触Proteus和Keil软件，感觉比较难，通过查阅资料，掌握了从系统的需要、方案的设计、功能模块的划分、原理图的设计和电路图的仿真的设计流程，积累了不少经验，也初步学会使用这两个软件。
通过本次设计，我对硬件连接方面和软件编程方面有了深刻的了解。本次设计采用了AT89C51单片机芯片，其功能更为完善，应用领域也更为广泛。设计中还用到了模/数转换芯片ADC0808，通过这次设计，对它的工作原理有了更深的理解。在调试过程中遇到很多问题，硬件上的理论知识学得不够扎实，对电路的仿真方面也不够熟练。通过这次电路的设计和仿真，我从资料的收集中，掌握了很多单片机、LCD显示屏的知识，让我对我所学过的知识有所巩固和提高，并且让我对当今单片机，LCD显示屏的最新发展技术有所了解。在整个过程中，我学到了新知识，增长了见识。在今后的日子里，我仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。
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参考文献
[1]张毅刚.单片机原理及接口技术（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2015
[2]李群芳.单片微型计算机与接口技术（第五版）[M].北京：电子工业出版社，2015
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组成数字电压表的原理与应用
MC14433组成数字电压表的原理与应用 器件介绍： MC14433是美国Motorola公司推出的单片3 1/2位A/D转换器，其中集成了双积分式A/D转换器所有的CMOS模拟电路和数字电路。具有外接元件少，输入阻抗高，功耗低，电源电压范围宽，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只要外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器，其主要功能特性如下： 精度：读数的±0.05%±1字 模拟电压输入量程：1.999V和199.9mV两档 转换速率：2-25次/s 输入阻抗：大于1000MΩ 电源电压：±4.8V—±8V 功耗：8mW（±5V电源电压时，典型值） 采用字位动态扫描BCD码输出方式，即千、百、十、个位BCD码分时在Q0—Q3轮流输出，同时在DS1—DS4端输出同步字位选通脉冲，很方便实现LED的动态显示。
应用： MC14433最主要的用途是数字电压表，数字温度计等各类数字化仪表及计算机数据采集系统的A/D转换接口。 MC14433的引脚说明： [1]. Pin1(VAG)—模拟地，为高科 技阻输入端，被测电压和基准电压的接 入地。 [2]. Pin2(V R)—基准电压，此引脚 为外接基准电压的输入端。MC14433只要 一个正基准电压即可测量正、负极性的 电压。此外，V R端只要加上一个大于5 个时钟周期的负脉冲(V R)，就能够复为至 转换周期的起始点。 [3]. Pin3(Vx)—被测电压的输入端，MC14433属于双 积分型A/D转换器，因而被测电压与基准电压有以下关系： 因此，满量程的Vx=V R 。当满量程选为1.999V，V R 可 取2.000V，而当满量程为199.9mV时，V R 取200.0mV，在实 际的应用电路中，根据需要，V R 值可在200mV—2.000V之间 选取。 [4]. Pin4-Pin6(R1/C1，C1)—外接积分元件端。 次三个引脚外接积分电阻和电容，积分电容一般选0.1uF聚脂薄膜电容，如果需每秒转换4次，时钟频率选为66kHz，在2.000V满量程时，电阻R1约为470kΩ，而满量程为200mV时，R1取27kΩ。 [5]. Pin7、Pin8(C 01 、C 02 )—外接失调补偿电容端，电容一般也选0.1uF聚脂薄膜电容即可。 [6]. Pin9(DU)—更新显示控制端，此引脚用来控制转换结果的输出。如果在积分器反向积分周期之前，DU端输入一个正跳变脉冲，该转换周期所得到的结果将被送入输出锁存器，经多路开关选择后输出。否则继续输出上一个转换周期所测量的数据。这个作用可用于保存测量数据，若不需要保存数据而是直接输出测量数据，将DU端与EOC引脚直接短接即可。 [7]. Pin10、Pin11(CLK1、CLK0)—时钟外接元件端，MC14433内置了时钟振荡电路，对时钟频率要求不高的场合，可选择一个电阻即可设定时钟频率，时钟频率为66kHz时，外接电阻取300kΩ即可。 若需要较高的时钟频率稳定度，则需采用外接石英晶体或LC电路，参考附图。
数字电压表中文简介
数字电压表 译文 引言 这是一个很容易建立并且非常准确和有用的数字电压表。它被设计成一个面板仪表，可用于直流电源供应器或其他需要有一个准确电压指示的地方。该电路采用的ADC（模拟数字转换器）集成电路CL7107由Intersil公司生产。该IC采用40引脚的情况下整合了所有必要的电路模拟信号转换为数字，可以直接驱动4个7段LED显示。在IC中内置的电路是数字转换器，比较器，一个时钟，一个解码器和一个7段LED显示驱动器模拟。在这里它描述了一个可以显示在0-1999电压范围的直流电压电路。 LED显示屏数字电压表技术规格 - 特征 电源电压：.............+ / - 5V（对称）。 电源要求：.............200mA（最大）。 测量范围：.............+ / - 0-1,999V在四个范围。 精度：.................0.1％。 特征： 小尺寸。 简易建筑。 成本低。 简单的调整。 易于读取距离。 很少的外部元件。 数字电压表的基本原则 为了了解电路的运作的原则，说明ADC的集成电路工程是必要的。该集成电路具有以下非常重要的特点： 准确性。 抗干扰性。 无需要一个采样保持电路。 它有一个内置的时钟。 它不需要精度高的外部元件。 一个模拟数字转换器(ADC)，从现在起更好的称为双斜率转换器或集成转换器。这种类型的转换器通常优于其他类型，因为它提供了准确，简洁的设计和它可以将相对不重要的噪音变得非常可靠。如果将电路分两个阶段描述，该电路的操作将更好的理解。在第一阶段的输入集成电压和最后阶段的输出集成电压中有一个电压与输入电压成正比。在预设的时间结
电压和电压表的使用教案
13.4电压和电压表教案（第一课时) 一、教学目标： 知识与技能 1、通过与水压的类比了解电压的概念，知道电源提供了电压。 2、通过观察、实验掌握电压表的正确使用规则，学会正确使用电压表，能正确读数。 过程与方法 1、组织学生亲身体验科学的观察、探究过程，领会观察、探究的方法。 情感态度与价值观 1、培养学生实事求是和严谨的科学态度与协作精神。 二、教学重点和难点 学生自己动手观察、实验，根据实验现象、数据进行分析并正确表达出结论。 三、教学准备 学生实验器材：每组学生准备三节干电池，一只学生电压表，一只学生电流表一只电池盒，导线若干。 演示实验器材：电压表一只，电源，开关一个，规格不同或相同的小灯泡两个，导线若干，以及多媒体投影仪等。 四、设置预习交流： 1、布置学案引导学生进行自主预习。 2、布置预习小实验：利用一节干电池点亮一个小灯泡，再串联一节干电池，观察小灯泡亮度变化 五、课堂教学： 引入：演示“串并联电路连接实验”，提问“为什么取出干电池，小灯泡无法点亮?那么怎样才能使小灯泡持续点亮呢”引导学生提出“电路中形成持续的电流的原因”引入新课。 （一）电压（观看PPT展示） 活动一：以水压理解电压（类比法） 比较上面两幅图，找出电压与水压的类似的地方。 抽水机：保持一定水压水管：传输水流涡轮：利用水能工作阀门：控制水流通断
电源： 保持一定电压 导线： 传输电流 电灯： 利用电能工作 开关： 控制电流通断 电压： 形成电流的原因 。 电源 是提供电压的装置。 电压用字母 U 表示，电压的国际单位是 伏特 ，符号是 V 。常用单位： kV 、 mV 。换算关系：1kV ＝ 103 V ；1V ＝ 103 mV 。 活动二：了解身边的电压值（学生参阅课本p71） 一节干电池的电压是 1.5V ； 产生闪电时的电压是 104~109V ； 家庭电路的电压（我国）是 220V ； 大型发电机的电压是 1.5 ×104 V 。 （二）电压表(学生观察，得出结论，教师总结) 活动三：认识电压表 请观察电压表，你从表的外观上获得哪些信息？ 1、 有三个接线柱，“ — ”、“3”、“15” 2、 表盘中V 这个标志 3、 有调零的螺丝 4、 大量程“0 ~ 15V ”分度值0.5V 5、 小量程“0 ~ 3V ” 分度值0.1V 元件符号 学习使用电压表 观察与思考：（学生观察，得出结论，教师总结） 1、如果把标有“—”的接线柱和标有“3”的接线柱接到电路中，表示选用 0 ~ 3V 的量程，读数时，应以刻度盘 下排 （上排/下排）的数值为准，电压表的分度值为 0.1V 2、如果把标有“—”的接线柱和标有“15”的接线柱接到电路中，表示选用 0 ~ 15V 的量程，读数时，应以刻度盘 上排 （上排/下排）的数值为准，电压表的分度值为 0.5V 3、读出电压表的示数，教材P72图13-28. 4、电压表读数练习，观看PPT 5、电压表的使用规则（学生根据上述所学内容进行总结），观看PPT 学生演示实验用电压表测量小灯泡两端电压 比较电压表和电流表使用有哪些不同？（学生观察，得出结论，教师总结）
数字电压表汇编语言
$NOMOD51 ;------------------------------------------------------------------------------ ; This file is part of the C51 Compiler package ; Copyright (c) 1988-2002 Keil Elektronik GmbH and Keil Software, Inc. ;------------------------------------------------------------------------------ ; STARTUP.A51: This code is executed after processor reset. ; ; To translate this file use A51 with the following invocation: ; ; A51 STARTUP.A51 ; ; To link the modified STARTUP.OBJ file to your application use the following ; BL51 invocation: ; ; BL51
怎样使用电压表和电流表
谈电流表电压表的使用方法 所示，表盘上标有字母“A”字样，该表就是测量电流强度的电流表。 表盘上标有字母“V”字样，该表是测量电压的电压表。 2．会接表电流表必须串联在待测电路中，电流表的“+”极必须跟电源的“+”极端靠近，电流表的“?”极必须跟电源的“?”极端靠近，电压表必须并联在待测电路的两端，注意正负极不能接反。使用电流表的时候，它的两个接线柱千万不能直接接到电源的两极上，以免由于电流过大而将电流表烧坏。 3．会选表的量程电流表和伏特表均有三个接线柱，看线怎么接，例如电流表如果接在“+”和“0.6”两个接线柱上，则量程为0.6安培，读表盘上的下面那组数；对电压表，如果接在“+”和“15”两个接线柱，则量程为15伏特，这时应该读表盘上的上面那组数。在实验前，如果不知怎么接，可先估计电路的电流强度和电压值。如果估计电流强度小于0.6安培，则选择0～0.6安培量程，如果估计电流强度大于0.6安培，小于3安培，此时就选0～3安培量程，若不能估计，可采用试触的办法进行（固定一个接线柱，用电路的另一个线头迅速试触最大量程的接线柱）据测试的数据选用适当的量程。对于电压表，若估计电压小于3伏特，则选0～3伏特量程，若估计大于3伏特，这时应选0～15伏特量程，不能估计也用试触的办法进行。 4．会试接电路按电路图接好实物图以后，必须进行试接电路，仔细观察两表的指针偏转情况，如果指针不偏转，说明是电路某处断路，也可能出现两表的位置互为接错，若指针向相反方向偏转，说明正负接线柱接反了，若指针偏转向需要方向太大了，则说明量程选小了；量程选大了，那么就不够准确，若指针偏转向需要方向太小，说明量程太大了，根据试接观察的实际情况，做相应的调整，而后便可进行实验。 5．会读表对初三学生很重要，中考中有的题型给出两表盘和指针位置，让读出相应读数，根据读数往后计算电阻、电功、电功率、电热等很多物理量，第一步如果失误，后面多数题全失分。首先弄清每个大格是多少，每个小格是多少，每个大格表示0.2安培（ 6．会区别两表的异同点相同点：①两表的正极都靠近电源的正极。②两表都要注意测量范围。不同点：①电流表必须串联在待测电路中，电压表必须并联在待测电路两端。②电流表不可直接连在电源的两极上，伏特表可直接连在电源的两极上。 电流表的使用规则 ①电流表要串联在电路中(否则短路。);②电流要从"+"接线柱入,从"-"接线柱出(否则指针反转。);③被测电流不要超过电流表的量程(可以采用试触的方法来看是否超过量程。);④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上(电流表内阻很小，相当于一根导线。若将电流表连到电
液晶屏显示数字电压表
1 引言 数字电压表的基本工作原理是利用A/D转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号，通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。较之于一般的模拟电压表，数字电压表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。 电压表的数字化测量，关键在于如何把随时连续变化的模拟量转化成数字量，完成这种转换的电路叫模数转换器]1[（A/D）。数字电压表的核心部件就是A/D转换器，由于各种不同的A/D转换原理构成了各种不同类型的DVM。一般说来，A/D 转换的方式可分为两类：积分式和逐次逼近式。 积分式A/D转换器是先用积分器将输入的模拟电压转换成时间或频率，再将其数字化。根据转化的中间量不同，它又分为U-T（电压-时间）式和U-F（电压-频率）式两种。 逐次逼近式A/D转换器分为比较式和斜坡电压式，根据不同的工作原理，比较式又分为逐次比较式及零平衡式等。斜坡电压式又分为线性斜坡式和阶梯斜坡式两种。 在高精度数字电压表中，常采用由积分式和比较式相结合起来的复合式A/D转换器。本设计以AT89C51单片机为核心，以逐次比较型A/D转换器ADC0808、液晶显示器LCD1602为主体，构造了一款简易的数字电压表，能够测量1路0～5V 直流电压，最小分辨率0.02V。
2 仿真软件介绍 2.1 仿真软件简介 2.1.1 Proteus 6 Professional ISIS 6 Professiona软件是它不仅具有其它EDA工具软件的仿真]2[功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。它从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。 ISIS 6 Professiona软件具有的功能：原理布图；PCB自动或人工布线；SPICE 电路仿真。 2.1.2 Keil uVision2 Keil提供了包括C编译器、宏汇编]3[、连接器、库管理和一个功能强大仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。 Keil C51集成开发环境主要由菜单栏、工具栏、源文件编辑窗口、工程窗口和输出窗口五部分组成。工具栏为一组快捷工具图标，主要包括基本文件工具栏、建造工具栏和调试工具栏，基本文件工具栏包括新建、打开、拷贝、粘贴等基本操作。建造工具栏主要包括文件编译、目标文件编译连接、所有目标文件编译连接、目标选项和一个目标选择窗口。调试工具栏位于最后，主要包括一些仿真调试源程序的基本操作，如单步、复位、全速运行等。在工具栏下面，默认有三个窗口。左边的工程窗口包含一个工程的目标（target）、组（group）和项目文件。右边为源文件编辑窗口，编辑窗口实质上就是一个文件编辑器，我们可以在这里对源文件进行编辑、修改、粘贴等。下边的为输出窗口，源文件编译之后的结果显示在输出窗口中，会出现通过或错误（包括错误类型及行号）的提示。
静电电压表说明书
静电电压表说明书 由于输入输出端子、测试柱等均有可能带电 压，在插拔测试线、电源插座时，会产生电火花， 小心电击，避免触电危险，注意人身安全！ 安全要求 请阅读下列安全注意事项，以免人身伤害，为了避免可能发生的危险，只可在规定的范围内使用。 只有合格的技术人员才可执行维修。 —防止火灾或人身伤害 使用适当的电源线。只可使用专用并且符合规格的电源线。 注意所有终端的额定值。为了防止火灾或电击危险，请注意所有额定值和标记。在进行连接之前，请阅读使用说明书，以便进一步了解有关额定值的信息。 正确地连接和断开。当测试导线与带电端子连接时，请勿随意连接或断开测试导线。 使用适当的保险丝。只可使用符合规定类型和额定值的保险丝。避免接触裸露电路和带电金属。有电时，请勿触摸裸露的接点和部位。 请勿在潮湿环境下操作。
请勿在易爆环境中操作。 －安全术语 警告：警告字句指出可能造成人身伤亡的状况或做法。 目录 一、介绍 (5) 二、技术指标 (6) 三、使用说明 (6) 四、注意事项 (7)
一．介绍 SGB-C系列交直流数字高压表是一种通用型高压测量仪表，可用于电力系统、电器、电子设备制造部门测量工频交流高电压和直流高电压。 2、外形尺寸及重量
三．使用说明 SGB-C系列交直流数字高压表，由高压分压器和低压显示表构成，用专用电缆连接为一套完整的高压测量装置。 1、接线 SGB-C系列交直流数字高压表上端均压罩为高压端，可直接输入被测高压，下端有专用接地端，供接地使用。用专用电缆连接高压分压器和低压显示表，并选择相应的电压和量限即可开始测量。 2、工频高电压测量 连接测量线路后，将低压显示表功能开关切换至AC档，选择High档，直接测量工频高压，读数即为kV数。如测量电压低于20kV时，可将功能开关切换至Low档，以获得更高精度的读数。 3、直流高电压测量 连接测量线路后，将低压显示表功能开关切换至DC档，选择High档，可直接测量直流高压，读数即为kV数。如测量电压低于20kV时，可将功能开关切换至Low档，以获得更高精度的读数。
数字电压表的设计实验报告
课程设计 ——基于51数字电压表设计 物理与电子信息学院 电子信息工程 1、课程设计要求 使用单片机AT89C52和ADC0832设计一个数字电压表，能够测量0－5V之间的直流电压值，两位数码显示。在单片机的作用下，能监测两路的输入电压值，用8位串行A/D转换器，8位分辨率，逐次逼近型，基准电压为 5V；能用两位LED进行轮流显示或单路选择显示，显示精度0.1伏。 2、硬件单元电路设计 AT89S52单片机简介 AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存
储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS -51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 ADC0832模数转换器简介 ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。学习并使用ADC0832 可是使我们了解A/D转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。 图1 芯片接口说明： 〃 CS_ 片选使能，低电平芯片使能。 〃 CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。
基于51单片机的数字电压表设计说明
1.1数字电压表介绍 数字电压表简称DVM，数字电压表基本原理是将输入的模拟电压信号转化为数字信号，再进行输出显示。而A/D转换器的作用是将连续变化的模拟信号量转化为离散的数字信号，器基本结构是由采样保持，量化，编码等几部分组成。因此AD转换是此次设计的核心元件。输入的模拟量经过AD转换器转换，再由驱动器驱动显示器输出，便得到测量的数字电压。 本次自己的设计作品从各个角度分析了AD转换器组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及原理，并且分析了数模转换进而使系统运行起来的原理及方法。通过自己的实践提高了动手能力，也只有亲历亲为才能收获掌握到液晶学过的知识。其实也为建立节约成本的意识有些帮助。本次设计同时也牵涉到了几个问题：精度、位数、速度、还有功耗等不足之处，这些都是要慎重考虑的，这些也是在本次设计中的收获。 1.3 本次设计要求 本次设计的作品要求制作数字电压表的量程为0到10v，由于用到的模数转换芯片是ADC0809，设计系统给的供电电压为+5v，所以能够测量的电压围为-0.25v到5.25v之间，但是一般测量的直流电压围都在这之上，所以采用电阻分压网络，设计的电压测量围是0到25v之间，满足设计要求的最大量程5v的要求。同时设计的精度为小数点后三位，满足要求的两位小数的精度，在不考虑AD芯片的量化误差的前提下，此次设计的精度能够满足一般测量的要求。
2单片机和AD相关知识 2.1 51单片机相关知识 51单片机是对目前所有兼容intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是intel的8031单片机，后来随着技术的发展，成为目前广泛应用的８为单片机之一。单片机是在一块芯片集成了CPU、RAM、ROM、定时器／计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路，又称为MCU。51系列单片机包含以下几个部件： 一个８位CPU；一个片振荡器及时钟电路； 4KB的ROM程序存储器； 一个128B的RAM数据存储器； 寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路； 32条可编程的I/O口线； 两个16位定时／计数器； 一个可编程全双工串行口； ５个中断源、两个优先级嵌套中断结构。51系列单片机如下图： 图1 51单片机引脚图
数字电压表
数字电压表 摘要 在现代先进的电子系统的前端和后端都将应用到A／D转换器，以改善数字处理技术的性能。在各种A／D转换器中，逐次逼近型A／D转换器是采样率低于5 Msps(每秒百万次采样)的中等至高等分辨率应用的常见结构。由于逐次逼近型A／D转换器具有低功耗、小尺寸的特点，因此有很宽的应用范围。本文设计的8位逐次逼近A／D转换器，采用了以D／A转换器、比较器和带隙基准模块为主体的结构，通过各个模块的优化设计，得到了可在4.5V-5.5V单电源电压下工作的中速、低功耗8位逐次逼近A／D转换器。 D／A转换器模块采用了扩展分辨率的方法，将电阻分压和电容分压相结合，得到了不同缩放方式的DAC组合，扩展D／A转换器分辨率，也提高了转换速度。比较器模块采用了三级比较器通过电容耦合级联的方式来实现，具有高增益的特点，结果所设计的比较器既满足了高速比较的要求，又有效降低了功耗。最后，在A／D转换器中基准电压模块也是一个很重要的组成部分，它直接关系A／D转换器的精度。本文中自主设计的带隙基准电路具有很高的抗电源电压波动和抗温度变化的能力，温度在-50℃-100℃、电源电压在 1.6V-9.7V范围内变化时能使输出保持在 1.246V。应用Cadence spectre采用CSMC 0.6μm CMOS Nwell工艺库对电路性能进行验证。仿真结果表明，设计的高速比较器、带隙基准电路和D／A转换器满足8位A／D 转换的要求。 Abstract In the front and the end of the advanced electronics systems, analog to digital converters (A/D converters) are applied to improve the performance of the digital processing technique. Of all kinds of A/D converters, successive approximation (SAR)A/D converters are frequently the architecture of choice for medium-to-high-resolution applications with sample rates under 5 mega samples per second (Msps). Because of providing low power consumption as well as a small scale factor, SAR A/D converters have a wide variety of applications.A 8-bit medium speed, low power A/D designed in this paper, is composed of digital-analog (D/A) converters, comparators ,bandgap and so on. By optimizing the performances of every module, it can operate well from from a signal 4.5V to 5.5V power supply.In D/A coverter module, in order to extend the resolution of D/A converter, the combination of differently scaled DACs is designed. A charge scaling D/A converter with capacitor voltage divider and resistance divider is designed, which extends the resolution of a parallel D/A converter as well as improve speed rate greatly. The comparator has the
基于51单片机的数字电压表设计
目录 摘要........................................................................ I 1 绪论. (1) 1.1数字电压表介绍 (1) 1.2仿真软件介绍 (1) 1.3 本次设计要求 (2) 2 单片机和AD相关知识 (3) 2.1 51单片机相关知识 (3) 2.2 AD转换器相关知识 (4) 3 数字电压表系统设计 (5) 3.1系统设计框图 (5) 3.2 单片机电路 (5) 3.3 ADC采样电路 (6) 3.4显示电路 (6) 3.5供电电路和参考电压 (7) 3.6 数字电压表系统电路原理图 (7) 4 软件设计 (8) 4.1 系统总流程图 (8) 4.2 程序代码 (8) 5 数字电压表电路仿真 (15) 5.1 仿真总图 (15) 5.2 仿真结果显示 (15) 6 系统优缺点分析 (16) 7 心得体会 (17) 参考文献 (18)
1 绪论 1.1数字电压表介绍 数字电压表简称DVM，数字电压表基本原理是将输入的模拟电压信号转化为数字信号，再进行输出显示。而A/D转换器的作用是将连续变化的模拟信号量转化为离散的数字信号，器基本结构是由采样保持，量化，编码等几部分组成。因此AD转换是此次设计的核心元件。输入的模拟量经过AD转换器转换，再由驱动器驱动显示器输出，便得到测量的数字电压。 本次自己的设计作品从各个角度分析了AD转换器组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及原理，并且分析了数模转换进而使系统运行起来的原理及方法。通过自己的实践提高了动手能力，也只有亲历亲为才能收获掌握到液晶学过的知识。其实也为建立节约成本的意识有些帮助。本次设计同时也牵涉到了几个问题：精度、位数、速度、还有功耗等不足之处，这些都是要慎重考虑的，这些也是在本次设计中的收获。 1.2仿真软件介绍 Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows 操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是: (1)现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 (2)支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、 A VR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。 (3)提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。 (4)具有强大的原理图绘制功能。 可以仿真51系列、A VR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的
直流数字电压表设计说明书
专业资料 《电子测量技术》直流数字电压表设计 院系软件职业技术学院 专业应用技术2班 学生姓名郭妍 学号 5103130016
目录 一、题目及设计要求……………………………………………………………………3页 二、主要技术……………………………………………………………………………3页 三、方案选择…………………………………………………………………………… 3页 四、电路设计原理……………………………………………………………………… 3页 4.1 模数转换………………………………………………………………………… 4页 4.2 数字处理及控制……………………………………………………………………5页 五、电路图分介绍……………………………………………………………………… 5页 5.1 AT89C51介绍………………………………………………………………………6页 5.2排阻介绍……………………………………………………………………………7页 5.3 晶振电路……………………………………………………………………………7页 5.4 复位电路……………………………………………………………………………8页 5.5 ADC0808介绍………………………………………………………………………8页 5.6共阴极数码管………………………………………………………………………9页 5.7模拟输入电路………………………………………………………………………9页5.8总设计图……………………………………………………………………………10页 5.9仿真图………………………………………………………………………………10页 六、设计程序……………………………………………………………………………11页 七、心得体会……………………………………………………………………………14 页
基于STCC的数字电压表
基于S T C C的数字电压 表 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
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。本文设计了一种基于单片机的简易数字电压表。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ADC0804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STC89C52来完成，其负责把ADC0804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ADC0804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。此数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压值，并通过7段数码管显示出来。 2 设计总体方案 设计要求 ⑴以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个简单的直流数字电压表。 ⑵采用1路模拟量输入，能够测量0-5V之间的直流电压值。 ⑶电压显示用LED数码管显示，至少能够显示两位小数。 ⑷尽量使用较少的元器件。 设计思路 ⑴根据设计要求，选择STC89C52单片机为核心控制器件。 ⑵A/D转换采用ADC0804实现，与单片机的P1口相连接。 ⑶电压显示采用三个7段LED数码管显示，另外三位数码管显示A/D转换的数 字量的值。
⑷LED数码的段选码和位选码均由单片机P0口经过两片74HC573锁存器输入。 设计方案 硬件电路设计由6个部分组成; A/D转换电路，STC89C52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2-1 数字电压表系统硬件设计框图 3 硬件电路设计 单片机系统 本次课设选择的单片机是STC89C52，之所以选择这块芯片，是因为该芯片的各项功能均符合本次课设的指标要求，并且该芯片有很多成熟的资料供我们学习，使用用起来很方便，也有专门的下载程序平台，方便现场调试。 复位电路和时钟电路 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
九年级物理电压和电压表的使用题型专项练习
九年级物理电压和电压表的使用题型专项练习 题型归结：本节重点是会用类比的方法了解电压的作用，知道电压的单位及单位之间的变换，记住几种常用电压值，会正确使用电压表并以此探究串联电路和并联电路的 电压关系。本节涉及的题型主要是选择题（如题2、4、5、6）、填空题 （如题1、8）、实验探究题（如题3、8）、作图题（如题7、12）等。 1C 如图所示，在电路中，若甲、乙两处分别装入电表，当开关闭合 后，两灯均能正常发光，则处表示电压表． 命题意图考查学生识别电流表、电压表的连接情况。 思路点拨当S闭合后，电路中的电流路径应为“+”→S→L1→“-”；“+” →S→○甲→L2→“-”．如果是电压表，则L2不会发光（电压表相当于一个断开的开关），故甲是电路表，如果乙是电流表，则L2不会发光，L2被短路（电流表相当于一根导线）． 全程精解乙是电压表，甲是电流表． 误区分析甲是电压表，乙是电流表．认为甲与整个电路并联，乙则与电路串联。 变形一如图所示，要使电路连接都是正确的，下列关于电表甲、乙、丙的名称和 作用以及灯L1、L2的连接的是说法正确的是（） A.甲是电流表，测L1的电流 B.乙是电流表，测L2的电流 C.丙是电流表，测L2的电流 D.灯L1和L2是串联的 思路点拨L1和L2并联在电路中，与用电器或电源串联的是电流表，与用电器或电源并联的是电压表。全程精解丙是电压表，甲、乙是电流表．甲、乙分别测干路和L2中的电流，丙测并联电路两端的电压。 2B 在图示的电路图中，能用电压表正确测出灯L l两端电压的是（）
命题意图辨别应用电压表进行测量的正误。 思路点拨电压表要与L1并联，正负接线柱的接法要正确。 全程精解选B。 误区分析选D。没有注意到正负接线柱的接法。 变形一如图所示，若开关S、S1闭合，S2断开，能发光的灯 是，电压表所测的是两端的电压；若开关S、S2闭合， S1断开，那么能发光的灯是，电压表所测的是的两端电压； 若开关S、S1、S2都闭合，那么能发光的是，电压表所测的 是两端的电压． 思路点拨若开关S、S1闭合，S2断开，L1和L2串联在电路中，电 压表所测的是L1两端的电压；若开关S、S2闭合，S1断开，灯泡连接形式未变，电压表所测的是电源（即L1和L2）两端的电压；若开关S、S1、S2都闭合，那么L2被短路，电压表所测的是电源两端的电压． 全程精解L1和L2，L1；L1和L2，L1和L2（或电源）；L1，电源 3B 如图所示，电源电压为6V，甲、乙灯泡规格相同，当闭合开关S后，两 灯都不亮，现用电压表进行检测，量出 A、B两点间的电压为0，B、C两点间 电压为6V，造成开路原因可能是（） A.电源接触不良 B.开关接触不良 C.乙灯接触不良或灯丝断了 D.甲灯接触不良或灯丝断了 命题意图要求学会利用电压表检测电路的故障。 思路点拨开关闭合后，两灯不亮，电路可能的故障是电路中有开路，既可能是导线开路，也可能是甲、乙两灯泡中的一个或两个有开路现象．由于电源电压是6V，当电压表测AB两点之间电压为0,说明乙灯泡可能出现开路，或B点至电源负极之间出现开路，也可能A点到电源正极之间有开路，但是，当电压表在BC两点之间为6V，则说明A点到电源正极之间无开路，即只能是BC点之间有开路或接触不良． 全程精解选C 误区分析选D。以为电压为零，被检测的灯泡就应是断路。
课程设计--数字电压表说明书
21 4位数字电压表 [摘要] 4 1/2数字电压表主要分为四部分：测量部分、显示部分、脉冲部分、供电部分。本文介绍一种数字电压测量电路，该电路采用ICL7135高精度、AD 转换电路，将模拟量输入电压变换为数字量，通过芯片74LS47译码显示到数码管上。ICL7135对模拟电压进行A/D 转换，输出BCD 码，并自动输出极性判断信号，同时ICL7135用动态扫描传送数据使数码管亮灭的时间间隔短，保证了测量结果的稳定显示。整个设计利用反相器与555结合产生-5V 给ICL7135供电降低了电路的供电要求。选用ICL7135使显示变得简单而又稳定. 这样，在几大模块的共同工作下，一个高精度的数字电压表就构成了。 [关键字]AD 转换;数字电压表 ; ICL7135
Four and a half digital voltmeter [Abstract]1 4 2digital voltmeter measurement are mainly divided into four parts: part, that part, pulse, power supply. Thi s article describes a digital voltage measuring circuit, the circuit ICL7135 precision This AD conversion circuit, the analog input voltage is converted to digital, digital tube through the chip 74LS47 decoding show.ICL7135 to simulate A/D conversion voltage output, and automatic BCD output signal, and ICL7135 polarity judgment with dynamic scanning GuanLiang digital data transmission to destroy the time interval is short, guarantee the stability of measurement results.The whole design using inverter and bined to produce 555-5V circuit ICL7135 power supply decreased. ICL7135 choose to display bee simple and stable. Thus, the joint work of several modules, a high-precision digital voltmeter constitutes. [Key words]AD conversion;The digital voltmeter ; ICL7135
基于单片机的数字电压表--开题报告
毕业设计（论文）开题报告 ——基于单片机的数字电压表设计与实现 引言 在传统的电工和电子测量中广泛使用的模拟测量仪表，虽然具有可直观看出表针偏转了多少格或满刻度的百分之几等优点，但需要对读数加以换算或说明， 尤其是不可避免地要带来人为的“视差”，不同的观察者会得到不同的结果。数字仪表则不同，它可以将测量结果直接用数字显示出来，读数准确，设计简单，可以随身携带，使用上更加方便快捷。 一、数字电压表的历史发展与选题意义 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。 1.1 数字电压表的历史发展 数字电压表自1952年问世以来，已有50多年的发展史，大致经历了五代产品。第一代产品是20世纪50年代问世的电子管数字电压表，第二代产品属于20世纪60年代出现的晶体管数字电压表，第三代产品为20世纪70年代研制的中、小规模集成电路的DVM。近年来，国内外相继推出由大规模集成电路（LSI）或超大规模集成电路（VLSI）构成的数字电压表、智能数字电压表，分别属于第四代、第五代产品。它们不仅开创了电子测量的先河，更以其高准确度、高可靠性、高分辨力、高性价比等优良特性而受到人们的青睐。 1.2选题意义 相对于传统的指针表而言，数字电压表有以下特点： 1.读数直观准确; 2.显示位数； 3.准确度高，分辨率高；