基于单片机的数字电压表的基本工作原理是利用 A/D 转换电路将待测的模拟信号转换 成数字信号，通过单片机相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。较之 于一般的模拟数字电压表，基于单片机的数字电压表具有体积小、精度高、测量准确、耗 能低、使用方便等优点[1]。

本文设计主要是着重于测量直流电压，系统是由三大模块组成：模拟信号转换模块、 数据处理模块和 LED 显示模块。工作流程如下，A/D 转换器 ADC0808 将输入的模拟信号转 换为 8 位的数字信号，将数字信号传输给数据转换模块单片机 AT89C51，AT89C51 对数据 进行处理，驱动 LED 显示，显示出测量出的电压量。

2需求分析

1、功能分析

电量的测量中三个基本被测量：电压、电流和频率。其中，电压量的测量最为常见。 随着现代科技的发展，测量高精度的电压值更被应用与各个领域，所以数字电压表就应运 而生了。数字式的仪器具有许多优点，如下：读数方便准确、精度高、误差小、测量速度 快，因此倍受人们的欢迎，数字电压表也是基于这样的情况而发展起来的，目前数字电压 表已经用于各方面领域，显示出它强大的生命力。基于单片机的数字电压表更是有体积小、 耗能少、测量精确、精度高等优点，广泛用于各个领域。

2、性能分析

传统的电压表功能单一、误差较高、体积大，已经无法满足时代的需求。 基于单片机的数字电压表性能优点有如下几点：

 数据显示清晰直观，读取方便准确：本设计中是通过 4 位一体的 LED，将数据直观 的通过数码管显示出来，读取更加方便准确。

 准确度高：80C51 单片机对数据进行处理，减少了人为误差，读取的数据值更加准 确，误差更少。

 测量范围宽：可以通过对 80C51 的编程，从而实现对不同量程的电压值进行处理。 可扩展性强，对设置不同的量程，只需在数据处理方面进行处理，就可完成相应功能。

3、安全分析

本设计中使用的数字 80C51 的驱动电压为 5V，为低电压，较为安全。 4、性价比分析

本设计中所使用的主要器件为 80C51、ADC0808 和 4 位一体的 LED，这三个主要器件都 是比较常见的器件，相关技术也发展的比较成熟，价格也相对比较低廉。整个设计的性价 比较高。

5、可行性分析

本设计中主要使用的技术如下：单片机技术、模数转换技术、LED 显示技术。当今社 会技术在不断发展，单片机技术更是发展迅速。单片机将计算机统集成在一块芯片上，其 具有：CPU、内存、总线系统等。而本设计中所使用的 AT80C51 单片机是目前应用最广的 51单片机系列。51系列单片机具有如下特点：硬件结构合理，指令系统规范，生产历史

悠久，国际上有许多芯片公司拥有 51 单片机芯片的核心专利技术，并在其基础上扩充其 性能，使得芯片的运行速度更加快速，性价比更高。随着电子技术的迅速发展和计算机在 自动检测和自动控制系统的广泛应用，利用数字系统处理模拟信号的情况变得更加普遍， 模数转换技术更是不断的提高。为了适应整个社会的快速发展，ADC 在结构、性能上都有 了很大的提高，正在向低功耗、高速、高分辨率的方向发展。本设计中使用的 ADC0808 逐 次逼近型模数转换芯片，是当今社会应用最广泛的模数转换芯片，它的优点为：高速，采 样速率可达 1MSPS，功耗比较低、价格较低。LED 显示技术 早在 60 年代就已经出现了， 伴随着社会信息化进程不断的推进，LED 显示技术也在不断发展，使用领域也越加广阔。 近年来 LED 的分辨率有了很大的改善，价格也降低了很多。