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（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单。
一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便。目前，由各种单片a/d 转换器构成的数字电压表，已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，示出强大的生命力。与此同时，由dvm扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。
本**重点介绍a/d 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。
1 实训要求
（1）基本要求：
1.具有开机自检、自动量程转换功能；
2.使用220v/50hz交流电源，3.设置电源开关、电源指示灯和电源保护功能。
2）具体要求：
1.直流电压量程为200mv、2v、20v、200v
2. 分辨率：100μv(200mv量程)
3. 测量误差：≤±0.5%(读数)+0.5%(满度值))
4. 输入电阻：10mω
5. 测量速度：每秒2～3次。
6. 显示方式：4位led数码管显示被测电压值。
2 实训目的。
（1） 进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理；
（2） 掌握单片机的借**术及，adc0809芯片的特性，控制方法；
（3） 通过这次实训设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术；
（4） 通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计的方法和调试技术。
硬件电路设计由6个部分组成； a/d转换电路，at89c51单片机系统，led显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路。硬件电路设计框图如图1所示。
3．6 整流电路。
数字电压表的设计电路中用到了两个直流电压5 v和12 v，而设计要求采用现场提供的交流220 v电源，因此需要经过整流电路把220 v交流电源转化为5 v和12 v直流电源。本系统中采用了单相桥式整流电路，如图7所示，为了减小纹波以及消除高频谐波电路中加入了电容滤波。
式中：△tm为相邻两次采样的时间间隔；um为第m-1个时间间隔的电压采样瞬时值；n为一个周期的采样点数。若相邻两采样的时间间隔相等，即△tm为常数△t，考虑到n=(t／△t)+1，则有：
根据式(2)可以由一个周期内各采样瞬时值及每周期采样点数计算电压信号的有效值。为了提高系统的抗干扰能力，除了在硬件上采取相应的措施外，软件上采用冗余计算法即重复重要的指令，以防止程序跳飞而死机。系统的程序流程图如图8所示。
作动态扫描时，扫描频率f1= f0/80。若取f0=50khz，则f1=625hz，测量速率mr= f0/16400=3次/秒。
mc14433的时钟频率fcp与cp0，cp1两端所接电阻rc值有关。当rc=470kω时，fcp＝66khz，当rc＝750kω时，fcp＝50khz．每个a／d转换周期约需16400个时钟脉冲。若时钟频率fcp＝66khz时，由式t＝n／fcp＝4n／fosc可得一次a／d转换所需时间为t＝n／fcp＝0.
25s，则测量速度为4次／s。
at89c51是美国atmel公司生产的低电压，高性能cmos8位单片机，片内含有4kb的可反复擦写的只读程序存储器和节的随机存储器。该器件采用atmel高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的mcs-51指令集和输出管脚相兼容，由于将多功能8位cpu和闪烁存储器组合在单个芯片中，atmel的at89c51是一种高效微控制器，它为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
at89c51功能性能：与mcs-51成品指令系统完全兼容；4kb可编程闪速存储器；寿命：1000次写/擦循环；数据保留时间：
10年；全静态工作：0-24mhz；**程序存储器锁定；128*8b内部ram；32个可编程i/o口线；2个16位定时/计数器；5个中断源；可编程串行uart通道；片内**器和掉电模式[6]。
at89c51提供以下标准功能：4kb的flash闪速存储器，128b内部ram，32个i/o口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内**器及时钟电路，同时，at89c51可降至0hz静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止cpu的工作，但允许ram，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作，掉电方式保存ram中的内容，但**器停止工作并禁止其他所有工作直到下一个硬件复位。
at89c51采用pdip封装形式，引脚配置如图5所示[7]。
图5 at89c51的引脚图。
at89c51芯片的各引脚功能为：
p0口：这组引脚共有8条，p0.0为最低位。
这8个引脚有两种不同的功能，分别适用于不同的情况，第一种情况是89c51不带外存储器，p0口可以为通用i/o口使用，p0.0-p0.7用于传送cpu的输入/输出数据，这时输出数据可以得到锁存，不需要外接专用锁存器，输入数据可以得到缓冲，增加了数据输入的可靠性；第二种情况是89c51带片外存储器，p0.
0-p0.7在cpu访问片外存储器时先传送片外存储器的低8位地址，然后传送cpu对片外存储器的读/写数据。p0口为开漏输出，在作为通用i/o使用时，需要在外部用电阻上拉。
p1口：这8个引脚和p0口的8个引脚类似，p1.7为最高位，p1.
0为最低位，当p1口作为通用i/o口使用时，p1.0-p1.7的功能和p0口的第一功能相同，也用于传送用户的输入和输出数据。
p2口：这组引脚的第一功能与上述两组引脚的第一功能相同即它可以作为通用i/o口使用，它的第一功能和p0口引脚的第二功能相配合，用于输出片外存储器的高8位地址，共同选中片外存储器单元，但并不是像p0口那样传送存储器的读/写数据。
p3口：这组引脚的第一功能和其余三个端口的第一功能相同，第二功能为控制功能，每个引脚并不完全相同，如下表2所示：
表2 p3口各位的第二功能。
vcc为+5v电源线，vss接地。
ale：地址锁存允许线，配合p0口的第二功能使用，在访问外部存储器时，89c51的cpu在p0.0-p0.
7引脚线去传送随后而来的片外存储器读/写数据。在不访问片外存储器时，89c51自动在ale线上输出频率为1/6**器频率的脉冲序列。该脉冲序列可以作为外部时钟源或定时脉冲使用。
ea:片外存储器访问选择线，可以控制89c51使用片内rom或使用片外rom,若/ea=1，则允许使用片内rom, 若/ea=0，则只使用片外rom。
psen：片外rom的选通线，在访问片外rom时，89c51自动在/psen线上产生一个负脉冲，作为片外rom芯片的读选通信号。
rst：复位线，可以使89c51处于复位(即初始化)工作状态。通常89c51复位有自动上电复位和人工按键复位两种。
xtal1和xtal2：片内**电路输入线，这两个端子用来外接石英晶体和微调电容，即用来连接89c51片内osc(**器)的定时反馈回路。
3．1 电压信号衰减电路。
电压信号衰减电路如图2所示。为了在输入大电压时不损坏电压表内部器件先对电压进行衰减，该设计中用阻抗进行1：100衰减，为防止衰减后信号电压过小又通过运算放大电路以及多路开关cd4052进行信号放大，其中的5．1 v稳压管起过压保护作用。
3．2 量程自动切换电路
量程的自动切换由初设量程开始，直至选出最佳的量程为止。量程自动切换电路如图3所示，控制开关的闭合和断开都有一个短暂的过程，为解决这个问题系统中采用软件延时，然后再进行测量与判断。为了避免相邻两量程交叉点上可能出现的跳动，在程序中把低量程的上限比较值和高量程的下限比较值之间设计了一定的重叠范围。
该单元中运算放大器与多路模拟开关cd4052的其中一组开关执行相应量程的选择，另一组开关接led的小数点，选择不同量程时分别点亮相应led的小数点位。cd4052的a、b以及inh分别接单片机p21，p20，p22。
此部分电路的设计主要利用电压衰减器来实现，被测电压、k经电压衰减器后得到vi与ⅵ心。
进行比较，若vx大于vref125/255小于vref250/255则选择该档位进行电压输出，若vx小于vref125/255则选择下一个比该档位小的档位再进行判断，依次类推。在软件上也即通过检测a／d转换模块转换出来的电压值与7dh和0h)h大小来选择档位。通过软件编程让p3口的低四位进行对数字电压表的量程档位进行自动选择切换。
档位自动切换子程序的软件流程图如图4(c)所示，该程序的设计主要对a／d转换模块转换得到数据和该档位的数据进行比较进行档位的选择，再通过计算将十六进制数转换为十进制数，存储在50h～53h四个单元中，然后再通过调用送显子程序将其在数码显示器上显示出来。利用单片机编程控制数字电压表的量程自动切换和显示功能，不仅使整个硬件电路的设计使用的元器件数量减少。而且调节起来也较为方便，整个系统性能也更加稳定。
实验结果表明，该数字电压表实现了量程自动切换功能和高清晰度数字显示功能，且性价比较高，有较强的适用性。它是o+20v的单量程数字电压表，在此基础上还可以进一步的扩展，让电路具有更好更强大的功能。
led是发光二极管显示器的缩写。led由于结构简单、**便宜、与单片机接口方便等优点而得到广泛应用。led显示器是由若干个发光二极管组成显示字段的显示器件[6]。
在单片机中使用最多的是七段数码显示器。led七段数码显示器由8个发光二极管组成显示字段，其中7个长条形的发光二极管排列成“日”字形，另一个圆点形的发光二极管在显示器的右下角作为显示小数点用，其通过不同的组合可用来显示各种数字。led引脚排列如下图8所示：
图8 led引脚排列。
在应用系统中，设计要求不同，使用的led显示器的位数也不同，因此就生产了位数，尺寸，型号不同的led显示器供选择，在本设计中，选择4位一体的数码型led显示器，简称“4-led”。本系统中前一位显示电压的整数位，即个位，后两位显示电压的小数位。
数字电压表
数字电压表设计。王明镜张陈方马卫星。一，设计任务和要求 1 任务 设计一个数字电压表。2 要求 直流 四位显示 精确到毫伏 测量范围在200mv 二，方案的选取和论证 方框图 预案 第一部分 模拟电压转换部分 1 将高电压转换成低电压 由于在现实的测量中，会遇到相对较高的电压，所以必须要对输入电压作...
数字电压表
一。实训目的。1 采用单片机为核心器件，利用at89s51试验板的a d转换模块和led显示模块，实现数字电压表的功能。2 通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。3 掌握外部中断的设置和程序编写的基本方法。3 通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来...
电压和电压表的使用学案教学用 1
13.4电压和电压表学案 第一课时 一 学习目标 1 通过与水压的类比了解电压的概念，知道电源提供了电压。2 记住并理解电压表的正确使用规则，会正确使用电压表，能正确读数。二 预习交流 1 我在预习过程中遇到的困惑是 2 预习小实验 利用一节干电池点亮一个小灯泡，再串联一节干电池，观察小灯泡亮度变化...