1、 毕业论文 基于 Proteus 的数字电压表的仿真设计 火力指挥与控制工程 指导教员： 学 员： 教学班次： 二一五年六月 基于 Proteus 的数字电压表仿真设计 论 文 摘 要 摘 要在现代检测技术中，传统的指针式电压表功能单一，精度比较低，难以满足现实 需要。数字电压表是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续的、离散的数 字形式并加以显示的仪表。将检测到的数据送入微型计算机系统，完成计算、存储、控 制功能。目前，数字电压表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，特别是在一些需要精度测量的实验中，数字电压表显示出了强大 的生命力，以绝对的优势淘
2、汰了指针式电压表，在现代高新技术时代获得了一席之地。 本文中设计的数字电压表采用AT89C51单片机和ADC0808芯片转换器来实现硬件电路的 设计，通过 Keil C51 实现软件编程，数字电压表可以测量 05V 的电压值，并在四位 LED 数码管上轮流显示。 本次设计从硬件和软件两大块入手， 紧紧围绕设计题目的要求， 提高设计的效率，抓住最核心的部分，所设计出的数字电压表能够精确测量电压值，并 且误差在允许范围内，基本达到了预期的效果。在设计中，不仅要对所使用的软件熟练 掌握， 而且要深入学习单片机的相关知识， 对单片机和转换芯片各个引脚的功能弄清楚， 这样才能成功连接硬件电路，完成设计的
3、第一步。而后要学习好利用 C 语言进行编程， 与转换芯片的转换原理结合，编出正确的程序，然后进行调试和仿真，最后将调试正确 的程序嵌入单片机，实现硬件与软件的结合。关键词：单片机；数字电压表；A/D 转换； Proteus；Keil C51 目 录 基于单片机的数字电压表仿真设计 第 1 章绪论 选题的意义是设计的目的，本次设计正是为了解决存在的问题而进行的。在国内外 大的研究背景下，我们紧跟时代发展的脚步，致力于开发创新的道路，这一章主要介绍 了这两个内容，同时简要介绍了设计所使用的工具。 1.1 研究的背景 数字电压表出现在上世纪 50 年代，60 年代末发展起来，它采用的是数字化测量技
4、术。数字电压表之所以出现，一方面是为了实时控制和处理数据的要求；另一方面，也 是电子计算机的发展，带动了脉冲数字电路技术的发展，为数字化仪表的出现提供了条 件。因此，数字化测量仪表的出现与发展和电子计算机的发展是密切相关的。 数字电压表最初是伺服步进电子管比较式， 它的优点是准确度高， 但是采样速度慢， 体积大，后来又出现了谐波式电压表，它在速度方面稍有提高，但是准确度下降，稳定 性差。再后来出现了比较式的改进型，它不仅继承了准确度高的优点，而且速度也有了 较大提高，但是它抗干扰能力差，很容易受到外界因素的影响。随后，在谐波式的基础 上引申出阶梯波式，它唯一的进步就是降低了成本，但是准确度、速
5、度、抗干扰能力都 没有提高。发展到数字电压表，各方面的性能都有了很大提高，读数速度达到每秒几万 次，而且价格大大降低。 上海乾丰电子仪器有限公司生产的 PZ158A 系列直流数字电压表，可以测量 0.1uV1000V 直流电压，该表采用了微处理器和脉冲调宽模数转换技术，采用八位 LED 显示。目前，实现电压数字化测量的方法主要是模数（A/D）转换，数字电压表种类较 多，一般根据原理的不同大致分为：比较式、电压时间变换式、积分式。 1.2 选题的意义 1.1. 数字电压表（Digital Voltmeter)简称 DVM，采用数字化测量技术，把连续的模拟 基于 Proteus 的数字电压表仿真设
6、计 量转换成不连续、离散的数字形式显示出来的仪器。传统的指针式电压表精度较 低，不能满足现实需要，而采用单片机实现的数字电压表就解决了这些问题，不 仅提高了测量的精度，而且抗干扰能力强，可扩展性强。由数字电压表扩展而成 的各种通用及专用数字仪器，已经把电量和非电量测量技术提高到崭新水平。在 现代智能化发展的时代，高精度、高效率、低价位已经成为测量仪器的必须要求， 如果达不到这些要求，那么这种仪器必将会被淘汰。数字电压表正是伴随着这种 发展趋势应运而生，成为新一代测量仪表的佼佼者，同时也宣布了传统测量仪器 的退出趋势。 目前，数字电压表的内部核心部件是 A/D 转换器，它很大程度上影响着数字电压表 的精度，本文采用 ADC0808 对输入模拟信号进行转换，控制核心 AT89C51 再对转换的结 果进行运算和处理，最后驱动输出装置显示数字电压信号。随着微机测量与控制技术的 发展，以单片机为核心的数字电压表越来越占优势，单片机体积小、重量轻、价格便宜， 大大降低了成本。数字化测量仪表的产生不仅革新了电子测量的繁琐与陈旧，同时加快 了测量仪表向智能化发展的速度，成为必要的桥
