**单片机设计介绍，基于单片机30mv和300v量程的电压表仿真设计

文章目录

• 一 概要
• 二、功能设计
• 三、 软件设计
• • 原理图
• 五、 程序
• 六、 文章目录

一 概要

  基于单片机30mV和300V量程的电压表仿真设计，是一个旨在通过单片机实现宽量程电压测量和显示的综合性项目。以下是对该设计的概要描述：

一、系统概述

该设计利用单片机作为核心控制器，结合外围电路和软件编程，实现对30mV至300V范围内直流电压的准确测量和显示。系统具有测量精度高、响应速度快、操作简便等特点，适用于各种需要宽量程电压测量的应用场景。

二、硬件设计

单片机选型与电路设计：选用具有足够处理能力和IO接口的单片机型号，如AT89C51等。设计单片机最小系统电路，包括电源、复位、时钟等部分，确保单片机的稳定运行。
信号调理电路设计：针对30mV至300V的宽量程，设计信号调理电路，包括分压、滤波、放大等部分，将待测电压信号调理至适合单片机处理的范围。
A/D转换电路设计：选用高精度、宽量程的A/D转换芯片，如ADC0809等，将调理后的模拟电压信号转换为数字信号，以供单片机读取和处理。
显示电路设计：采用LED或LCD显示屏，用于显示测量的电压值。设计相应的驱动电路，实现与单片机的数据交互。
三、软件设计

编程语言选择：采用嵌入式C语言进行软件编程，实现对单片机及外围电路的控制。
数据采集与处理：编写程序控制A/D转换芯片进行数据采集，对采集到的数字信号进行滤波、校准等处理，得到准确的电压值。
量程切换与校准：根据待测电压的范围，设计量程切换功能，自动选择合适的测量范围。同时，通过校准算法消除系统误差，提高测量精度。
显示控制：将处理后的电压值显示在LED或LCD屏幕上，方便用户查看。
四、仿真设计

仿真软件选择：选用功能强大的嵌入式系统仿真软件，如Proteus等，进行电路设计和仿真分析。
电路搭建与仿真：在仿真软件中搭建完整的电路模型，包括单片机、信号调理电路、A/D转换电路和显示电路等。通过仿真分析，验证电路设计的正确性和性能表现。
五、系统优化与扩展

精度优化：通过优化信号调理电路和A/D转换电路的设计，提高系统的测量精度。
功能扩展：可以添加通信接口，如UART、SPI等，实现与上位机的数据通信和远程控制。此外，还可以加入报警功能，当电压超过预设阈值时发出警报。
综上所述，基于单片机30mV和300V量程的电压表仿真设计是一个综合性的项目，涉及硬件设计、软件编程和仿真分析等多个方面。通过合理的设计和优化，可以实现一个性能稳定、功能丰富的宽量程电压表仿真系统。

二、功能设计

文件夹内包含工程文件，可直接运行或者二次开发；

此设计可作为毕业设计和课程设计资料，包含原理图、程序代码（嵌入式类设计）、软件资料等等，非常完善；

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25