数字电压表摘要在现代先进的电子系统的前端和后端都将应用到A／D转换器，以改善数字处理技术的性能。
在各种A／D转换器中，逐次逼近型A／D转换器是采样率低于5 Msps(每秒百万次采样)的中等至高等分辨率应用的常见结构。
由于逐次逼近型A／D转换器具有低功耗、小尺寸的特点，因此有很宽的应用范围。
本文设计的8位逐次逼近A／D转换器，采用了以D／A转换器、比较器和带隙基准模块为主体的结构，通过各个模块的优化设计，得到了可在4.5V-5.5V单电源电压下工作的中速、低功耗8位逐次逼近A／D转换器。
D／A转换器模块采用了扩展分辨率的方法，将电阻分压和电容分压相结合，得到了不同缩放方式的DAC组合，扩展D／A转换器分辨率，也提高了转换速度。
比较器模块采用了三级比较器通过电容耦合级联的方式来实现，具有高增益的特点，结果所设计的比较器既满足了高速比较的要求，又有效降低了功耗。
最后，在A／D转换器中基准电压模块也是一个很重要的组成部分，它直接关系A／D转换器的精度。
本文中自主设计的带隙基准电路具有很高的抗电源电压波动和抗温度变化的能力，温度在-50℃-100℃、电源电压在 1.6V-9.7V范围内变化时能使输出保持在 1.246V。
应用Cadence spectre采用CSMC 0.6μm CMOS Nwell工艺库对电路性能进行验证。
仿真结果表明，设计的高速比较器、带隙基准电路和D／A转换器满足8位A／D 转换的要求。
AbstractIn the front and the end of the advanced electronics systems, analog to digital converters (A/D converters) are applied to improve the performance of the digital processing technique. Of all kinds of A/D converters, successive approximation (SAR)A/D converters are frequently the architecture of choice for medium-to-high-resolution applications with sample rates under 5 mega samples per second (Msps). Because of providing low power consumption as well as a small scale factor, SAR A/D converters have a wide variety of applications.A 8-bit medium speed, low power A/D designed in this paper, is composed of digital-analog (D/A) converters, comparators ,bandgap and so on. By optimizing the performances of every module, it can operate well from from a signal 4.5V to 5.5V power supply.In D/A coverter module, in order to extend the resolution of D/A converter, the combination of differently scaled DACs is designed. A charge scaling D/A converter with capacitor voltage divider and resistance divider is designed, which extends the resolution of a parallel D/A converter as well as improve speed rate greatly. The comparator has thecharacter of high gain with the structure of three-stage coupled capacitance, which reduces power consumption as well as satisfies the requirement of high speed comparator. Bandgap voltage circuits is an important module for A/D converter, which affects the accuracy of A/D converter. The bandgap designed in this paper has the capability of anti-fluctuation of power supply and temperature. It can work from a signal 4.5V to 5.5V power supply and from -50℃ to 100℃ temperature and always get 1.246V output voltage.By using the CSMC 0.6 μm CMOS Nwell technology, the circuits are verified in circumstances of Cadence spectre with Unix operating system. The simulation shows that the high speed comparator, the D/A converter and the bandgap meet the requirements of the 8-bit A/D converter, and the SAR A/D converter can work well.摘要 (1)Abstract (1)目录 (3)前言 (4)第一章绪论 (5)第二章总体方案 (6)2.1 方案选择 (6)2.2 方案设计的基本思路 (6)第三章硬件设计与分析 (8)3.1 常用单片机的特点比较及本设计单片机的选择 (8)3.2 A T89S52单片机性能简介 (8)3.3 常用显示简介 (11)3.4 A/D转换芯片AD0804 (14)3.5 采样保值电路 (17)第四章软件设计与分析 (20)4.1系统软件设计主流程图 (20)4.2系统软件的A/D转换流程图 (21)4.3 显示流程 (21)第五章调试与分析 (23)5.1 样机的装接分析与调试 (23)5.2 多功能版的装接分析与调试 (27)第六章总论 (30)6.1 结论与展望 (30)6.2 单片机的发展趋势 (30)致谢............................................................................................ 错误!未定义书签。
参考资料 (32)附录 (33)数字电压表出现在50年代初，60年代末发起来的电压测量仪表，简称DVM，它采用的是数字化测量技术，把连续的模拟量，也就是连续的电压值转变为不连续的数字量，加以数字处理然后再通过显示器件显示。
这种电子测量的仪表之所以出现，一方面是由于电子计算机的应用逐渐推广到系统的自动控制信实验研究的领域，提出了将各种被观察量或被控制量转换成数码的要求，即为了实时控制及数据处理的需要；另一方面，也是电子计算机的发展，带动了脉冲数字电路技术的进步，为数字化仪表的出现提供了条件。
所以，数字化测理仪表的产生与发展与电子计算机的发展是密切相关的；同时，为革新电子测量中的烦锁和陈旧方式也催促了它的飞速发展，如今，它又成为向智能化仪表发展的必要桥梁。
如今，数字电压表已绝大部分已取代了传统的模拟指针式电压表。
因为传统的模拟指针式电压表功能单一，精度低，读数的时候也非常不方便，很容易出错。
而采用单片机的数字电压表由于测量精度高，速度快，读数时也非常的方便，抗干扰能力强，可扩展性强等优点已被广泛的应用于电子及电工的测量，工业自动化仪表，自动测试系统等智能化测量领域。
显示出强大的生命力。
数字电压表最初是伺服步进电子管比较式，其优点是准确度比较高，但是采样速度慢，重量达几十公斤，体积大。
继之出现了斜波式电压表，它的速度方面稍有提高，但是准确度低，稳定性差，再后来出现了比较式仪表改进逐次渐近式结构，它不仅保持了比较式准确度高的优点，而且速度也有了很大的提高，但它有一缺点是抗干扰能力差，很容易受到外界各种因素的影响。
随后，在斜波式的基础上双引伸出阶梯波式，它的唯一的进步是成本降低了，可是准确宽，速以及抗干扰能力都未能提高。
而现在，数字电压表的发展已经是非常的成熟，就原理来讲，它从原来的一，二种已发展到多种，在功能上讲，则从测单一参数发展到能测多种参数；从制作元件来看，发展到了集成电路，准确度已经有了很大的提高，精度高达1NV；读数每秒几万次，而相对以前，它的价格也有了降低了很多。
目前实现电压数字化测量的方法仍然模-数（A/D）转换的方法。
而数字电压表种类繁多，型号新异，目前国际仍未有统一的分类方法。
在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量。
其中，电压量的测量最为经常。
而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。
另外，由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、灵敏度高和分辨率高、测量速度快等特点而倍受用户青睐，数字式电压表就是基于这种需求而发展起来的。
第一章绪论尽管单片机不断向纵深发展，但目前乃至今后若干年，8位机仍旧是实际应用中得主导产品。
MCS-51系列是目前8位单片机的主流机型，在实时控制、智能化仪表等方面应用最广。
因此，本设计将主要介绍MCS-51系列单片机。
MCS-51系列单片机以片内有无程序存储及存储的形式，分为3种基本产品：8051,8751和8031。
随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，智能化技术的开发速度越来越快，智能化越来越高，应用范围也得到了极大的扩展。
在军事、娱乐、海洋开发、工农业生产、社会服务等各个领域。
在家庭方面，相关于电器方面都离不开电压表的使用。
在电子显示方面也采用电压表的测量。