1引言

　　在電量的測量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個被測量，而電壓的測量最為常見，現在學生使用的數字萬用表能夠測量多種電量，并且具有一定的精度，使用方便。為了讓學生更好地了解數字電壓表的工作原理，從而激發他們對單片機課程的學習興趣，本文從軟硬件設計、proteus仿真、制作實物、誤差分析幾個方面著手，闡述數字電壓表的工作原理、數據的程序處理方法、數字信號軟件濾波原理。

　　2.硬件設計

　　硬件電路設計由4個部分組成：a/d轉換電路，at89c51單片機系統，led顯示系統、測量電壓輸入電路。硬件電路設計框圖如圖1所示。其總設計框圖如下：

　　此電路的工作原理是：+5v模擬電壓信號通過變阻器vr1分壓后由adc08008的in0通道進入（由于使用的in0通道，所以 adda，addb，addc均接低電平），經過模/數轉換后，產生相應的數字量經過其輸出通道d0-d7傳送給at89c51芯片的p0 口，at89c51負責把接收到的數字量經過數據處理，產生正確的7段數碼管的顯示段碼傳送給四位led，同時它還通過其四位i/o口p2.0、 p2.1、p2.2、p2.3產生位選信號控制數碼管的亮滅。

　　簡易數字直流電壓表的硬件電路已經設計完成，就可以選取相應的芯片和元器件，利用proteus軟件繪制出硬件的原理，并仔細地檢查修改，直至形成完善的硬件原理圖。但要真正實現電路對電壓的測量和顯示的功能，還需要有相應的軟件配合，才能達到設計要求。

　　3.軟件設計

　　根據模塊的劃分原則，將該程序劃分初始化模塊，a/d轉換子程序和顯示子程序，這三個程序模塊構成了整個系統軟件的主程序，如圖2所示。

　　整個程序設計的核心在于對a/d轉換的數據進行處理，包括數字濾波處理，數據小數位數的處理等。a/d轉換子程序用來控制對輸入的模塊電壓信號的采集測量，并將對應的數值存入相應的內存單元。

　　顯示子程序采用動態掃描實現四位數碼管的數值顯示，在采用動態掃描顯示方式時，要使得led顯示的比較均勻，又有足夠的亮度，需要設置適當的掃描頻 率，當掃描頻率在70hz左右時，能夠產生比較好的顯示效果，一般可以采用間隔10MS對led進行動態掃描一次，每一位led的顯示時間為1MS。