目 录
一、 引言 1
（一） 电压表的发展背景 1
（二） 电压表的国内外发展现状 1
（三） 本文主要内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 单片机的选取 3
（二） STC89C51单片机概述 3
（三） AD转换概述 4
（四） 显示器概述 6
三、 硬件系统设计 8
（一） 电压表的系统方案设计 8
（二） STC89C51单片机最小系统 8
（三） ADC0832模数转换器电路设计 10
（四） 显示器与单片机电路设计 10
四、 软件系统设计 12
（一） 电压表的软件系统流程图设计 12
（二） ADC0832转换流程设计 12
（三） 显示器工作流程设计 13
总结 15
致谢 16
参考文献 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元件列表 20
附录四 程序 21
引言
电压表的发展背景
我们常说的电压表就是指能够实现电压、电流、阻值以及温度等参数自动测量的控制系统，电压表、电流表在工业场合上出现的较早，早期的电压表、电流表全为机械式仪器，其表头全部采用电磁式表头，测量功能的实现主要依赖于电流的磁效应——当电流留过表头时，产生的磁场力使表头的指针角度发生偏转，从而针尖所指表盘的位置就为当前所测电压（电流或电阻值）的大小。这种机械式电压表（电流表）灵敏度较高，并且在测量电压或者电流时不需要外部供电，只有测电阻时才需要供电，测量结果较为精确；然而其测量结果需要人为读取，因此测量结果易受操作人员的错误读取方式而影响，另外表头的体积较大，使得这种电压表（电流表的整体体积较大）；其第三个缺点是当时用不当造成表头指针发生弯折时，测量结果就会极不准确，甚至报废。在机械式电压表取得广泛应用的同时，单片机技术以及半导体技术取得了快速的发展，以单片机作为主控核心的自动控制系统出现在工业控制领域并取得了广泛的应用，其中电子式电压表就是一种典型的代
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精确；然而其测量结果需要人为读取，因此测量结果易受操作人员的错误读取方式而影响，另外表头的体积较大，使得这种电压表（电流表的整体体积较大）；其第三个缺点是当时用不当造成表头指针发生弯折时，测量结果就会极不准确，甚至报废。在机械式电压表取得广泛应用的同时，单片机技术以及半导体技术取得了快速的发展，以单片机作为主控核心的自动控制系统出现在工业控制领域并取得了广泛的应用，其中电子式电压表就是一种典型的代表，这种电压表取消了表头结构而被液晶屏幕取代，所有测试结果（电压值、电流值等）都通过液晶数字显示给使用者，使用者无需经过读取过程而可以通过液晶屏上的数字直接看到结果，数字式电压表的出现首先需要单片机系统的控制，另外还需要模数转换器模块，模数转换器简称AD，其作用是测量电压值并肩电压值转变成数字信号，传送给单片机进行处理，这种测量方案简单有效，并且整体结构无传统机械表中的复杂机械结构，因此测量过程全部由软件控制，在系统的修改上也非常简便，无需改动外部硬件结构，只需要在软件上进行调整即可。数字式电压表在经过长期的发展后已经得到了人们的认可，并逐渐取代机械式电压表，而随着传感器技术的迅猛发展，将各种功能各异的传感器嵌入到数字电压表已经逐渐成为一种新的趋势，这样就出现了比数字电压表功能更多的智能电压表仪器，智能电压表的智能之处体现于它能够实现更多参数的测量（如温度、磁场、电场等），另外它也引入了低功耗理念。
电压表的国内外发展现状
相关资料以及国内外文献显示，电压表控制系统目前在国内外都有着大批的研究者，由于新型单片机（处理器）的性能越来越强大，32位单片机的性价比越来越高，使得设计者或者很多兴趣小组都意识到有必要以往设计的控制核心以及相关传感器，以此来提高设计的性能和功能，并降低总体成本。前不久国外一个研究小组采用一种高速处理器结合高清晰度AD 转换器等必要模块设计了一款高精度电压表，因此在一些精密场合具有很高的应用价值。
本文主要内容
本文主要设计了一款电压表控制系统，采用AT89C51型8位单片机作为主控核心，片外结合了ADC0832模数转换器、液晶屏以及按键等模块构成了设计的硬件系统；在软件设计方面，通过C语言进行系统描述，在英国ARM公司推出的Keil软件上进行代码的编写和调试，并结合Proteus软件实现系统的联合仿真。在课题设计过程的描述上，首先通过Protel绘制原理图的形式来阐述硬件系统的设计过程，通过Visio绘制软件流程图的形式阐述软件系统的设计过程。
方案选择及元器件介绍
单片机的选取
方案一：以自身对单片机的使用熟练度为第一考虑要素，则选择51单片机作为本系统的主控芯片最为合适，虽然大多数51单片机内部资源比较匮乏，比如很少有集成ADC、DAC或者SPI模块，但是其内部集成的16位计时器、UART以及中断等功能已经足够使用，并且像SPI以及IIC这种接口都可以通过软件方式模拟，因此这不但节省了系统的开发成本，又能够结合自身的学习情况来顺利进行单片机系统的设计，这是很重要的。在51系列单片机中，台湾宏晶公司推出的STC89C51是近年来比较常用的一款芯片，它采用RISC最简指令集，这同其他51单片机一样，并且管脚排列以及封装形式都是相同的，因此不同型号的51单片机互换可行性很高。在开发环境方面，STC89C51单片机的开发平台使用英国ARM公司的Keil软件进行开发，这款软件非常精简，但是功能齐全，集代码编写、调试以及仿真等多种功能于一身，在该平台上能够实现51单片机开过过程中所需要的所有功能，并且Keil还可以同Proteus软件一起实现系统的联合仿真，开发者通过仿真可以看到系统的实际效果，因此综合上述理由，STC89C51单片机较为适合作为本系统的主控芯片。
方案二：若以系统的功耗作为主要考核目标，那么德州仪器公司生产的MSP430系列单片机绝对是当之无愧的首选，430单片机内部集成了4种低功耗模式，当系统不在正式工作时，可使其进入低功耗，当再次工作时，430单片机能瞬间恢复到正常工作中来，因此如果使用单片机作为本系统的主控芯片，能够结合其低功耗模式将系统的功耗降到最低。在MSP430单片机的内部资源方面，大多数430单片机内部不但集成了定时器、UART以及丰富的管脚中断，并且还具有ADC、DAC以及DMA等功能，这些资源的集成能够将系统的开发变得高效稳定，并且节省硬件系统的开发空间。在MSP430单片机的开发环境方面，它是以UI
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