引言

随着电子技术的快速发展，单片机在现代电子设备中的应用越来越广泛。本课程设计旨在通过设计一款基于单片机的数字电压表，加深对单片机原理及其实现方式的理解。数字电压表是一种能够将模拟信号转换为数字显示的仪器，它在工业控制、家用电器以及实验室测量中都有着重要的应用。

设计目标

本次设计的主要目标是构建一个能够准确测量并显示电压值的数字电压表。该电压表应具备以下功能：

- 能够测量0至5V范围内的直流电压。

- 采用液晶显示屏（LCD）直观显示测量结果。

- 具有自动量程切换功能，以提高测量精度和适用性。

硬件设计

1. 核心组件选择

- 单片机：选用ATmega16作为主控芯片，因其丰富的外设接口和强大的处理能力。

- 模拟输入电路：使用电阻分压网络来适应不同的输入电压范围。

- A/D转换模块：集成于ATmega16内部，提供10位分辨率的ADC。

2. 电源管理

- 系统供电：由稳压器7805提供稳定的5V电源。

- 保护措施：加入保险丝和滤波电容以防止过流和噪声干扰。

软件设计

软件部分主要负责数据采集、处理与显示。程序流程如下：

1. 初始化单片机各模块；

2. 进入循环模式，持续读取ADC转换结果；

3. 根据读取到的数据计算实际电压值；

4. 将计算结果格式化后发送给LCD显示；

5. 若检测到按键操作，则执行相应的功能切换。

测试与验证

完成硬件组装和软件编写后，进行了多次实验测试。测试结果显示，该数字电压表能够在规定的电压范围内稳定工作，并且测量误差小于±1%。此外，自动量程切换功能也表现良好，有效提升了用户体验。

结论

通过此次单片机课程设计，我们成功实现了基于ATmega16的数字电压表的设计与制作。这不仅巩固了我们的理论知识，还锻炼了实践动手能力。未来可以进一步优化此项目，例如增加无线通信功能或扩展更多的传感器支持，使其成为一个更加智能的多功能仪表平台。

参考文献

[此处列出相关书籍、论文等参考资料]

附录

- 硬件接线图

- 完整源代码

- 测试记录表格