1、基于單片機的直流數字電壓表指導教師：李梅班級：電氣1班學生：牛傳貝學號：2008480358目錄1系統研究的背景與意義2系統設計任務3硬件電路與軟件系統設計4軟件仿真與實際電路對比系統的背景及意義在現代測量技術中電壓測量有著非常重要的意義。數字式電壓表（Digital Voltmeter）簡稱DVM，是指把被測電壓的數值通過數字技術變換成數字量，然后用數碼管以十進制數字顯示被測量電壓值。在抗電磁干擾、可擴展性和可集成性上數字式電壓表具有很大的優越性 。目前，數字式電壓表已經廣泛應用于電力電子測量、工業自動化儀表、自動測試系統等智能化測量領域，并顯示出強大的生命力。因此，對于數字電壓表的研究具有

2、重要的現實意義。 系統設計任務可以測量8路0-5V范圍的直流輸入電壓值；通過按鍵選擇模擬量輸入通道； 測量結果顯示在數碼管上，測量結果包括通道數以及該通道的電壓值；系統概述本系統介紹一種基于AT89C51為主要控制器，ADC0809為A/D轉換器的8路直流數字電壓表。硬件電路主要包括通路選擇模塊、A/D轉換模塊、數據處理模塊以及顯示模塊軟件部分主要包括主程序以及初始化程序，按鍵讀取程序，中斷程序，顯示程序等幾個子程序模塊。該數字電壓表可以測量8路模擬電壓值，在多點巡回檢測和過程控制、運動控制中應用十分廣泛。 系統結構框圖模擬信號ADC0809單片機數碼管顯示通道選擇模塊圖1-1系統結構圖系統原

3、理圖軟件設計主程序初始化子程序A/D轉換子程序LED顯示子程序中斷按鍵查詢子程序延時子程序 主程序開始A/D轉換子程序LED顯示子程序初始化結束A/D轉換子程序開始結束設置轉換通道保存A/D轉換值輸出允許OE=1START下降沿啟動A/D轉換ALE 上升沿讀入通道地址，START 上升沿清內部寄存器輸出禁止OE=0A/D是否轉換結束否是LED顯示子程序開始數據處理點亮數碼管1點亮數碼管2點亮數碼管4點亮數碼管3結束向P1口送段碼向P2口送位選碼關數碼管，消重影延時系統仿真電路仿真電路測試與性能分析運行仿真電路，依次點擊按鍵8次，記錄實際電壓與測量電壓，驗證按鍵選擇通道的功能，并驗證電路對每一路

4、通道的電壓測量功能。 仿真電路測試與性能分析對仿真電路進行誤差分析，驗證該仿真直流數字電壓表的精確度。為了方便，本部分只列出其中第2通道電壓的誤差分析結果 。標準電壓值/V簡易電壓表2通道測量值/V絕對誤差/V0.000.000.000.510.510.001.271.260.011.561.560.002.332.330.002.852.850.003.193.190.003.503.500.004.004.000.004.995.000.01系統PCB圖系統的安裝與調試在系統調試期間，給電路板燒寫程序完成后發現LED數碼管顯示不太亮，經過檢查斷定是P1口驅動能力太弱引起的。經老師的指導，在

5、P1口處焊接上了一個上拉排阻，問題得以解決。實際電路的測試與性能分析為了更好的分析本設計的性能，對實際電路測試結果和仿真電路測試結果進行比較。通過對該簡易數字電壓表與“標準”數字電壓表測試結果對比，對實際電路進行誤差分析。為了與前面仿真測試部分對應，本部分同樣只列出其中第2通道電壓的誤差分析結果。 標準電壓值/V簡易電壓表2通道測量值/V絕對誤差/V0.000.010.010.510.510.001.271.270.001.561.560.002.332.330.002.852.860.013.193.190.003.503.510.014.004.000.004.994.990.00結論 經過一段時間的努力基于單片機的數字電壓表設計成功。根據實際測試，本設計誤差小，性價比高，可以用于實際應用中。本設計的一大亮點是可以通過按鍵的選擇測量8通道模擬電壓，在多點巡回檢測和過程控制、運動控制領域應用十分廣泛。 通過該畢業設計我對電子設計流程有了更深刻的理解。從軟件仿真、印制電路板制作到系統的安裝調試遇到了不少問題，對這些問題的解決也鍛煉了我獨立思考的能力，使我受益匪淺。 致 謝 本設計是在我的指導教師李梅老師的悉心指導下完成的，在畢業設計和論文的完