电子线路硬件课程设计实验报告课题：数字电压表设计班级：作者：学号：指导老师：课设评价：课设成绩：摘要随着数字电路的发展和普及，其精度和可靠性已渐渐超过模拟电路，加上其显示直观方便，误差小，数字电路仪器已渐渐进入各种测试仪器中供给人们使用。在本设计中电压表可以测量直流电压（0~200V），分为四档：200mV、2V、20V及200V，并通过3位7段数码管显示测量值。根据可选择的方案，本设计主要采用51单片机和AD0809AD转换芯片进行数据的采样和处理，并通过数码管显示。本设计具有实现方便，系统结构简单，显示直观，可靠性较好等特点。关键字：数字电压表51单片机AD0809AbstractWiththedigitalcircuit'spopularizationandthedevelopment,itsprecisionandthestabilityhasbeenhigherthantheanalogouscircuitbyfar,Itsdirect-viewingvoltagedemonstratesbothareadvantageousfortheuse,andcanreducethepersonalerror.Duringthisdesign,thevoltmetermaysurveytheDCvoltagemeasuringrange(0~200V)tobedividedfourgrades:200mv,2v,20v,200v,andnixietubedemonstratesitsvaluethroughthreebitLED.Accordingtothedigitalvoltmeter'sfunctionrequest,selectingat89C51monolithicintegratedcircuittomakethecontrolsystem,realizesA/DtransformationfunctionbyADC0809.Thisdesignisreasonable,easy,convenient,stableandhassomeotheradvantages.Keywords:digitalvoltmeterat89C51AD0809项目概述本项目要求设计并实现一个数字电压表的装置，该装置能够对0~200V范围的直流电压进行测量。测量分为4挡：200mV、2V、20V和200V。输入为模拟直流电压，输出为数字量，并在必要的辅助输出显示设备上显示。同时具有正、负电压极性显示，小数点显示。能判读并显示被测量信号超出所选择的量程范围。并根据不同的量程能自动调整小数点。项目设计目标及方案论证设计目标本设计项目有基本要求和扩展部分要求两部分：基本要求①数字电压表有4个测量挡：200mV、2V、20V和200V，能将被测的模拟直流电压在显示设备上显示出来。②数字电压表以基本量程为基础，同时设计衰减器进行量程的扩展。③具有位（三位半）显示：有3位完整的显示，另外最高位只显示0或1。④能够判读并显示被测电压的极性。扩展部分设计并调试自动量程转换电路设计并调试小数点自动切换功能方案论证方案一：用A/D转换、LED显示芯、各种需要的中规模门电路芯片、电阻、电容等纯硬件实现数字电压表：通过电阻衰减网络得到衰减后的电压，送入CC7107，将其输出的数字量接入LED显示。该方法是用纯硬件实现数字电压表，硬件连接较复杂，电路体积大，测量方式不灵活，测量的误差比较大、精确度难做高。方案二：采用单片机、A/D芯片和显示芯片设计数字电压表：单片机型号广泛、并且价格低廉。只要单片机内部具有中断、I/O、RS232等模块就能够满足选型基本要求，系统的精度能够保证。该方法硬件连接相对简单，测量误差较小，精度较高。方案三：基于FPGA及A/D芯片的数字电压表：A/D转换器将模拟量转换为数字量，FPGA将转换的数字量变成需要的数字量，送LED进行显示。系统集成度高，精度可以保证，但是系统成本较高。方案选择：在可选的三种方案里，本人结合自身实际动手能力，没有选择之前模拟电路实验和数字电路实验课上做过的直接通过纯硬件电路实现的数字电压表，也没有选择比较熟悉的FPGA和AD芯片实现的数字电压表，而选择了挑战自己没有学过和做过的51单片机来作为数字电压表的控制部分，通过AD采集，数码管显示的数字电压表，本人觉得是一次挑战，也是一次难得的学习过程。系统总体设计（一）系统设计本次设计大致可分为四个部分：①档位电路；②AD采样电路；③单片机处理部分；④LED显示部分。各部分功能为：档位电路：对测量档位进行选择（200mV、2V、20V、200V），并