1、本科毕业设计（20 届）数字电压表的设计所在学院 专业班级 通信工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘 要数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。该仪表在工业自动化仪表、电子和电工测量、自动测试系统等领域得到了广泛的应用。课题主要完成一个简易的数字电压表的设计。经方案选型和论证后，采用C8051F005作为主控单片机，选用单片机内部的12位模数转换器作为电压信号的采集，利用按键选择采集通道，经数据处理后，通过7段LED数 显示。单片机的 部 主要 电压数据的采集、转换、处
2、理 显示。主要 化子 、 DC子 、数据处理子 以 按键和显示子 成。经 设计和系统 试后，该电压表的 测量0V到5V 内的 电压，测量 为0 02V， 要，数currency1，测量方。“键数字电压表单片机模数转换C8051F005AbstractDigital voltmeter referred DVM. it is the use of digital measuring technology, toconvert continuous analog into not continuous, discrete digital form and displayed inthe instr
3、ument. The instrument in the industrial automation instruments, electronicand electrical measurement, automatic test systems and other fields have a wide rangeof applications.The thesis describes how to design a digital voltmeter. After plan selection andverification, the design uses C8051F005 as th
4、e core microcontroller, uses the internal12-bit MCU as a voltage signal acquisition, uses button to select acquisition channels.After the data processing, the measurement data is displayed on the 7-segment LEDdigital tube. The SCM software controls the voltmeter to acquire, converse, handleand outpu
5、t the voltage data. The software is mainly made up by the initializationroutine, ADC subroutine, subroutines, and data processing and display routines.After the hardware and software designing and system debugging, the voltagemeter can measure the range of 0V to 5V DC voltage, measurement error is a
6、bout0.02V. The design meets the requirements of the mission statement, and the reading isaccurate, convenient measurements.Keywords: Digital Voltmeter; MCU; ADC; C8051F005- 3 -fi fl1 11 1 课题的和 11 2 论 12 设计 ”2 1 设计要 ”2 2 数字电压表 方案 ”2 ” 选方案 ” 设计 8” 1 主控片选型 8” 1 1 单片机型 8” 1 2 主控单片机 ” 1 ” DC子系统 12” 2 单片机
7、 1” 设计 17 1 17 2系统 选择 化 18 2 1 系统 选择 18 2 2 “ 1 2 ” D转换器 化 20 2 器” 化 20 ” DC 20 ” 数据处理 21 按键处理 22 5 2- 4 -5 试 255 1 测试表 255 2 25 2 27fl1 业设计作 28- 5 -1 1 1 课题的和 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（ 电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。该仪表在工业自动化仪表、电子和电工测量、自动测试系统等领域得到了广泛的应用。统的 式电压表利用通电 ， （ 的通电后形成 ）的
8、 转动 ， 转动。 电压表一内部 器，以内 ， MF10型， 电压 为100 。MF500型的 电压 为20 。数字式万用表 于内部采用了运 电路，内可以做得很 ，往往在1M 更 (即可以得到更高的 )。相对于 统 式电压表功 单一、精 低，采用单片机的数字电压表 着精 高、抗干扰 强，可扩展 强、集成方，可以 PC 通信等诸多优点。新型数字电压表以其高currency1 、高可靠 、高 辨率、高 价 等优良特 倍受人们的青睐【1】。本设计的方案采用 D 转换器来 把接收到的模拟信号转换成数字信号，高速单片机 信号的处理和其他操作，同 将处理 果给显示单元显示和储存单元。因此该仪器具 简单、智
9、 化、低成本和于携带的特点【2】。通过本次设计，可以 我更加深 了解数字电压表的用途和各种 的方法。了解C8051F单片机何利用各模块 模拟信号的采集、转换、运算。 次设计中融 了学的专业知识， 理论在 际中得到充 的应用，不但巩 加深了学的专业知识，更拓宽了知识面，锻炼了独立思 问题以 独立选择项fi方案和独立完成项fi的 。1 2 论 论主要 绕何完成数字电压表的设计 展， 别 方案设计、 设计、 设计以 整机 试和 等几个方面 详细叙，具的章节 下本共 七章，主要第一章主要是，重点本课题的、 和主要内容。第二章了设计要和设计方案。第三章了 设计，包括单片的型，以 我们最终选C8051F0
10、05作为本次设计的主控核心， 用的单片机也着重。第四章主要了 设计的方案，还包括系统 选择 化 ，对 “， D 转换器 化 器” 化，以 怎样对 DC采集到的数据 处理和按键处理。第五章主要对系统测试 果 记fl和 。第 章对 。- 2 -2 设计2 1 设计要课题要设计一数字电压表，其具设计 下（1）信号的 为0 5V。（2）最 辨率为0 01V，测量 为0 02V。（”）可以测量8路 电压 。（）在LED数 显示 单路选择显示。2 2 数字电压表 方案数字电压表的 方案很多， 来，主要 通用集成电路方案、FP 方案以 单片机方案。方案一在电子 业，集成电路的应用 广泛， 多多通用专用的集成
11、电路 来，本方案采用 CL7107片和共 数 设计数字电压表【”】。设计 为测试电压转换、模拟电压通道、数据电压通道（ D转换 存）、数 显示、 数点 动电路5部 系统 21。- 3 -21 通用集成电路设计数字电压表的系统 CL7107 是 型的 D转换器，还集成了 D转换器的模拟部 电路， 器、 器、电压 器、 电压 和模拟“，以 数字电路部 、计数器、 存器、 器、 动器和控电路等， 用 currency1接“量的电、电容元 和显示器 ，可以完成模拟到数字量的转换， 设计要。显示fi可和测量fl应速 ，是本设计的“键。 CL7107的一个为用000个计数 作为 D转换的一个 ， 个 成自
12、动fi（ ）、信号 （ ）和fl （DE）”个段。内部控电路不”重 、 、DE”个段的控信号， ” 计数器、 存器、 器等 工作， 对应于 信号的数 。 模拟量的数 在其内部数等于计数数 ，即V 的数 的数 Vi Vre(1000)式中1000为 （1000个 ）为fl （ 为2000）。方案二在 电子电路设计领域中，电子设计自动化（ED ）工具成为主要的设计段， VDL是ED 的“键技术一【】。本方案用FP 片和VDL设计数字电压表【5】。数字电压表 控模块、数据处理模块、 显示模块 成，系统 22。- 4 -图22 采用FP 设计的数字电压表 控模块用机作法 DC080的片选信号、控信号
13、通过信号 转换是 转换 后将转换数据 存并 【 】。数据处理模块 DC080是8位模数转换器 它的 共 2825 种 果 信号Vi 为0 5V电压 个 为5(25 1) 为0 01 V 测量 辨率为0 02V。 用测量方法是 到D 7 D 0转换 是 电压测量 为 0 02V 到 接 用 法计算对应的电压 将用 量的FP 内部 本设计用表 来得到 currency1的电压 。在 到DC080的转换数据后 用表 算 高、低位的 个电压 并 别用12位 CD 表示 接着设计12位的 CD 加法 果 位相加 果 过currency1 加 整。 样得到模拟电压的 CD 。 、显示模块 2”示 CL 是 其 率为1 给的0M 得到 D 是数据处理模块 的电压 的 CD EL是数的片选信号 P 是数 数点 动 通过 别 ”位电压 的CD D 并通过D P将 CD 成相应的7段数 动 数 显示【7】。2” 、显示模块采用 可 即FP 为系统核心，是 电子 设计的 展方 。系统最 ”将 器 集成在FP 片 ， 、集成 - 5 -ADC0804 FPGA模拟信号 采集信号 CSWRRRDINTRR8.88
