河北建筑工程学院
课程设计报告书
课程名称：《电子技术》综合课程设计
学院：电气工程学院
专业：
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
职称：
年月日
一、三位半数字电压表
数字电压表基本原理：数字电压表主要由直流数字电压表构成，它由阻容滤波器、前置放大器、直流转换器AC／DC、模数转换器A／D、发光二极管显示器LED及保护电路等组成。
二、功能要求
1：根据题目:利用所学过知识，通过上网或到图书馆查阅资料，设计3个实现数字电压表的方案；只要求写出实现工作原理，画出原理功能框图，描述其功能。
说明:采用原理、方案、方法不限，可以自行设计。
2：其中对将要实验方案3 1/2位数字电压表方案，须采用中、小规模集成电路、MC14433A/D 转换器等电路进行设计，写出已确定方案详细工作原理，计算出参数。
三、技术指标：
测量直流电压1999-0001V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V
四、方案设计
方案一：基于MC14433的数字电压表
该方案大致分为五个模块，分别为基准电压模块；A/D转换模块；字形译码驱动模块；显示电路模块；字位驱动模块。由图1可以清楚地看出，交流电流经过AC/DC转换成直流，经过电阻分压集稳压放大后进入双积分转换器MC14433测量，再通过CD4511译码器经过A/D 转换器位选电路送到LED显示，完成电压测试。
其原理框图如下图
1
方案二：该方案将直流电压和交流电压转换电路直接同芯片
INC7107连接组成，INC7107将
转换后的数据显示在L E D显示数码管上。INC7017为CMOS3 1/2为单片双积分式A/D转换器，集模拟部分的缓冲器、积分器、电压比较器、正负电压参考源和模拟开关，以及数字部分的振荡器、计数器、锁存器、译码器、驱动器、控制器和逻辑电路于一身的芯片。使用时只需少量电阻、电容等器件即可完成模拟量到数字量的转换。
其原理框图如下图2
图1
方案三：利用成熟芯片ICL7107
实现电压的测量，用四位数码管显示出最后的转换电压的结果。
其原理框图如下图3
五、方案比较
方案一：选用A/D 转换芯片MC14433、CD4511、MC1413、MC1403实现电压的测量，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是工作速度低，优点是精度较高，工作性能比较稳定，抗干扰能力比较强。器件价格合适，采购方便，成本低，易实施。缺点是精度比较低，且内部电压转换和控制部分不可控制。优点是价格低廉。 方案二：选用专用电压转化芯片INC7107实现电压的测量和控制。它包含3 1/2位数字A/D 转换器，可直接驱动LED 数码管。用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是精度比较低，且内部电压转换和控制部分不可控制。优点是价格低廉。
方案三：利用成熟芯片ICL7107优点：可直接驱动LED 数码管，内部设有参考电压、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零功能等。
综合比较三个方案，方案一结构简单，易实施，价格合适且工作精度高，比 较稳定，抗干扰能力强；而方案二虽然价格低廉，但是精度较低；方案三规模大较复杂，综合比较我们选择了方案一。
六、３１/２位数字电压表
部件构成：
三位半A/D 转换器(MC14433)：将输入的模拟信号转换成数字信号。
基准电压（MC1403）：提供精密电压，供A/D 转换器做参考电压。
译码器（MC4511）：将二—十进制（BCD ）码转换成七段信号。
驱动器（MC1413）：驱动显示器的a ，b ，c ，d ，e ，f ，g 七个发光段，驱动发光数码管（L E D ）进行显示。
显示器：将译码输出的七段信号进行数字显示，读出A/D 转换结果。
工作过程：
三位半数字电压表通过位选信号DS1～DS4进行动态扫描显示，由于MC14433电路的A ／D 转换结果是采用BCD 码多路调制方法输出，只要配上一块译码器，就可以将转换结果以数字方式实现四位数字的L E D 发光数码管动态扫描显示。
DS1～DS4输出多路调制选通脉冲信号。DS 选通脉冲为高电平时表示对应的数位被选通，此时该位数据在Q0～Q3端输出。每个DS 选通脉冲高电平宽度为18个时钟脉冲周期，两个相邻选通脉冲之间间隔2个时钟脉冲周期。DS 和EOC 的时序关系是在EOC 脉冲结束后，紧
图2 图3
接着是DS1输出正脉冲。以下依次为DS2，DS3和DS4。其中DS1对应最高位(MSD)，DS4则对应最低位(LSD)。在对应的DS2，DS3和DS4选通期间，Q0～Q3输出BCD全位数据，即以8421码方式输出对应的数字0～9。在DS1选通期间，Q0～Q3输出千位的半位数0或l及过量程、欠量程和极性标志信号。
在位选信号DS1选通期间Q0～Q3的输出内容如下：
Q3表示千位数，Q3=0代表千位数的数宇显示为1，Q3=1代表千位数的数字显示为0。Q2
表示被测电压的极性，Q2的电平为1，表示极性为正，即UX>0，Q2的电平为0，表示极性为负，即UX<0。显示数的负号(负电压)由MC1413中的一只晶体管控制，符号位的“-’阴极与千位数阴极接在一起，当输入信号UX为负电压时，Q2端输出置“0”， Q2负号控制位使得驱动器不工作，通过限流电阻RM使显示器的“-”(即g 段)点亮；当输入信号UX为正电压时，Q2端输出置“1”，负号控制位
使达林顿驱动器导通，电阻RM接地，使“-”旁路而熄灭。小数点显示是由正电源通过限流电阻RDP 供电燃亮小数点。若量程不同则选通对应的小数点。过量程是当输入电压UX超过量程范围时，输出过量程标志信号OR---。
当OR---= 0 时，|UX|>1999，则溢出。|UX|>UR则OR---输出低电平。当OR--- = 1时，表示|UX| 元器件介绍： 1.三位半A／D转换器MC14433 在数字仪表中，MC14433电路是一个低功耗三位半双积分式A／D转换器。和其它典型的双积分A/D转换器类似，MC14433A／D转换器由积分器、比较器、计数器和控制电路组成。如果必要设计应用者可参考相关参考书。使用MC14433时只 要外接两个电阻(分别是片内RC 振荡器外接电阻和积分电阻RI)和两个电容(分别是积分电容CI和自动调零补偿电容C0)就能执行三位半的A／D转换。MC14433内部模拟电路实现了如下功能：（1）提高A／D 转换器的输入阻抗，使输入阻抗可达l00MΩ以上；（2）和外接的RI、CI构成一个积分放大器，完成V／T 转换即电压—时间的转换；（3）构造了电压比较器，完成“0”电平检出，将输入电压与零电压进行比较，根据两者的差值决定极性输出是“1”还是“0”。比较器的输出用作内部数字控制电路的一个判别信号；（4）与外接电容器C0构成自动调零电路。 MC14433 采用24引线双列直插式封装，外引线排列，参考下图的引脚标注，各主要引脚功能说明如下： (1)端：VAG，模拟地，是高阻输入端，作为输入被测电压UX和基准电压VREF的参考 点地。 (2)端：RREF，外接基准电压输入端。 (3)端：UX，是被测电压输入端。 (4)端：RI，外接积分电阻端。 (5)端：RI／CI，外接积分元件电阻和电容的公共接点。 (6) 端，C1，外接积分电容端，积分波形由该端输出。 (7) 和(8)端：C01和C02，外接失调补偿电容端。推荐外接失调补偿电容C0取0.1μF。(9)端：DU，实时输出控制端，主要控制转换结果的输出，若在双积分放电周期即阶段5开始前，在DU端输入一正脉冲，则该周期转换结果将被送入输出锁存器并经多路开关输出，否则输出端继续输出锁存器中原来的转换结果。若该端通过一电阻和EOC 短接，则每次转换的结果都将被输出。 (10)端：CPI (CLKI)，时钟信号输入端。 (11)端：CPO (CLKO)，时钟信号输出端。 (12)端:VEE，负电源端，是整个电路的电源最负端，主要作为模拟电路部分的负电源，该端典型电流约为0.8mA，所有输出驱动电路的电流不流过该端，而是流向VSS端。 (13)端：VSS负电源端． (14)端：EOC，转换周期结束标志输出端，每一A／D转换周期结束，EOC端输出一正脉冲,其脉冲宽度为时钟信号周期的1／2。 (15)端：OR,过量程标志输出端，当|UX|>VREF时，OR输出低电平，正常量程OR为高电平。 (16)～(19)端：对应为DS4～DS1，分别是多路调制选通脉冲信号个位、十位、百位和千位输出端，当DS端输出高电平时，表示此刻Q0～Q3输出的BCD 代码是该对应位上的数据。 (20)～（23）端：对应为Q0-Q3，分别是A／D 转换结果数据输出BCD代码的最低位(LSB)、次低位、次高位和最高位输出端。 (24)端：VDD，整个电路的正电源端 2．七段锁存-译码-驱动器CD4511 CD4511 是专用于将二-十进制代码(BCD)转换成七段显示信号的专用标准译码器，它由4位锁存器，7段译码电路和驱动器三布分组成。 (1) 四位锁存器(LATCH)：它的功能是将A,B，C 和代码寄存起来，该电路具有锁存功能，在锁存允许端（LE 端，即LATCHENABLE）控制下起锁存数据的作用。当LE=1时，锁存器处于锁存状态，四位锁存器封锁输入，此时它的输出为前一次LE=0时输入的BCD码；当LE=0时，锁存器处于选通状态，输出即为输入的代码。由此可见，利用LE 端的控制作用可以将某一时刻的输入BCD代码寄存下来，使输出不再随输入变化。 (2) 七段译码电路：将来自四位锁存器输出的BCD 代码译成七段显示码输出，MC4511中的七段译码器有两个控制端：①L T(L A M P T E S T)灯测试端，，当L T=0时，七段译码器输出全1，发光数码管各段全亮显示；当LT = 1时，译码器输出状态由BI端控制。② BI (BLANKING)消隐端。当B I=0时，控制译码器为全0输出，发光数码管各段熄灭。BI = 1时，译码器正常输出，发光数码管正常显示。上述两个控制端配合使用，可使译码器完成显示上的一些特殊功能。 (3)驱动器：利用内部设置的NPN 管构成的射极输出器，加强驱动能力，使译码器输出驱动电流可达20mA。 CD4511电源电压VDD的范围为5V-15V，它可与NMOS电路或TTL 电路兼容工作。CD4511采用16引线双列直插式封装，引脚分配见下图。 使用CD451l时应注意输出端不允许短路，应用时电路输出端需外接限流电阻。 3．量程选择电路 如下图中四个电阻串联分压设计，总电阻值10MΩ，当开关S1闭合时，为最小量程2V；当开关S2闭合时，衰减10倍，其量程为20V；当开关S3闭合时，衰减100倍，其量程为200V；当开关S3闭合时，衰减100倍，其量程为200V。通过电阻对不通电压进行不同的分压，从而得到固定范围内的相对较小的电压输入至MC14433 进行模数转换，输出至数字显示器上。 4.单相桥式整流滤波电路 电路为单向桥式整流电路，适用于大电压的整流。电路TR为电流变压器，它的作用是将交流电网电压V1变成整流电路要求的电压V2=Sinwt，四支整流二极管D1~D4接成电桥的形式。 5．高精度低漂移能隙基准电源MC1403 MC1403的输出电压的温度系数为零，即输出电压与温度无关．该电路的特点是： ① 温度系数小； ② 噪声小； ③ 输入电压范围大，稳定性能好,当输入电压从+4．5V变化到+15V时，输出电压值变化值小于3mV；④输出电压值准确度较高，y。值在2.475V～2.525V 以内； ⑤ 压差小，适用于低压电源； ⑥ 负载能力小，该电源最大输出电流为10mA。MC1403用8条引线双列直插标准封装，如下图所示。 七、心得体会 当听到老师布置的这个任务时，我感到这是不可能完成的，因为虽然学了很多元器件，但是很难将它们联系在一起，更别说是将这么多元器件设计在一起，还要将电路图用软件画出来，用软件画图也从来没有接触过，这完全就是靠自己自学了，本来感觉毫无希望的，但是在与同学们进行了许多交流之后，我们渐渐的有了头绪，通过从网上和书上查阅资料，参考其他的设计报告，我们的设计逐渐的出来了，画图是个让人兴奋又痛苦的过程，眼睛一直盯着屏幕，但是用从未用过的软件画图激发了我无限的好奇心，越画越感兴趣，，当图完成的时候真的很兴奋，我很喜欢课设，喜欢和大家一起探索的过程。 八、参考文献 [1]．《PROTEL电路设计教程》，江思敏、姚鹏翼、胡荣等编著，清华大学出版社 [2]．《常用电子测量仪器的使用》，[英]A .M.L鲁特金著，谢瑞和、黄志良、谢自美、王观兰译电子工业出版社 1999 [3]．《数字电路与逻辑设计》，刘斌（主编）汪良能、刘鑫、刘炜（编著），电子工业出版社 2001 [4]．《数字万用表的原理、使用与维修》，沙占友、沙占为（编著）电子工业出版社 1988 [5] 庚华光《电子技术基础》数字部分 [6] 梁德厚《数字电子技术及应用》机械工业出版社 [7] 周长源《电路理论基础》高等教育出版社 [8] 谢自美《电子线路设计》华中科技大学出版社 九、实验电路图 电子技术基础 课程设计 题目名称：直流数字电压表 指导教师：唐治德 学生班级： 学号： 学生姓名： 评语： 成绩： 重庆大学电气工程学院 2015年7月3日 目录一、内容摘要 二．课程设计任务与要求 2.1设计目的 2.2设计求 三．设计思路和方案选择 3.1 设计思路 3.2 方案选择 四．工作原理 4.1 基本原理框图 4.2 ICL7107的工作原理 4.3原理图 五．电路设计与仿真 六、系统调试与结果分析 6.1调试方法 6.2测试结果分析 六．元器件清单 八、总结及心得体会 九、参考文献 内容摘要 伴随着电子技术科学的发展，电子测量技术已成为广大电子技术工作者必须掌握的一门科学技术，同时对测量的精度和功能的有着更高的要求。电压是电子测量的一个主要参数，由于电压测量在电子测量中的普遍性与重要性，因此对电压测量的研究与设计有着非常重要的意义。本次设计的主要设计内容为三档直流电压表。在设计过程中由于第一次接触这种芯片，对该芯片不是很熟悉，我们参阅了大量前人的设计，在此基础上，运用A / D转换器ICL7107构建了一个直流数字电压表。本设计首先简要介绍了设计电压表的主要方式，然后详细介绍了直流数字电压表的设计流程和芯片的工作原理，本设计中我们展示了两种方案，手动换挡的自动换挡，在各方案中也给出了两种方案的优缺点。同时也给出了硬件电路的设计细节，包括各部分电路的走向、芯片的选择以及方案的可行性分析等。 关键字：ICL7107芯片，数字电压表，A\D转换，比较器，CC4006双向模拟开关。 课程设计任务及要求 2.1设计目的 1、掌握双积分A/D转换的工作原理和集成双积分A/D转换器件的设计方法 2、掌握常用数字集成电路的功能和使用 2.2设计要求 1.设计直流数字电压表 2.直流电压测量范围： 0V~1.999V，0V~19.99V，0V~199.9V。 3.直流输入电阻大于100kΩ。 4.画出完整的设计电路图,写出总结报告。 5.选做内容：自动量程转换。 设计思路和方案选择 实验十六简易脉宽测量电路 脉宽测量设计用来测量一个PWM波的高电平持续时间进而可以实现信号的占空比测量。一．设计要求 用常用数字电路IC设计一个脉宽测量，主要技术指标如下： 1)能显示三位计数值，时间单位为毫秒。 1）被测量脉冲的频率范围1H Z~100H Z，10KH Z的时间基准信号由信号发生器提供。 2）能测量信号的高低电平宽度，实现占空比测量。 3）写出设计过程，画出逻辑图。 二．要求完成的任务 1）利用软件（如modelsin）进行设计输入，设计仿真，使其具备设计要求的逻辑功能。 2）根据前期的设计搭建数字电路，调试系统。 3）画出完整的电路图，写出设计总结报告 4）基准频率由晶振电路分频产生，存储前后两次的测量数据，实现占空比测量。三．工作原理及设计思路 10KH Z的矩形脉冲信号由信号发生器提供，它和分频器组成一个时间标准信号电路，用以产生1ms的计时时间。通过计数器，译码器和显示器显示出被测脉冲的宽度。 被测量信号Fx为周期性矩形脉冲。在测量控制信号启动后，控制器使控制门只能让被测信号Fx的第一个正脉冲通过，从而测出脉冲宽度Tw的时间，因此，控制器应由触发器和门电路组成。 四．设计框图 总体框图如下： 五．参考原理图 以下是实现的一种参考方案： 六． 电路原理 其中被测信号Fx 为100H Z ～1KH Z 信号源，我们的主控门为U4，我们的标准信号源频率为1KH Z ～10KH Z 信号源，U3输出为我们要测量的信号高电平持续时间。即当U3输出为1时，我们对标准信号源进行记数。 我们的控制门为U2和U3，U3输出被测量信号的一个高电平脉宽， U2A 和U2B 分别为被测信号源上升沿触发（置1）和下降沿触发（置0）。 U1A 的1Q 输出为预置信号，为0时有效，开始启动时，K 置0，使U2A 置0，U2B 置1。然后，K 置1，计数开始。这时如果被测信号上升沿到来，U2A 置1开始打开主控制门开始计数，紧接着的下降沿使U2B 置0，从而关掉控制门，计数完毕。但是由于启动时要求上升沿先到达以达到正确记数，所以要外加电路使电路在第一个下降沿之后开始工作，也就是U1A 的作用，读者可以自行分析。接下来就只要扩展为1000进制计数器了。 七．所用的元器件：双D 触发器74LS74×2，与非门74LS00×2，计数器74LS160×2，七段共阴数码管2个，开关1个。 八．思考扩展模块： （1）.如何实现测量信号的占空比。 (2).提高测量的精度，进行误差分析。 ﹠ 1D 1CP 1S D 1Q 1R D 1D 1S D 1CP 1Q 1R D 2S D 2Q 2CP 2 R D 2D ﹠ 1 ﹠ 1 QD QC QB QA 74LS160 ENP LOAD ENT CLK CLR QD QC QB QA ENT CO ENP 74LS160 LOAD CLK CLR “1” “1” Vcc Vcc Vcc 接译码器 Fx 标准信号 U1 U2 U3 U4 U5 U1A U2A U2B K 单片机原理及系统课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2010 年 3 月 7 日 基于单片机的数字电压表设计 摘要 图3.2系统原理图4软件设计 5.系统调试及仿真结果 6.总结 两周的课程设计结束了，在这过程中，我学到了很多东西。首先，我学会了单片机设计的基本过程有哪些，每一过程有哪些基本的步骤，怎样通过查资料去完成这每一步。其次我巩固了上学期所学的一些单片机知识，从而加深了对ADC0809芯片的功能的了解。在编程过程中，遇到了许多困难，通过与同学之间的交流和咨询，最后解决了这些困难。所谓实践出真知，学到的东西只有运用到实践当中，才能真正体会到知识的力量。最后，通过这次课程设计，让我明白了想法和实践还是有差距的，当你真正去做一件事的时候，你会发现你的想法可能不适用，随时都需要调整，另外扎实的理论知识也是完成设计任何设计必不可少的要素，一切想法离开了理论知识都是空想。 参考文献 [1]彭为,黄科,雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲[M].电子工业出版社.2009:22-54. [2] 谭浩强.C程序设计(第三版)[M].清华大学出版社.2009:32-46. [3] 王思明,张金敏,张鑫等.单片机原理及应用系统设计(第一版)[M].科学出版社.2012:70-292. 附录A源程序代码#include 自动化与电气工程学院 电子技术课程设计报告 题目数字电压表的制作 专业 班级 学号 学生姓名 指导教师 二○一三年七月 一、课程设计的目的与意义 1.课程设计的主要目的，是通过电子技术综合设计，熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法。 2.同时了解双积分式A/D转换器ICL7107的性能及其引脚功能，熟悉集成电路ICL7107构成直流数字电压表的使用方法，并掌握其在电路中的工作原理。 3.通过设计也有助于复习和巩固以往的模电、数电内容，达到灵活应用的目的。在完成设计后还要将设计的电路进行安、调试以加强学生的动手能力。在此过过程中培养从事设计工作的整体观念。 4.利用双积分式A/D转换器ICL7107设计一数字电压表，量程为-1.99—+1.99，通过七段数码管显示。 二、电路原理图 数字电压表原理图 三、课程设计的元器件 1.课程设计所使用的元器件清单： 2.主要元器件介绍 （1）芯片ICL7107： ICL7107的工作原理 双积分型A/D转换器ICL7107是一种间接A/D转换器。它通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字性输出。 它的原理性框图如图所示，它包括积分器、比较器、计数器，控制逻辑和时钟信号源。积分器是A/D转换器的心脏，在一个测量周期内，积分器先后对输入信号电压和基 准电压进行两次积分。比较器将积分器的输出信号与零电平进行比较，比较的结果作为数字电路的控制信一号。时钟信号源的标准周期Tc 作为测量时间间隔的标准时间。它是由内部的两个反向器以及外部的RC组成的。其振荡周期Tc=2RCIn1.5=2.2RC 。 ICL7106A/D转换器原理图 计数器对反向积分过程的时钟脉冲进行计数。控制逻辑包括分频器、译码器、相位驱动器、控制器和锁存器。 分频器用来对时钟脉冲逐渐分频，得到所需的计数脉冲fc和共阳极LED数码管公共电极所需的方波信号fc。 译码器为BCD-7段译码器，将计数器的BCD码译成LED数码管七段笔画组成数字的相应编码。 驱动器是将译码器输出对应于共阳极数码管七段笔画的逻辑电平变成驱动相应笔画的方波。 控制器的作用有三个：第一，识别积分器的工作状态，适时发出控制信号，使各模拟开关接通或断开，A/D转换器能循环进行。第二，识别输入电压极性，控制LED 数码管的负号显示。第二，当输入电压超量限时发出溢出信号，使千位显示“1" ，其余码全部熄灭。 钓锁存器用来存放A/D转换的结果，锁存器的输出经译码器后驱动LED 。它的每个测量周期自动调零（AZ）、信号积分（INT）和反向积分（DE）三个阶段。 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。 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。缺点是京都比较低，内部电压转换和控制部分不可控制。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、显示部分可以控制。 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、显示部分 方案1：选用4个单体的共阴极数码管。优点是价格比较便宜；缺点是焊接时比较麻烦，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 转换器进行A/D 转换。然后送到单片机中进行数据处理。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，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍；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。驱动电路有多种，常用的是TTL 或MOS 集成电路驱动器，在本设计中采用了74LS244驱动电路。 本实验采用AT89C51单片机芯片配合ADC0808模/数转换芯片构成一个简易的数字电压表，原理电路如图1所示。该电路通过ADC0808芯片采样输入口IN0输入的0～5 V 的模拟量电压，经过模/数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道 D0～D7传送给AT89C51芯片的P0口。AT89C51负责把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示段码，并通过其P1口传送给数码管。同时它还通过其三位I/O 口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3产生位选信号，控制数码管的亮灭。另外，AT89C51还控制着ADC0808的工作。其ALE 管脚为ADC0808提供了1MHz 工作的时钟脉冲；P2.4控制ADC0808的地址锁存端 (ALE)；P2.1控制ADC0808的启动端(START)；P2.3控制ADC0808的输出允许端(OE)；P2.0控制ADC0808的转换结束信号(EOC)。 电路原理图如下所示，三个地址位ADDA,ADDB,ADDC 均接高电平+5V 电压，因而所需测量的外部电压可由ADC0808的IN7端口输入。由于ADC0808 数电课设说明 1.单人单题，每个题目在同一班不能超过5人选择！为了避免重复过多，请填写两个心仪的题目。 2.如果这些题目都进不了尊驾法眼，请自行设计题目名称、题目要求并提交给老师，审核通过后也可以正式进场施工。 3.建议先用Multisim或Proteus仿真测试再制作。 4.经费由学校统一下达，每人20元，元器件请由班级或个人自行购买。 5.请电信121、122填写好下表，于下周二前发送到农民工邮箱baojinghaiqq.。 钦州学院数电课设题目小全 1．智力竞赛抢答装置的设计 （1）基本功能 ①4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应； ②给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始； ③抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止； ④抢答器具有定时（9秒）抢答的功能。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续0.5秒。参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续0.5秒，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止； ⑤如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警（音响持续0.5秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。 （2）设计成果要求 ①利用集成芯片、分立元件制作线路板，实现有关电路功能； ②设计报告一份。 微控制器技术创新设计实验报告 姓名：学号：班级： 一、项目背景 使用单片机AT89C52和ADC0808设计一个数字电压表，能够测量0－5V之间的直流电压值，四位数码显示。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；显示精度伏。 二、项目整体方案设计 ADC0808 是含8 位A/D 转换器、8 路多路开关，以及与微型计算机兼容的控制逻辑的CMOS组件，其转换方法为逐次逼近型。ADC0808的精度为 1/2LSB。在AD 转换器内部有一个高阻抗斩波稳定比较器，一个带模拟开关树组的256 电阻分压器，以及一个逐次通近型寄存器。8 路的模拟开关的通断由地址锁存器和译码器控制，可以在8 个通道中任意访问一个单边的模拟信号。 三、硬件设计 四、软件设计#include<> #include"" #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit OE = P2^7; sbit EOC=P2^6; sbit START=P2^5; sbit CLK=P2^4; sbit CS0=P2^0; sbit CS1=P2^1; sbit CS2=P2^2; sbit CS3=P2^3; uint adval,volt; uchar tab[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E}; void delayms(uint ms) { 《单片机原理及应用》课程设计报告书 课题名称数字电压表设计 名姓 学号 专业 指导教师 机电与控制工程学院月年日 1 任务书 电压表是测量仪器中不可缺少的设备，目前广泛应用的是采用专用集成电路实现的数字电压表。本系统以8051单片机为核心，以逐次逼近式A/D转换器ADC0809、LED显示器为主体，设计了一款简易的数字电压表，能够测量0～5V的直流电压，最小分辨率为0.02V。 该设计大体分为以下几个部分，同时，各部分选择使用的主要元器件确定如下： 1、单片机部分。使用常见的8051单片机，同时根据需要设计单片机电路。 2、测量部分。该部分是实验的重点，要求将外部采集的模拟信号转换成数字信号，通过单片机的处理显示在显示器上，该部分决定了数字电压表的精度等主要技术指标。根据需要本设计采用逐次逼近型A∕D转换器ADC0809进行模数转换。 3、键盘显示部分。利用4×6矩阵键盘的一个按键控制量程的转换，3或4位LED显示。其中一位为整数部分，其余位小数部分。 关键词：8051 模数转换LED显示矩阵键盘 2 目录 1 绪论 (1) 2 方案设计与论证 (2) 3 单元电路设计与参数计算 (3) 4 总原理图及参考程序 (8) 5 结论 (14) 6 心得体会 (15) 参考文献16 (7) 3 1.绪论 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（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8051单片机为核心，以逐次比较型A/D转换器ADC0809、LED 显示器为主体，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。 4 2.方案设计与论证 基于单片机的多路数字电压表电路的基本组成如图3.1所示。 摘要 在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观的显示出来，数字显示电路通常由译码驱动器和显示器等部分组成。数码显示器就是用来显示数字、文字或符号的器件。七段式数字显示器是目前常用的显示方式,它利用不同发光段的组合,可以显示0～９等阿拉伯数字。充分运用芯片74LＳ９0的逻辑功能，用四片7４LS9０芯片实现秒表示0.1～60秒。利用集成与非门构成的基本RS触发器(低电平直接触发)实现电路的直接置位、复位功能。利用集成与非门构成的微分型单稳态触发器为计数器清零提供输出负脉冲。利用555定时器构成的多谐振荡器为电路提供脉冲源以驱动电路工作。?关键词：基本RS触发器，单稳态触发器，多谐振荡器,译码显示器。 ?1电子秒表简介 电子秒表是一种较先进的电子计时器，目前国产的电子秒表一般都是利用石英振荡器的振荡频率作为时间基准,采用6位液晶数字显示时间。电子秒表的使用功能比机械秒表要多，它不仅能显示分、秒，还能显示时、日、月及星期，并且有1／ｌ00s的功能。 本实验设计的电子秒表电路的基本组成框图如图1－1所示,它主要由基本RS触发器、单稳态触发器、多谐振荡器、计数器和译码显示器5个部分组成。 图1-1 电子秒表电路的基本组成框图 2单元电路设计及相关元器件的功能简介 2.1基本RS触发器 本实验设计电路所选用的基本RS触发器为用集成与非门构成的基本RS触发器。属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。其功能表如表2-1所示。 ＲＳQn Qｎ+１功能 0 0 0 不用不允许 0 0 0 不用 0 1 ０0 Qn+１=０,置０ 0 1 1 ０ １０１１Qｎ+１=１,置１ １0 0 1 1 1 １１Qn+１=Qn,保持 1 1 0 0 表2-1 基本RＳ触发器 如图2-1所示,它的一路输出Q作为单稳态触发器的输入，另一路输出Q作为与非门５的输入控制信号。切换按钮开关K1（接地），则门1输出Q =1；门2输出Ｑ＝0,K1复位后Q、Q状态保持不变。再切换按钮开关K2,则Ｑ由0变为1，门5开启，为计数器启动作好准备；Q由1变为0,送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。 基本RS触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作. 图2-1 基本RS触发器 微控制器技术创新设计实验报告 ：学号：班级： 一、项目背景 使用单片机AT89C52和ADC0808设计一个数字电压表，能够测量0－5V之间的直流电压值，四位数码显示。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；显示精度0.001伏。 二、项目整体方案设计 ADC0808 是含8 位A/D 转换器、8 路多路开关，以及与微型计算机兼容的控制逻辑的CMOS组件，其转换方法为逐次逼近型。ADC0808的精度为1/2LSB。在AD 转换器内部有一个高阻抗斩波稳定比较器，一个带模拟开关树组的256 电阻分压器，以及一个逐次通近型寄存器。8 路的模拟开关的通断由地址锁存器和译码器控制，可以在8 个通道中任意访问一个单边的模拟信号。 三、硬件设计 四、软件设计 #include sbit CS0=P2^0; sbit CS1=P2^1; sbit CS2=P2^2; sbit CS3=P2^3; uint adval,volt; uchar tab[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E}; void delayms(uint ms) { uchar j; while(ms --) { for(j=0;j<120;j++); } } void ADC_read() { START=0; START=1; START=0; while(EOC==0); OE=1; ￥ 数电课设说明 1.单人单题，每个题目在同一班不能超过5人选择！为了避免重复过多，请填写两个心仪的题目。 2.如果这些题目都进不了尊驾法眼，请自行设计题目名称、题目要求并提交给老师，审核通过后也可以正式进场施工。 3.建议先用Multisim或Proteus仿真测试再制作。 4.经费由学校统一下达，每人20元，元器件请由班级或个人自行购买。 5.请电信121、122填写好下表，于下周二前发送到农民工。 ； 钦州学院数电课设题目小全 1．智力竞赛抢答装置的设计 （1）基本功能 ①4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应； ②给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始； ③抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止； ④抢答器具有定时（9秒）抢答的功能。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续秒。参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续秒，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止； * ⑤如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警（音响持续秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。 （2）设计成果要求 ①利用集成芯片、分立元件制作线路板，实现有关电路功能； ②设计报告一份。 （3）主要器件 74LS175、74LS20、74LS00、CC40192、CC4511、CC40106、555、数码管、蜂鸣器 2．多功能数字钟的设计 、 （1）基本功能 ①用七段LED数码管以十进制显示“时”、“分”、“秒”； ②计时计数器用24进制计时电路； ③可手动校时，能分别进行时、分的校正； ④整点报时。 （2）设计成果要求 ①利用集成芯片、分立元件制作线路板，实现有关电路功能； ②设计报告一份。 》 （3）主要器件 CC4013、CC4060、74LS90、CC4511、CC4068、数码管 3．3位半直流数字电压表的设计 （1）基本功能 ①量程：一档：+～0～－ 二档: +～0～－ ②用七段LED数码管显示读数，做到显示稳定、不跳变； 《 ③保持/测量开关：能保持某一时刻的读数； ④指示值与标准电压表示值误差最低位在5之内。 （2）设计成果要求 ①利用集成芯片、分立元件制作线路板，实现有关电路功能； ②设计报告一份。 （3）主要器件 CC14433、MC1413、MC1403、CC4511、七段LED数码管器 数字电路与逻辑设计实验 实验报告 课题名称：简易数字电压表的设计 学院：信息与通信工程学院 班级： 姓名： 学号： 班内序号： 一.设计课题的任务要求 设计并实现一个简易数字电压表，要求使用实验板上的串行AD 芯片ADS7816。 1.基本要求： （1）测量对象：1~2 节干电池。 （2）AD 参考电压：2.5V。 （3）用三位数码管显示测量结果，保留两位小数。 （4）被测信号超过测量范围有溢出显示并有声音提示。 （5）按键控制测量和复位。 2. 提高要求： （1）能够连续测量。 （2）自拟其他功能。 二. 系统设计（包括设计思路、总体框图、分块设计） 1.设计思路 本次实验利用ADS7816作为电压采样端口，FPGA作为系统的核心器件，用LED数码管进行已测电压值的显示，先把读取的12位串行二进制数据转换成并行的12位二进制数据，然后再把并行的12位二进制数据转换成便利于输出的3位十进制BCD码送给数码管，以显示当前测量电压值。这些工作由ADS7816转换控制模块、数据转换控制模块、译码显示模块完成。 2. 总体框图 3. 分块设计 3.1 ADS7816转换控制模块 （1）ADS7816工作原理 在ADS7816的工作时序中,串行时钟DCLK用于同步数据转换,每位转换后的数据在DCLK 的下降沿开始传送。因此,从Dout引脚接收数据时,可在DCLK的下降沿期间进行,也可以在DCLK的上升沿期间进行。通常情况下，采用在DCLK的上升沿接收转换后的各位数据流。CS 的下降沿用于启动转换和数据变换，CS有效后的最初1至2个转换周期内，ADS7816采样输入信号，此时输出引脚Dout呈三态。DCLK的第2个下降沿后,Dout使能并输出一个时钟周期的低电平的无效信号。在第4个时钟的上升沿，Dout开始输出转换结果，其输出数据的格式是最高有效位(B11位)在前。当最低有效位(B0位)输出后,若CS变为高电位,则一次转换结束,Dout显三态。 （2）元件设计： en：A/D转换启动键，输入。输入高电平时开始转换。 clk：时钟输入。 ad_dat：ADS7816转换结束后的12位串行二进制数据输入端。 cs：A/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 data_out[11..0]：12位并行二进制数据输出端。 3.2 数据转换控制模块 荆楚理工学院 单片机课程设计成果 学院: 电子信息工程学院班级: 13电气2班 学生姓名:xxx学号:xxxxxxxxxxxxxxxx 设计地点（单位）单片机实验室D1302 设计题目:数字电压表 完成日期：2015年7月3日 指导教师评语: _________________________________ 成绩(五级记分制): 教师签名: 摘要 电压表是测量仪器中不可缺少的设备，目前广泛应用的是采用专用集成电路实现的数字电压表。本系统以STC89C52单片机为核心，以逐次逼近式A/D转换器ADC0809、数码管显示器为主体，设计了一款简易的数字电压表，能够测量0～5V的直流电压。 该设计大体分为以下几个部分，同时，各部分选择使用的主要元器件确定如下： 1、单片机部分。使用常见的STC89C52单片机，同时根据需要设计单片机电路。 2、测量部分。该部分是实验的重点，要求将外部采集的模拟信号转换成数字信号，通过单片机的处理显示在显示器上。根据需要本设计采用逐次逼近型A ∕D转换器ADC0809进行模数转换。 3、数码管显示部分。其中一位为整数部分，其余位小数部分。 关键词：STC89C52 模数转换数码管显示 目录 1.方案设计与论证 (4) 1.1方案设计 (4) 1.2方案论证 (4) 2.系统硬件电路设计 (4) 2.1系统原理框图 (4) 2.2 A/D转换电路 (5) 2.3单片机主控电路 (5) 2.4电压显示电路 (7) 2.5总体电路设计 (8) 3.系统测试 (10) 3.1测试方法与结果 (10) 3.2测试结论 (11) 3.3误差分析 (11) 4.设计总结 (11) 参考文献 (13) 附录 (14) 课程设计报告书 课程名称： 学院： 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 职称： 年月日 目录 一、课程设计的目的 (2) 二、设计要求及技术指标 (2) 三、设计方案及原理 (2) 四、测试部分电路设计 (3) （1）数字电压表原理框图 (3) 电压衰减电路 (3) 单相桥式整流滤波电路 (4) 基准电压模块 (5) 3 1/2位A/D电路模块 (5) 字形译码驱动电路模块 (6) 显示电路模块 (6) （2）实验电路工作过程及芯片简介 (7) 工作过程 (7) 三位半A／D转换器MC14433 (8) 七段锁存-译码-驱动器MC4511 (8) 七路达林顿驱动器阵列MC1413 (9) 高精度低漂移能隙基准电源MC1403 (9) 五、总电路图及电路分析 (9) 六、元器件清单.................................... (10) 七、组装、调试内容 (11) 八、设计心得和体会 (11) 九、参考文献 (12) 十、电路搭建完成的照片 (13) 第一章课程设计目的 课程设计主要目的：是通过电子技术的综合设计，熟悉一般电子电路综合 设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体的设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往的学习模电、数电内容，达到灵活应用的目的。在设计完成以后，还要将设计的电路进行安装、调试以加强学生的动手能力。在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计任务同时应注意多方面能力的培养与提高，主要包括以下方面： 独立工作能力和创造力； ●综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力； ●查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力； ●熟悉常用电子仪器操作使用和测试方法； ●工程绘图能力； ●写技术报告和编制技术资料的能力。 ●培养同学之间合作与交流的能力； ●电路检测与故障排查能力； 第二章设计要求及技术指标 具体要求： 1、利用所学知识，通过上网或到图书馆查阅资料，设计三个实现数字万用表的方案；只要求写出实现原理，画出原理功能框图，描述其功能。 说明：采用原理、方案不限，也可以自行设计。 2、其中对将要实验方案3 1/2数字电压表，需采用中、小规模集成电路、MC14433 A/D转换器等电路进行设计，写出已确定方案详细工作原理，计算出参数。 技术指标： 1、测量直流电压1999-1V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V； 2、测量交流电压1999-199V； 3、三位半显示； 4、总体设计； 5、电阻、电容 6、根据设计过程写出详细的课程设计报告； 第三章设计方案及原理 基于MC14433的数字电压表 《电子技术》综合课程设计 第1章设计目的 课程设计主要目的：是通过电子技术的综合设计，熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体的设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往的学习模电、数电内容，达到灵活应用的目的。在设计完成以后，还要将设计的电路进行安装、调试以加强学生的动手能力。在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计任务同时应注意多方面能力的培养与提高，主要包括以下方面： 独立工作能力和创造力； ●综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力； ●查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力； ●熟悉常用电子仪器操作使用和测试方法； ●工程绘图能力； ●写技术报告和编制技术资料的能力。 ●培养同学之间合作与交流的能力； ●电路检测与故障排查能力； 第2章设计要求及技术指标 具体要求： 1、利用所学知识，通过上网或到图书馆查阅资料，设计三个实现数字万用表的方案；只要求写出实现原理，画出原理功能框图，描述其功能。 说明：采用原理、方案不限，也可以自行设计。 2、其中对将要实验方案3 1/2数字电压表，需采用中、小规模集成电路、MC14433 A/D转换器等电路进行设计，写出已确定方案详细工作原理，计算出参数。 技术指标： 1、测量直流电压1999-1V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V； 2、测量交流电压1999-199V； 3、三位半显示； 4、比较设计方案与总体设计； 5、根据设计过程写出详细的课程设计报告； 第3章设计方案及原理 3.1 方案一基于MC14433的数字电压表 方案一框图如下： 湖南科技大学 信息与电气工程学院 课程设计报告 课程单片机原理及应用 题目：数字电压表 专业： 班级： 姓名： 学号： 任务书 1数字电压表的概述 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。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。 数字电压表的诞生打破了传统电子测量仪器的模式和格局。它显示清晰直观、读数准确，采用了先进的数显技术，大大地减少了因人为因素所造成的测量误差事件。数字电压表是把连续的模拟量（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。数字电压表把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起，成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支，数字电压表标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。本设计采用了以单片机为开发平台，控制系采用 AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0809。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便进 行8路其它A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。简易数字电压测量电路由 A/D转换、数据处理、显示控制等组成。 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 VoIt 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，因此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。 2、工作原理 系统采用12M晶振产生脉冲做8031的内部时钟信号，通过软件设置单片机的内部定时器T0产生中断信号。利用中断设置单片机的口取反产生脉冲做8031的时钟信号。通过键盘选择八路通道中的一路，将该路电压送入ADC0809相应通道，单片机软件设置ADC0809开始A/D转换，转换结束ADC0809的EOC端口产生高电平，同时将ADC0809的EO端口置为高电平，单片机将转换后结果存到片内RAM。系统调出显示子程序，将保存结果转化为分别保存在片内RAM;系统调出显示子程序，将转化后数据查表，输出到LED显示电路，将相应电压显示出来，程序进入下一个循环。 3、系统结构框图 4、8031的结构及其功能 在本次课题设计中我们选择了8031芯片。8031和8051是最常见的mcs51系列单片机，是inter公司早期的成熟的单片机产品，应用范围涉及到各行各业,下面介绍一下它的引脚图等资料。 <8031管脚图> . 《虚拟仪器技术》 实验报告 学生姓名 学号 日期 实验四、虚拟电压表的设计和虚拟数字万用表的使用 一、实验原理 1）一般电压表和万用表的工作原理和使用方法。 2）交流电各种电压值表示的概念以及相互转换关系。 3）子VI的创建方法。 二、实验目的 1）掌握虚拟电压表和数字万用表的设计和使用方法 2）进一步掌握LabVIEW的使用，特别是控件属性的操作以及子VI的使用。 三、实验内容及要求 1）利用LabVIEW 设计一简易虚拟电压表。 功能要求：具有普通电压表的基本功能，用户可选择直流测量和交流测量。对于直流电压只需显示电流值大小，对于交流电则需要显示该交流电的峰值、有效值、平均值和直流分量（若存在）。同时能够提供虚拟输入和实际输入两种测量信号，虚拟输入时能够显示信号波形。 其他要求：对虚拟电压表进行初始设置，即每次运行程序时电压表的初始界面一致，具体表现在开关处于关闭状态，波形图窗口清空，其他控件处于使能状态下。实际输入时禁用仿真参数设置控件，仿真输入时测量直流电压值时禁用信号幅度、频率、初始相位、占空比、信号类型等控件。 2）创建自行设计的虚拟电压表子VI。 3）使用NI ELVIS提供的数字万用表（DMM）模块完成电阻、电流和电压的测量，并就其中的电压测量部分与自行设计的虚拟电压表进行比较和分析。 四、实验步骤 1）参考程序流程图如图4.1所示；参考前面板设计如图4.2所示，该前面板除具有实验三函数发生器的参考前面板中所有的输入控件外，还添加了仿真与实际信号的切换按钮，交流/直流测量的切换按钮，开关按键，电源指示灯以及结果显示包括：直流分量，平均值，有效值和峰峰值（可以根据需求自行添加或删减）；参考程序框图设计如图4.3所示。本次虚拟电压表的设计与实际使用的模拟/数字电压表是存在很大差别的，为便于实验做了大量简化。实验的主要目的是了解LabVIEW中对子函数的调用及使用方法，LabVIEW中有关属性节点、局部变量的使用和有关用户界面设计的一些基本方法，以及利用DAQ处理采集数据的方法（此部分需要结合实验二中相关内容）。程序框图图4.3看似复杂，其实大量的工作是用于完成空间的属性操作和有关程序初始化设置的问题，真正用于数据处理的模块其实只有三个（具体见实验提示4）。直流数字电压表课程设计报告设计
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基于单片机的数字电压表设计报告
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数字电压表的设计实验报告
单片机课程设计报告——数字电压表[1]剖析
数字电子技术课程设计-题目
51单片机数字电压表实验报告
单片机课程设计 数字电压表设计
电子秒表电路的设计
51单片机数字电压表实验报告
数字电子技术课程设计-题目
简易电压表设计实验报告
基于某STC89C52的数字电压表设计报告材料
数字电压表数电课设
数字电压表课程设计
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实验四虚拟电压表的设计和虚拟数字万用表的使用
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