8路數(shù)字電壓表畢業(yè)論文

1、<p>　　畢業(yè)設計說明書(論文)</p><p>　　系 部： 通信工程學院 </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　題 目： 基于89C52的8通道循環(huán)顯</p><p>　　示數(shù)字電壓

2、表電路的設計與制作</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文設計了一個數(shù)字電壓表, 數(shù)字電壓測量電路主要由A/D轉換、數(shù)據(jù)處理及顯示控制等組成。數(shù)字電壓表可以測量0到5V范圍內的8路輸入電壓值,并在4位LED數(shù)碼管上輪流顯示或單路選擇顯示。其測量最小分辨率為0.019V，最大分辨率為0.0196V（5/255）。A/D轉換由集成電路ADC08

3、09完成0809具有8路模擬輸入端口地址線(23~25腳)可決定對哪一路模擬輸入作A/D轉換單片機的P1、P3.0~P3.3端口作為四位LED數(shù)碼管顯示控制。P3.5端口用作單路顯示/循環(huán)顯示轉換按鈕,P3.6端口用作單路顯示時選擇通道。P0端口作A/D轉換數(shù)據(jù)讀入用,P2端口用作0809A/D轉換控制，每隔一段時間一次輪流改變3位地址輸入端的地址，從而一次對8路輸出電壓進行測量。顯示子程序采用動態(tài)掃描法實現(xiàn)4位數(shù)碼管的數(shù)值顯示。<

4、;/p><p>　　關鍵詞：AT89C52；ADC0809；LED數(shù)碼顯示管 ;循環(huán)顯示</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper introduces the design of a digital voltage meter, digital voltage measuring circui

5、t is mainly composed of A/D conversion, data processing and display control. Digital voltage meter can measure the range of 5V0to the8 input voltage value, and 4 digital tube LED alternately shows or choose to display a

6、single road. The measurement of the minimum resolution is 0.019V, the maximum resolution of 0.0196V (5/255). A/D conversion by integrated circuit ADC0809finished 0809with8 analog input po</p><p>　　Key words：

7、AT89C52; ADC0809; LED; Loop display </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 引言1</b></p><p>　　1.2 選題背景與意義2<

8、;/p><p>　　1.3 研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.4 論文主要研究內容4</p><p>　　1.5 主要章節(jié)安排5</p><p>　　第二章 Protel99se概述6</p><p>　　2.1 Protel的產(chǎn)生與發(fā)展6</p><p>　　2.2 Protel99s

9、e的系統(tǒng)構成7</p><p>　　2.2.1 電路工程設計部分7</p><p>　　2.2.2 電路仿真與PLD部分8</p><p>　　2.3電路板設計的基本步驟8</p><p>　　2.4 Protel99se常用快捷鍵大全9</p><p>　　第三章 基本理論和方案論證12</p>

10、;<p>　　3.1基本理論12</p><p>　　3.2方案論證12</p><p>　　3.2.1系統(tǒng)設計任務12</p><p>　　3.2.2設計方案12</p><p>　　3.2.3軟硬件開發(fā)環(huán)境13</p><p>　　第四章 硬件電路原理和設計14</p>&l

11、t;p>　　4.1 單片機模塊14</p><p>　　4.1.1 復位電路14</p><p>　　4.1.2 晶振電路16</p><p>　　4.2 AD轉換電路模塊17</p><p>　　4.3 數(shù)碼管顯示電路模塊19</p><p>　　4.4 按鍵電路模塊20</p>&l

12、t;p>　　第五章 軟件設計21</p><p>　　5.1 主程序設計21</p><p>　　5.1.1 工作流程21</p><p>　　5.1.2 存儲空間定義安排22</p><p>　　5.2 模塊程序設計23</p><p>　　5.2.1 AD轉換測量程序23</p>

13、<p>　　5.2.2 顯示程序25</p><p>　　第六章 系統(tǒng)調試和總結…………………………………………………………26</p><p>　　6.1 系統(tǒng)調試……………………………………………………………………… 26</p><p>　　6.2 結論及進一步設想………………………………………………… …………27 </p>&

14、lt;p>　　6.3 調試問題及解決方案…………………………………… …………………..27</p><p>　　6.4 系統(tǒng)進一步改進方案…………………………………… …………………..28 </p><p>　　第七章 總結與展望………………………………………………………………… ..29</p><p><b>　　致謝32</b

15、></p><p>　　元件清單…………………………………………………………………………… ……33</p><p><b>　　參考文獻34</b></p><p>　　附錄A 電路原理圖35</p><p><b>　　附錄B 程序36</b></p><p>

16、;<b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　數(shù)字電壓表（Digital Voltmeter）簡稱DVM，它是采用數(shù)字化測量技術，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一、精度低，不能滿足數(shù)字化時代的需求，采用單片機的數(shù)字電壓

17、表，由精度高、抗干擾能力強，可擴展性強、集成方便，還可與PC進行實時通信。</p><p>　　目前，由各種單片A/D 轉換器構成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領域，顯示出強大的生命力。與此同時，由DVM擴展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術提高到嶄新水平。新型數(shù)字電壓表以其高準確度、高可靠性、高分辨率、高性價比等優(yōu)良特性倍受人們的青睞。

18、與此同時，由電壓表擴展而成的各種通用及專用儀表（含數(shù)字萬用表），也將電量及非電量測量技術提高到嶄新水平。本文重點介紹單片A/D 轉換器以及由它們構成的基于單片機的數(shù)字電壓表的工作原理。</p><p>　　1.2 選題背景與意義</p><p>　　實習期間我在家鄉(xiāng)磊大水泥重工集團的車間實習工作，期間我在供電車間工作，是指把被測電壓的數(shù)值通過數(shù)字技術，變換成數(shù)字量，然后用數(shù)碼管以十進制數(shù)字

19、顯示被測量電壓值，數(shù)字式電壓表具有高精度、量程寬、顯示位數(shù)多、分辨率高、易于實現(xiàn)測量自動化等優(yōu)點，在電壓測量中也占據(jù)了越來越重要的地位，所以我以數(shù)字顯示電壓表為中心來做論文。</p><p>　　伴隨著工廠建設規(guī)模的擴大，各種用電設備的增多，用電量越來越大，工廠的供電設備經(jīng)常超負荷運轉，用電環(huán)境變得越來越惡劣，對電源的“考驗”越來越嚴重。人們對數(shù)字顯示電壓表以其高準確度、高可靠性、高分辨力、高性價比等優(yōu)良特性倍受

20、任命的青睞。沒欠，數(shù)字電壓表作為數(shù)字化儀表的基礎與核心，已被廣泛應用于電子和電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等領域，顯示出強大的生命力。在實習的這短時間里，在老師和工人師傅的幫助和指導下，使我對于一些平常理論的東西，有了感性的認識，感覺受益匪淺。這對我以后的學習和工作有很大的幫助，最重要的是使我對于工業(yè)生產(chǎn)中的數(shù)字顯示電壓表有了更深的了解。</p><p>　　傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一、精度低，不能滿足數(shù)

21、字化時代的需求，采用單片機的數(shù)字電壓表，由精度高、抗干擾能力強，可擴展性強、集成方便。通過單片機，采用數(shù)字化測量技術，把連續(xù)的模擬量轉換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表，使測得的結果更為精準。</p><p><b>　　1.3 研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　技術工藝，是衡量一個企業(yè)是否具有先進性，是否具備市場競爭力，是否能不斷領先于競爭者的重要指標依

22、據(jù)。隨著我國交流數(shù)字電壓表市場的迅猛發(fā)展，與之相關的核心生產(chǎn)技術應用與研發(fā)必將成為業(yè)內企業(yè)關注的焦點。利用AD轉換芯片設計的數(shù)字電壓表將模擬信號轉換為數(shù)字顯示部分，這在生產(chǎn)運用中有很大的實際意義，今后這方面的技術將得到提高，運用更加廣泛</p><p>　　采用新技術、新工藝，由LSI和VLSI構成的新型數(shù)字儀表及高檔智能儀器的大量問世，標志著電子儀器領域的一場革命，也開創(chuàng)了現(xiàn)代電子測量技術的先河。新型數(shù)字儀表的

23、發(fā)展主要有四個方向： </p><p>　　(1)廣泛采用新技術，不斷開發(fā)新產(chǎn)品 。</p><p>　　(2)向模塊化發(fā)展 。新一代數(shù)字儀表正朝著標準模塊化的方向發(fā)展。預計在不久的將來，許多數(shù)字儀表將由標準化、通用化、系列化的模塊所構成，給電路設計和安裝調試、維修帶來極大方便。 </p><p>　　(3)多重顯示儀表 。為徹底解決數(shù)字儀表不便于觀察連續(xù)變化量的技

24、術難題，“數(shù)字/模擬條圖”雙顯示儀表已成為國際流行款式，它兼有數(shù)字儀表準確度高、模擬式儀表便于觀察被測量的變化過程及變化趨勢的兩大優(yōu)點。</p><p><b>　　(4)制作簡單化</b></p><p>　　模擬條圖大致分成三類：</p><p>　?、僖壕В↙CD）條圖，呈斷續(xù)的條狀，這種顯示器的分辨力高、微功耗，體積小，低壓驅動，適于電

25、池供電的小型化儀表。</p><p>　　②等離子體（PDP）光柱顯示器，其優(yōu)點是自身發(fā)光，亮度高，顯示清晰，觀察距離遠，分辨力較高，缺點是驅動電壓高，耗電較大。</p><p>　?、跮ED光柱，它是又多只發(fā)光二極管排列而成。這種顯示器的亮度高，成本低，但象素尺寸較大，功耗高，驅動電路復雜。 </p><p>　　1.4 論文主要研究內容</p>&

26、lt;p>　　本課題利用所學知識，結合實際，設計、制作8路模擬電壓值（0—5V）轉換為數(shù)字量進行測量并循環(huán)顯示和單路顯示。本畢業(yè)設計的具體要求如下：</p><p>　　采用模數(shù)轉換器對8個輸入的模擬電壓量進行轉換。</p><p>　　用89C52單片機對各路電壓值進行單路和循環(huán)顯示。</p><p>　　制作電路板并完成調試，實現(xiàn)功能。</p>

27、<p>　　任務分析，確定數(shù)字電壓表的轉換電路、顯示電路、選擇電路的工作原</p><p>　　理和構成。通過學習模電、數(shù)電、單片機等相關知識，確定各部分電路的實現(xiàn)</p><p>　　方法。主要研究內容如下：</p><p>　　1.了解ADC0809的轉換工作原理。</p><p>　　2.了解單片機AT89C52工作原理。

28、</p><p>　　3.了解電路選擇開關的工作原理。</p><p>　　4.研究電路中分頻電路的工作原理。</p><p>　　5.熟悉并掌握PROTEL的使用，能夠自己繪制PCB圖，繪制電原理圖，PCB板圖.</p><p>　　1.5 主要章節(jié)安排</p><p>　　首先就課題研究的背景和意義作出說明。<

29、;/p><p>　　第一章 總體的介紹下設計的內容。</p><p>　　第二章 主要介紹了設計所需要的軟件的發(fā)展及其相關知識。</p><p>　　第三章 基本理論和方案論證。</p><p>　　第四章 硬件電路原理和設計。</p><p><b>　　第五章 軟件設計。</b></p>

30、;<p><b>　　第六章 系統(tǒng)調試</b></p><p><b>　　第七章 總結與展望</b></p><p>　　第二章 Protel99se概述</p><p>　　2.1 Protel的產(chǎn)生與發(fā)展</p><p>　　PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA

31、軟件，在電子行業(yè)的CAD軟件中，它當之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設計者的首選軟件，它較早就在國內開始使用，在國內的普及率也最高，有些高校的電子專業(yè)還專門開設了課程來學習它，幾乎所有的電子公司都要用到它，許多大公司在招聘電子設計人才時在其條件欄上常會寫著要求會使用PROTEL。早期的PROTEL主要作為印制板自動布線工具使用，運行在DOS環(huán)境，對硬件的要求很低，在無硬盤286機的1M內存下就能運行，但它的功能也較少，只有電原理

32、圖繪制與印制板設計功能，其印制板自動布線的布通率也低，而現(xiàn)今的PROTEL已發(fā)展到PROTEL99（網(wǎng)絡上可下載到它的測試板），是個龐大的EDA軟件，完全安裝有200多M，它工作在WINDOWS95環(huán)境下，是個完整的板級全方位電子設計系統(tǒng)，它包含了電原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號仿真、多層印制電路板設計（包含印制電路板自動布線）、可編程邏輯器件設計、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server （客

33、戶/服務器）體系結構，同時還兼容一些其它設計軟件的文件格式，如OR</p><p>　　2005年年底，Protel軟件的原廠商Altium公司推出了Protel系列的最新高端版本Altium Designer 6.0。 Altium Designer 6.0，它是完全一體化電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的一個新版本，也是業(yè)界第一款也是唯一一種完整的板級設計解決方案。Altium Designer 是業(yè)界首例將設計流程、集成化

34、PCB 設計、可編程器件（如FPGA）設計和基于處理器設計的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在一起的產(chǎn)品，一種同時進行PCB和FPGA設計以及嵌入式設計的解決方案，具有將設計方案從概念轉變?yōu)樽罱K成品所需的全部功能。 </p><p>　　這款最新高端版本Altium Designer 6.除了全面繼承包括99SE，Protel2004在內的先前一系列版本的功能和優(yōu)點以外，還增加了許多改進和很多高端功能。Altium Des

35、igner 6.0拓寬了板級設計的傳統(tǒng)界限，全面集成了FPGA設計功能和SOPC設計實現(xiàn)功能，從而允許工程師能將系統(tǒng)設計中的FPGA與PCB設計以及嵌入式設計集成在一起。 </p><p>　　2.2 Protel99se的系統(tǒng)構成</p><p>　　按照系統(tǒng)功能來劃分，Protel99se主要包含以下倆大部分和6個功能模塊。</p><p>　　2.2.1 電路

36、工程設計部分</p><p>　　(1)電路原理設計部分（Advanced Schematic 99）：電路原理圖設計部分包括電路圖編輯器（簡稱SCH編輯器）、電路圖零件庫編輯器（簡稱Schlib編輯器）和各種文本編輯器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路原理圖；更新和修改電路圖零件庫；查看和編輯有關電路圖和零件庫的各種報表。這是一個易于使用的具有大量元件庫的原理圖編輯器，主要用于原理圖的設計。它可以為印制

37、電路板設計提供網(wǎng)絡表。該編輯器除了具有強大的原理圖編輯功能以外，其分層組織設計功能、設計同步器、豐富的電氣設計檢驗功能及強大而完善的打印輸出功能，使用戶可以輕松完成所需的設計任務。</p><p>　?。?）印刷電路板設計系統(tǒng)（Advanced PCB 99）：印刷電路板設計系統(tǒng)包括印刷電路板編輯器（簡稱PCB編輯器）、零件封裝編輯器（簡稱PCBLib編輯器）和電路板組件管理器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編

38、輯電路板；更新和修改零件封裝；管理電路板組件。它是一個功能強大的印制電路板設計編輯器，具有非常專業(yè)的交互式布線及元件布局的特點，用于印制電路板（PCB）的設計并最終產(chǎn)生PCB文件，直接關系到印制電路板的生產(chǎn)。Protel 99 SE的印制電路板設計系統(tǒng)可以進行多達32層信號層、16層內部電源/接地層的布線設計，交互式的元件布置工具極大地減少了印制板設計的時間。 </p><p>　　同時它還包含一個具有專業(yè)水準的

39、PCB信號完整性分析工具、功能強大的打印管理系統(tǒng)、一個先進的PCB三維視圖預覽工具。 </p><p>　?。?）自動布線系統(tǒng)（Advanced Route 99）：本系統(tǒng)包含一個基于形狀（Shape-based）的無柵格自動布線器，用于印刷電路板的自動布線，以實現(xiàn)PCB設計的自動化。</p><p>　　2.2.2 電路仿真與PLD部分</p><p>　?。?）

40、電路模擬仿真系統(tǒng)（Advanced SIM 99）：電路模擬仿真系統(tǒng)包含一個數(shù)字/模擬信號仿真器，可提供連續(xù)的數(shù)字信號和模擬信號，以便對電路原理圖進行信號模擬仿真，從而驗證其正確性和可行性。</p><p>　?。?）可編程邏輯設計系統(tǒng)（Advanced PLD 99）：可編程邏輯設計系統(tǒng)包含一個有語法功能的文本編輯器和一個波形編輯器（Waveform）。本系統(tǒng)的主要功能是；對邏輯電路進行分析、綜合；觀察信號的波

41、形。利用PLD系統(tǒng)可以最大限度的精簡邏輯部件，使數(shù)字電路設計達到最簡化。</p><p>　?。?）高級信號完整性分析系統(tǒng)（Advanced Integrity 99）：信號完整性分析系統(tǒng)提供了一個精確的信號完整性模擬器，可用來分析PCB設計、檢查電路設計參數(shù)、實驗超調量、阻抗和信號諧波要求等。</p><p>　　此外，Protel 99 SE還包含一個功能強大的基于SPICE 3f5的

42、模/數(shù)混合信號仿真器，使設計者可以方便地在設計中對一組混合信號進行仿真分析。 </p><p>　　同時，它還提供了一個高效、通用的可編程邏輯器件設計工具。</p><p>　　2.3電路板設計的基本步驟</p><p>　　電路板設計 一般而言，設計電路板最基本的過程可以分為以下3大步驟。</p><p><b>　　電路原理圖的

43、設計 </b></p><p>　　電路原理圖的設計主要是用Protel 99 SE的原理圖設計系統(tǒng)來繪制電路原理圖。</p><p><b>　　產(chǎn)生網(wǎng)絡報表 </b></p><p>　　網(wǎng)絡表可以從電路原理圖中獲得，同時Protel 99 SE也提供了從電路板中提取網(wǎng)絡表的功能。</p><p><

44、;b>　　印制電路板的設計 </b></p><p>　　印制電路板的設計主要是利用Protel 99 SE的PCB設計系統(tǒng)來完成印制電路板圖的繪制。</p><p>　　2.4 Protel99se常用快捷鍵大全</p><p>　　Enter 選取或啟動</p><p><b>　　Esc 放棄或取消</

45、b></p><p>　　F1 啟動在線幫助窗口</p><p>　　Tab 啟動浮動圖件的屬性窗口</p><p>　　Pgup 放大窗口顯示比例 </p><p>　　Pgdn 縮小窗口顯示比例</p><p><b>　　End 刷新屏幕</b></p><p>

46、;　　Del 刪除點取的元件（1個）</p><p>　　Ctrl+Del 刪除選取的元件（2個或2個以上）</p><p>　　X+A 取消所有被選取圖件的選取狀態(tài)</p><p>　　X 將浮動圖件左右翻轉</p><p>　　Y 將浮動圖件上下翻轉</p><p>　　Space 將浮動圖件旋轉90度</p

47、><p>　　Crtl+Ins 將選取圖件復制到編輯區(qū)里</p><p>　　Shift+Ins 將剪貼板里的圖件貼到編輯區(qū)里</p><p>　　Shift+Del 將選取圖件剪切放入剪貼板里</p><p>　　Alt+Backspace 恢復前一次的操作</p><p>　　Ctrl+Backspace 取消前一次的

48、恢復</p><p>　　Crtl+G 跳轉到指定的位置</p><p>　　Crtl+F 尋找指定的文字</p><p>　　Alt+F4 關閉protel</p><p>　　Spacebar 繪制導線，直線或總線時，改變走線模式</p><p>　　V+D 縮放視圖，以顯示整張電路圖</p><

49、;p>　　V+F 縮放視圖，以顯示所有電路部件</p><p>　　Home 以光標位置為中心，刷新屏幕</p><p>　　Esc 終止當前正在進行的操作，返回待命狀態(tài)</p><p>　　Backspace 放置導線或多邊形時，刪除最末一個頂點</p><p>　　Delete 放置導線或多邊形時，刪除最末一個頂點</p>

50、;<p>　　Ctrl+Tab 在打開的各個設計文件文檔之間切換</p><p>　　Alt+Tab 在打開的各個應用程序之間切換</p><p>　　A 彈出Edit\Align子菜單</p><p>　　B 彈出View\Toolbars子菜單</p><p>　　E 彈出Edit菜單</p><p>

51、;　　F 彈出File菜單</p><p>　　H 彈出Help菜單</p><p>　　J 彈出Edit\Jump菜單</p><p>　　L 彈出Edit\Set Location Makers子菜單</p><p>　　M 彈出Edit\Move子菜單</p><p>　　O 彈出Options菜單</p&

52、gt;<p>　　P 彈出Place菜單</p><p>　　Q PCB中mm/mil單位切換</p><p>　　R 彈出Reports菜單 </p><p>　　S 彈出Edit\Select子菜單</p><p>　　T 彈出Tools菜單</p><p>　　V 彈出View菜單</p>

53、;<p>　　W 彈出Window菜單</p><p>　　X 彈出Edit\Deselect菜單</p><p>　　Z 彈出Zoom菜單</p><p>　　左箭頭 光標左移1個電氣柵格</p><p>　　Shift+左箭頭 光標左移10個電氣柵格</p><p>　　右箭頭 光標右移1個電氣柵格&

54、lt;/p><p>　　Shift+右箭頭 光標右移10個電氣柵格</p><p>　　上箭頭 光標上移1個電氣柵格</p><p>　　Shift+上箭頭 光標上移10個電氣柵格</p><p>　　下箭頭 光標下移1個電氣柵格</p><p>　　Shift+下箭頭 光標下移10個電氣柵格</p><

55、;p>　　Ctrl+1 以零件原來的尺寸的大小顯示圖紙</p><p>　　Ctrl+2 以零件原來的尺寸的200%顯示圖紙</p><p>　　Ctrl+4 以零件原來的尺寸的400%顯示圖紙</p><p>　　Ctrl+5 以零件原來的尺寸的50%顯示圖紙</p><p>　　Ctrl+F 查找指定字符</p>&l

56、t;p>　　Ctrl+G 查找替換字符</p><p>　　Ctrl+B 將選定對象以下邊緣為基準，底部對齊 </p><p>　　Ctrl+T 將選定對象以上邊緣為基準，頂部對齊 </p><p>　　Ctrl+L 將選定對象以左邊緣為基準，靠左對齊</p><p>　　Ctrl+R 將選定對象以右邊緣為基準，靠右對齊</p&g

57、t;<p>　　Ctrl+H 將選定對象以左右邊緣的中心線為基準，水平居中排列</p><p>　　Ctrl+V 將選定對象以上下邊緣的中心線為基準，垂直居中排列</p><p>　　Ctrl+Shift+H 將選定對象在左右邊緣之間，水平均布</p><p>　　Ctrl+Shift+V 將選定對象在上下邊緣之間，垂直均布</p>&l

58、t;p>　　F3 查找下一個匹配字符</p><p>　　Shift+F4 將打開的所有文檔窗口平鋪顯示</p><p>　　Shift+F5 將打開的所有文檔窗口層疊顯示</p><p>　　Shift+單左鼠 選定單個對象</p><p>　　Crtl+單左鼠，再釋放crtl 拖動單個對象 </p><p>

59、　　Shift+Ctrl+左鼠 移動單個對象</p><p>　　按Ctrl后移動或拖動移動對象時，不受電氣格點限制</p><p>　　按Alt后移動或拖動移動對象時，保持垂直方向</p><p>　　按Shift+Alt后移動或拖動移動對象時，保持水平方向</p><p>　　第三章 基本理論和方案論證</p><p&

60、gt;<b>　　3.1基本理論</b></p><p>　　基于單片機的多路數(shù)字電壓表的主要原理是利用A/D轉換器實現(xiàn)其功能，其過程為如下：先用A/D轉換器對各路電壓值進行采樣，得到相應的數(shù)字量，再按數(shù)字量與模擬量成比例關系運算得到相應的模擬電壓值，然后把模擬值通過數(shù)碼管顯示出來。設計時假設待測的輸入電壓為8路，電壓值的范圍為0—5v，要求能在4位LED數(shù)碼上輪流顯示或單路顯示。測量的最小

61、分辨率為0.019v。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，控制系統(tǒng)采用AT89C52單片機，A/D轉換器。當輸入電壓為5V時，輸出的數(shù)據(jù)值為255（0FFH），因此最大分辨率為0.0196V（5/255）。ADC0809具有8路模擬量輸入端口，通過3位地址輸入端能從8路中選擇一路進行轉換。如每隔一段時間依次輪流改變3位地址輸入端的地址，就能依次對8路輸入電壓進行測量。LED數(shù)碼管顯示采用軟件譯碼動態(tài)顯示。通

62、過按鍵選擇可8路循環(huán)顯示，也可以單路循環(huán)。單路顯示可通過按鍵選擇所要顯示的通道數(shù)。</p><p><b>　　3.2方案論證</b></p><p>　　3.2.1系統(tǒng)的設計任務</p><p>　　設計單片機主電路、數(shù)據(jù)采集接口電路、LED顯示電路、撥碼控制電路，能夠實現(xiàn)對8路電壓值進行測量，能夠顯示當前測量通道號及電壓值，電壓精度小數(shù)點后

63、1位，可以通過鍵盤選擇循環(huán)顯示8路的檢測電壓值和指定通道的檢測電壓值。</p><p><b>　　3.2.2設計方案</b></p><p>　　將數(shù)據(jù)采集接口電路輸入電壓傳入ADC0809數(shù)模轉換元件，經(jīng)轉換后通過D0至D7與單片機P0口連接，把轉換完的模擬信號以數(shù)字信號的信號的形式傳給單片機，信號經(jīng)過單片機處理從LED數(shù)碼顯示管顯示。撥碼開關連P3口，實現(xiàn)通道選

64、擇。P2口接數(shù)碼管位選，P1接數(shù)碼管，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示，如圖3.1所示： </p><p><b>　　圖3.1 設計方案</b></p><p>　　3.2.3軟硬件開發(fā)環(huán)境</p><p>　　硬件選擇：選擇89c52作為單片機芯片，選用8段共陰極LED數(shù)碼管實現(xiàn)電壓顯示，選用獨立式按鍵作為程序的跳轉與選擇，利用ADC0809作為數(shù)

65、模轉換芯片，利用P0至P4的各個串口來進行不同設備間的連接，計算機進行編程，H51/L仿真器，單片機多功能實驗箱。</p><p>　　軟件開發(fā)環(huán)境： 用Protel99SE軟件畫電路圖 、WAVE軟件進行程序編寫。</p><p>　　第四章 硬件電路原理和設計</p><p><b>　　4.1 單片機模塊</b></p>&

66、lt;p>　　本次課設單片機采用高性能的89C52系列芯片，如圖4.1所示:</p><p>　　圖4.1 AT89C52芯片</p><p>　　其具體管腳說明如下：</p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/

67、地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 </p><p>　　P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 </p

68、><p>　　P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸

69、出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 </p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故.P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，P3.0 RXD（串行輸入口）；P3.1

70、TXD（串行輸出口）；P3.2 /INT0（外部中斷0）；P3.3 /INT1（外部中斷1）；P3.4 T0（記時器0外部輸入）；P3.5 T1（記時器1外部輸入）；P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）；P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）；P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 </p><p>　　RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 </p&

71、gt;<p>　　ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)

72、據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 </p><p>　　/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器?！　TAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p&g

73、t;<b>　　4.1.1復位電路</b></p><p>　　如圖4.2所示，單片機系統(tǒng)常常有上電復位和操作復位兩種。上電復位是指單片機上點瞬間，要在RST引腳上出現(xiàn)寬度大于10ms的正脈沖，才能使單片機進入復位狀態(tài)。操作復位是指用戶按下“復位”按鈕使單片機進入復位狀態(tài)。</p><p><b>　　圖4.2 復位電路</b></p>

74、;<p><b>　　4.1.2晶振電路</b></p><p>　　晶振電路用于產(chǎn)生單片機工作所需的時鐘信號，使用晶體震蕩器時，c2,c3取值20~40PF，使用陶瓷震蕩器時c2,c3取值30~50PF。在設計電路板時，晶振和電容應盡量靠近芯片，以減小分布電容，保證震蕩器的穩(wěn)定性。18引腳接XTAL1，19引腳接XTAL2，20引腳接地。</p><p&g

75、t;　　圖4.3 晶振電路</p><p>　　4.2 AD轉換電路模塊</p><p>　　ADC0809具有8路模擬量輸入通道IN0---IN7,通過3位地址輸入端C、B、A（引腳23--25）進行選擇，如圖3所示。引腳22為地址鎖存控制端ALE,當輸入為高電平時，C、B、A引腳輸入的地址鎖存于ADC0809內部是鎖存器中，經(jīng)內部譯碼電路譯碼選中相應的模擬通道。引腳6為啟動轉換控制端

76、START，當輸入一個2μs寬的高電平脈沖時，就啟動ADC0809開始對輸入通道的模擬量進行轉換。引腳7為A/D轉換器，當開始轉換時，EOC信號為低電平，經(jīng)過一段時間，轉換結束，轉換結束信號EOC輸出高電平，轉換結果存放于ADC0809內部的輸出數(shù)據(jù)寄存器中。引腳9腳為A/D轉換數(shù)據(jù)輸出允許控制端OE，當OE為高電平時，存放于輸出數(shù)據(jù)鎖存器中的數(shù)據(jù)通過ADC0809的數(shù)據(jù)線D0—D7輸出。引腳10為ADC0809的時鐘信號輸入端CLOC

77、K。在連接時，ADC0809的數(shù)據(jù)線D0—D7與AT89C52的P0口相連接，ADC0809的地址引腳、地址鎖存端ALE、啟動信號START、數(shù)據(jù)輸出允許控制端OE分別與AT89C52的P2口相連接，轉換結束信號EOC與AT89C52的P3.7相連接。時鐘信號輸入</p><p>　　圖4.4 A/D轉換器電路</p><p>　　4.3 數(shù)碼管顯示電路模塊</p><

78、;p>　　LED數(shù)碼管顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也稱為數(shù)碼管。其外形結構如圖所示。它由8個發(fā)光二極管構成，通過不同的組合可用來顯示0-9、A-F及小數(shù)點“.”等字符。</p><p>　　數(shù)碼管有共陰極和共陽極兩種結構規(guī)格，。電阻為外接。共陰極數(shù)碼管的發(fā)光二極管陰極共地，當某發(fā)光二極管的陽極為高電平時，二極管點亮；共陽極數(shù)碼管的發(fā)光二極管是陽極，并接高電平，對于需點亮的發(fā)光二極管將其陰極接低電

79、平即可。</p><p>　　對照圖2.5中的字段:7段發(fā)光二極管,在加上1個小數(shù)點位,共計8段,因此提供給LED顯示器的字形碼正好一字節(jié)2.4.2 </p><p><b>　　顯示方式</b></p><p>　?。?） 靜態(tài)顯示方式</p><p>　　直接利用并行口輸出。LED顯示工作于靜態(tài)顯示方式時,各位的共

80、陰極連接在一起接地;每位的段選線分別于一個8位的鎖存輸出相連。一般稱之為靜態(tài)顯示,是由于顯示器中的各位相互獨立。而且各位的顯示字符一經(jīng)確定,相應鎖存器的輸出將維持不變,直到顯示另一個字符為止。</p><p>　　利用通信號串行輸出。在實際應用中,多位LED顯示時，為了簡化電路，在系統(tǒng)不需要通信功能時，經(jīng)常采用串行通信口工作方式0，外接移位寄存器74LS164、CD4094來實現(xiàn)靜態(tài)顯示。</p>

81、<p>　?。?） 動態(tài)顯示方式</p><p>　　對多位LED顯示器的動態(tài)顯示，通常都時采用動態(tài)掃描的方法進行顯示，即逐個循環(huán)點亮各位顯示器。這樣雖然在任一時刻只有一位顯示器被點亮，但是由于間隔時間較短，且人眼具有視覺殘留效應，看起來與全部顯示器持續(xù)點亮一樣。</p><p>　　為了實現(xiàn)LED顯示器的動態(tài)掃描，除了要給顯示器提供的輸入之外，還要對顯示器加位選擇控制，這就是通

82、常所說的段控和位控。因此多位LED顯示器接口電路需要有兩個輸出口，其中一個用于輸出8位控信號；另一個用于輸出段控信號，其連接圖如下</p><p>　　LED數(shù)碼管采用動態(tài)掃描方式連接，通過AT89C52的P1口和P3.0—P3.3口控制。P1口為LED數(shù)碼管的字段碼輸出端，P3.0—P3.3口為LED數(shù)碼管的位選碼輸出端，通過三極管驅動并反相，。如圖4.5所示。</p><p>　　圖4

83、.5 數(shù)碼管顯示電路圖</p><p>　　4.4 按鍵處理模塊</p><p>　　按鍵選擇上有兩種方法可供選擇，獨立式按鍵與矩陣式按鍵，再此使用了獨立式按鍵。其與P3口連接，實現(xiàn)通道選擇。</p><p>　　對按鍵的工作過程可分為兩步：第一步是CPU首先檢測鍵盤上是否有鍵按下；第二步是在識別是哪一個鍵按下。檢測鍵盤上有無鍵按下可采取查詢各自方式、定時掃描構造方

84、式和中斷耕作方式。在此選擇了查詢工作方式。</p><p>　　S1和S2是兩個按鍵開關，如圖5所示，分別與單片機的P3.5和P3.6相連接。S1用于單路顯示或多路循環(huán)顯示轉換控制，S2用于單路顯示時的通道選擇。</p><p>　　圖4.6 按鍵處理電路圖</p><p><b>　　第五章 軟件設計</b></p><

85、p><b>　　5.1 主程序設計</b></p><p>　　主程序包含初始化部分、調用A/D轉換子程序和調用顯示程序，如圖6所示。初始化部分包含存放通道數(shù)據(jù)緩沖區(qū)初始化和顯示緩沖區(qū)初始化。另外，對于單路顯示和循環(huán)顯示，系統(tǒng)設置了一個標志位00H控制。初始化時00H位設置為0，默認為循環(huán)顯示，當它為1時改變?yōu)閱温凤@示。00H位通過單路/循環(huán)按鍵控制。</p><p

86、>　　5.1.1 工作流程</p><p>　　首先撥動撥碼開關k1，如果是低電平，程序轉向選擇通道程序，撥動k2的次數(shù)即是選擇的通道號，撥動k3表示確認。轉向數(shù)據(jù)讀取程序，再到顯示程序，顯示出通道號和電壓值。如果k1是高電平，則轉向循環(huán)顯示程序，即先顯示第0路最后顯示第7路電壓值和相應通道號。工作流程圖如下：</p><p><b>　　N</b></p

87、><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　圖5.1主程序流程</b></p><p>　　5.1.2 存儲空間定義安排</p><p>　　60H用于存放A/D轉換結果，30H、31H、32H分別存儲顯示用的三位數(shù)據(jù)如下表：</p><p>　　表5.1存儲

88、空間定義表</p><p>　　5.2 模塊程序設計</p><p>　　模塊程序主要包括AD轉換子程序和顯示子程序。</p><p>　　5.2.1 AD轉換測量程序</p><p>　　A/D轉換的常用方法有：①計數(shù)式A/D轉換，②逐次逼近型A/D轉換，③雙積分式A/D轉換，④ V/F變換型A/D轉換。在這些轉換方式中，記數(shù)式A/D轉換線

89、路比較簡單，但轉換速度較慢，所以現(xiàn)在很少應用。雙積分式A/D轉換精度高，多用于數(shù)據(jù)采集及精度要求比較高的場合，如5G14433（31/2位），AD7555（41/2位或51/2位）等，但速度更慢。逐次逼近型A/D轉換既照顧了轉換速度，有具有一定的精度，這里選用的是逐次逼近型的A/D轉換芯片ADC0809。采用中斷控制的方式實現(xiàn)，不浪費時間，效率較高。其流程圖如下： </p><p>　　圖5.2 A/D轉換測量程

90、序</p><p>　　5.2.2 顯示程序</p><p>　　對多位LED顯示器的動態(tài)顯示，通常都是采用動態(tài)掃描的方法進行顯示，即逐個循環(huán)點亮各位顯示器。這樣雖然在任一時刻只有一位顯示器被點亮，但是由于間隔時間較短，且人眼具有視覺殘留效應，看起來與全部顯示器持續(xù)點亮一樣。</p><p>　　為了實現(xiàn)LED顯示器的動態(tài)掃描，除了要給顯示器提供的輸入之外，還要對顯

91、示器加位選擇控制，這就是通常所說的段控和位控。因此多位LED顯示器接口電路需要有兩個輸出口，其中一個用于輸出8位為控信號；另一個用于輸出段控信號。</p><p>　　圖5.3 顯示子程序</p><p>　　第六章 系統(tǒng)調試和總結</p><p><b>　　6.1系統(tǒng)調試</b></p><p>　　采用Keil u

92、Vision2編譯器進行源程序編譯及仿真調試，同時進行硬件電路板的設計制作，完成好程序后進行軟硬件聯(lián)調，最后進行端口電壓的對比測試，要求測試對比中標準電壓值采用數(shù)字萬用表測得。測試對比表如表6.1所列。表中標準電壓值采用數(shù)字萬用表測得。</p><p>　　表6.1 基于單片機的多路數(shù)字電壓表與數(shù)字電壓表對比測試表</p><p>　　基于單片機的多路數(shù)字數(shù)字電壓表與“標準”數(shù)字電壓表測

93、得的絕對誤差應在0.02V以內，滿足設計要求，達到了設計的目的。</p><p>　　6.2 結論及進一步設想</p><p>　　通過實驗仿真，比較標準電壓值與設計的數(shù)字電壓表測得的電壓值，發(fā)現(xiàn)它們的絕對誤差均在0.02V以內，這與采用8位A/D轉換器所能到達到的理論誤差精度相一致，在一般的應用場合完全可以滿足要求。</p><p>　　但是由于存在著單片機為8位

94、處理器，當輸入電壓為5.00 V時，ADC0809輸出數(shù)據(jù)值為255（FFH），單片機最高的數(shù)值分辨率只能為0.0196 V的原因，還存在著不能滿足高精度測量的缺陷，可以通過采用更高位的A/D轉換器來進一步改善，得到更加精確的數(shù)據(jù)。</p><p>　　此外，從表1中可以看出，簡易數(shù)字電壓表測得的值基本上均比標準電壓值偏大0.01-0.01 V。這可以通過校正ADC0809的基準電壓來解決。因為該電壓表設計時直接

95、用5 V的供電電源作為基準電壓，所以電壓有可能有偏差。另外，還可以用軟件編程來校正測量值</p><p>　　6.3調試內容及問題解決</p><p>　　程序可分為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)轉換系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和按鍵控制系統(tǒng)，這四部分先獨立測試，然后整體調試。</p><p>　　顯示系統(tǒng)的調試：要顯示的數(shù)據(jù)存放在30H、31H、32H單元中，先在30H、31H、32H分單

96、元中存放0~10的數(shù)，運行顯示程序，察看顯示的結果是否與存放值一樣。在測試的過程中發(fā)現(xiàn)小數(shù)點沒有顯示，通過指令ORL 30H,#80H，把小數(shù)點顯示出來。</p><p>　　按鍵控制系統(tǒng)調試：撥動k2在34H單元內容看是否和撥動次數(shù)相同。</p><p>　　整體測試:把個部分用線連接，P3接撥碼開關，P2接數(shù)碼管，P3接位選。仿真器、仿真頭連好，進入WAVE軟件，設置仿真器。編譯程序，

97、看是否存在錯誤。</p><p>　　6.4 系統(tǒng)進一步改進方案</p><p>　　進一步提高測量精度，把精確到小數(shù)點后一位改為精確到小數(shù)點后兩位。具體程序如下：</p><p>　　MOVX A,@DPTR ;讀取轉換后的數(shù)據(jù). </p><p>　　MOV B,#51 ;255÷51＝5.00V運算 </p>

98、<p><b>　　DIV AB </b></p><p>　　MOV 33H,A ; ；個位數(shù)放入33H </p><p>　　MOV A,B ; ；余數(shù)大于19H，F(xiàn)0為1，乘法溢出，結果加5 </p><p><b>　　CLR F0 </b></p><p>　　SUBB A,#1

99、AH </p><p><b>　　MOV F0,C </b></p><p>　　MOV A,#10 </p><p><b>　　MUL AB </b></p><p>　　MOV B,#51 </p><p><b>　　DIV AB </b>&l

100、t;/p><p>　　JB F0,LOOP2 </p><p><b>　　ADD A,#5 </b></p><p>　　LOOP2: MOV 34H,A ; ；小數(shù)后第一位放入34H </p><p><b>　　MOV A,B </b></p><p><b>　

101、　CLR F0 </b></p><p>　　SUBB A,#1AH </p><p><b>　　MOV F0,C </b></p><p>　　MOV A,#10 </p><p><b>　　MUL AB </b></p><p>　　MOV B,#51 &

102、lt;/p><p><b>　　DIV AB </b></p><p>　　JB F0,LOOP3 </p><p>　　ADD A,#5H </p><p>　　LOOP3: MOV 35H,A ; ；小數(shù)后第二位放入35H</p><p><b>　　第七章 總結與展望</b>

103、;</p><p>　　數(shù)字電壓表（Digital Voltmeter）簡稱DVM，它是采用數(shù)字化測量技術，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一、精度低，不能滿足數(shù)字化時代的需求，采用單片機的數(shù)字電壓表，由精度高、抗干擾能力強，可擴展性強、集成方便，還可與PC進行實時通信。</p><p>　　目前，由各種單片A/D 轉換器

104、構成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領域，示出強大的生命力。與此同時，由DVM擴展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術提高到嶄新水平。新型數(shù)字電壓表以其高準確度、高可靠性、高分辨率、高性價比等優(yōu)良特性倍受人們的青睞。與此同時，由電壓表擴展而成的各種通用及專用儀表（含數(shù)字萬用表），也將電量及非電量測量技術提高到嶄新水平本文重點介紹單片A/D 轉換器以及由它們構成的基于

105、單片機的數(shù)字電壓表的工作原理。</p><p>　　本次設計由于是自身的局限性，所設計的電壓表沒有實際的價值用處，只是初步的闡明表述數(shù)字電壓表的一個基本工作原理。但是本著對科學知識的求知，我們的從基礎開始。數(shù)字電壓表的基本工作原理是利用A/D轉換電路將待測的模擬信號轉換成數(shù)字信號，通過相應換算后將測試結果以數(shù)字形式顯示出來的一種電壓表。較之于一般的模擬電壓表，數(shù)字電壓表具有精度高、測量準確、讀數(shù)直觀、使用方便等優(yōu)

106、點。本次設計的8路循環(huán)顯示數(shù)字電壓表，只表達了一個初步的工作原理過程，遠沒有達到數(shù)字電壓表所必須符合的生活用處，所以可以說缺點還是很明了的。</p><p>　　在整個制作過程中，本設計的焊接過程也不太到位，出現(xiàn)虛焊等多種毛病，該系統(tǒng)也存在一定程度的不足：</p><p>　　1、輸入電壓易發(fā)生干擾不穩(wěn)定，且驅動能力可能存在不足，需在被測信號的輸入端加上一部分驅動電路，比如將量程轉換電路改

107、成帶放大能力的自動量程轉換電路，將幅值較小的信號經(jīng)適當放大后再測量，可顯著提高精度；</p><p>　　2、輸出量可用平均值算法來改善，使測量準確度更高。</p><p>　　3、若能將測量的電壓值實時保存，使用時將更方便。</p><p>　　4、ADC0809可實現(xiàn)對8個通道的輸入信號輪流轉換，本設計僅僅使用了其中一個通道，造成了較大的資源浪費。若能對電路稍加

108、改進，實現(xiàn)對多路信號的輪流測量并自動保存相應結果，其應用價值將會更大在以后的工作設計過程中，還有待進一步改進改善。而且在電阻電位的選著上也不夠慎重，所以整體來說還有很大的提升空間。但就整個畢業(yè)設計來說，我自認為還是能夠符合要求的。</p><p>　　對于數(shù)字電壓表在現(xiàn)實生活中的發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望，我做了一定的了解調查。數(shù)字電壓表（DVM）的發(fā)展過程，大致可以分為以下三個階段：</p><p&

109、gt;<b>　　1.數(shù)字化階段</b></p><p>　　20世紀50年代到60年代中期，數(shù)字電壓表的特點是運用各種原理實現(xiàn)模/數(shù)（A/D）轉換，即將模擬量轉化成數(shù)字量，從而實現(xiàn)測量儀表的數(shù)字化。1952年，第一臺問世的數(shù)字電壓表是采用電子管的伺服比較式；1956年出現(xiàn)諧波式V/T(電壓/時間變換型)；1961年出現(xiàn)全晶體管化的逐次逼近比較式；1963年出現(xiàn)電壓/頻率（V/F）變換型（單

110、積分式）；1966年出現(xiàn)雙積分式（雙斜式）等。這一時期的顯示位數(shù)是3.5-5.5位</p><p><b>　　2.高精度階段</b></p><p>　　由于精密電測量的需要，數(shù)字電壓表開始向高準確、高位數(shù)方向發(fā)展，出現(xiàn)了所謂復合型原理的儀表。如1971年日本研制的TR-6567（三次采樣積分式）；1973年英國研制的SM-215（兩次采樣電感分壓比較型）；197

111、2年日本研制的TR-6501型DVM已達到了8位數(shù)。與此同時對積分方案進行了改進和提高，出現(xiàn)了如Dana公司的6900型（7位）、Solartron公司生產(chǎn)的7075型（8位），其準確度可達到百萬分之幾。</p><p><b>　　3.智能化階段</b></p><p>　　由于電子技術、大規(guī)模集成電路（LSI）及計算機技術的發(fā)展，是人們不久就研制出微處理器（ P）

112、數(shù)字電壓表，實現(xiàn)了DVM數(shù)據(jù)處理自動化和可編程序，因為帶有存儲器并使用軟件支持，所以可以進行信息處理，可通過標準接口組成自動測試系統(tǒng)（ATS）例如，F(xiàn)luke公司的8506型、Solartron公司的7065型和7081型、Datron公司的1071和1281型，以及Fluke公司的最新產(chǎn)品8508A型等。它們除了完成原有DVM的各種功能外，還能夠自校、自檢，保證了自動測量的高準確度，實現(xiàn)了儀器、儀表的智能化。當前，智能式儀表發(fā)展十分迅

113、速，而微處理式DVM在智能儀表中占的比重最大。智能化的DVM為實現(xiàn)各種物理量的動態(tài)測量提供了可能。</p><p>　　數(shù)字電壓表的高速發(fā)展，使它已成為實現(xiàn)測量自動化、提高工作效率不可缺少的儀表，數(shù)字化是當前計量儀器發(fā)展的主要方向之一，而高準度的DC-DVC的出現(xiàn)，又使DVM進入了精密標準測量領域。這個課題的目的和意義在于使自己掌握對數(shù)字電壓表的理解，自己動手設計數(shù)字電壓表與仿真，它可以廣泛的應用于電壓測量外，通

114、過各種變換器還可以測量其他電量和非電量，測量是一種認識過程，就是用實驗的方法將被測量和被選用的相同參量進行比較，從而確定它的大小。DVM廣泛應用于測量領域每期測量的準確度和可信度取決于它的主要性能和技術指標。所示我們要學習和掌握如何設計數(shù)字電壓表就顯得十分重要。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次8路循環(huán)顯示數(shù)字電壓表設計的全部工作是在