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毕业设计(论文)-基于ARM9单片机多功能数字电压表的设计.doc
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毕业设计(论文)-基于ARM9单片机多功能数字电压表的设计.doc
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河南科技大学本科毕业设计(论文)
I
各专业完整优秀毕业论文设计图纸
基于 ARM9 单片机多功能数字电压表的设计
摘 要
数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础,在日常维修、教学和科研
中,电压表是不可缺少的。本文以 ARM9-S3C2440 单片机为基础设计出一种
结构简单、工作可靠、灵活性好的多功能数字电压表。
本文设计的数字电压表主要包括两部分:硬件电路的分析及软件程序的
设计。基于单片机的数字电压表的硬件系统、软件系统的设计原理及具体实
现方案作以详细介绍。其中,在软件部分,大致介绍了软件设计所使用的编
程语言和编程思路,及运行期间出现的问题及解决方案。在硬件部分,详细
分析了设计原理、使用方法和功能,同时,对各部分接口电路作大致介绍。
该设计主要由四个模块组成:A/D 转换模块,数据处理模块,显示模块及各
驱动控制模块组成。设计过程中对单路的选择进行了扩展研究,提出了通过
按键控制实现多路选择的新思路,使其具有更大的发展空间,可用性更大,
更能满足实际生活的需要。
本设计总体实现基于 ARM9-S3C2440 平台实现 AD 转换,并设计显示屏
背景,在 TFT LCD 屏上显示电压值及 AD 转换的高测量精度的数字值,同时
超出一定电压值时具有报警功能,并且能实现多路测量,可通过按键选择某
路通道等多功能的数字电压表。
关键词:数字电压表,A/D 转换,LCD 屏,多路,键盘控制
河南科技大学本科毕业设计(论文)
II
THE DESIGN OF MULTI-FUNCTION
DIGITAL
VOLTMETE BASED ON ARM9 S3C2440 - SCM
ABSTRACT
Digital voltmeter is the core and foundation of many digital instrument,as
the voltmeter is indispensable in daily maintenance, teaching and scientific
research.In this paper, a kind of digital voltmeter which is of simple structure,
reliable operation and good flexibility multi-function is introduced based on
ARM9 S3C2440 - SCM.
In this paper, the design of digital voltmeter mainly includes two parts: the
analysis of the hardware circuits and design of software.This pasper introduces
the hardware system, software system design principle and the concrete
implementation plan of the Digital- voltmeter is based on single chip
microcomputer in detail.In the software part, the programming language used
to the software design,the programming ideas, the problems and solutions during
the operation are instroduced simply.In the hardware part,the design principle
and method of use and function are analyzed , and at the same time, the
interface circuit of each part are introduced generally.This design is mainly
composed of four modules: A/D conversion module, data processing module,
display module and the drive control module. Extended research are carrid of
single channel selection in design process, which put forward new ideas that
realizing multiplex selection via button control, making it of larger development
space, bigger usability,and more meet the needs of real life better.
This design in this paper implements a multi-function digital voltmeter
河南科技大学本科毕业设计(论文)
III
which realizes the AD conversion based on arm9 - S3C2440 platform overall,
designs display background, displays voltage and numerical value of high
measured precision of the AD conversion on the TFT LCD,which has the alarm
function while beyond a certain voltage value at the same time, and it can
achieve the multi-channel measurement so that a certain mesured channel can be
choosed via buttons.
KEY WORDS: Digital voltmeter, A/D conversion, LCD screen, Multiplex,
The keyboard control
河南科技大学本科毕业设计(论文)
IV
目 录 IV
前 言 ..............................................................................................1
第 1 章 引言 .....................................................................................3
§1.1 数字电压表设计的两种方案简介 ........................................3
§1.1.1 由数字电路和芯片构成 .................................................3
§1.1.2 单片机系统及内置的 A/D 转换芯片构建 ......................3
§1.2 数字电压表的特点 ...............................................................5
第 2 章 设计需求 .............................................................................6
§2.1 设计目的 ..............................................................................6
§2.2 系统设计 ..............................................................................6
§2.3 设计的功能要求 ...................................................................7
§2.4 应用软件简介.......................................................................8
§2.4.1 Keil 软件的使用 .............................................................8
§2.4.2 取模软件使用 ................................................................8
第 3 章 硬件电路设计分析 ............................................................11
§3.1 单片机模块 ........................................................................11
§3.1.1 S3C2440 单片机原理图 ................................................11
§3.1.2 芯片的选择与介绍 ......................................................12
§3.2 ADC 数模转换 ....................................................................13
§3.2.1 S3C2440ADC 的主要特性 ............................................13
§3.2.2 ADC 转换原理 ..............................................................13
§3.2.3 ADC 相关寄存器 ..........................................................15
§3.2.4 ADC 驱动程序的设计步骤 ...........................................16
§3.3 显示模块 ............................................................................17
§3.3.1 S3C2440 内部 LCD 控制器结构 ...................................17
§3.3.2 TFT LCD 屏显示原理 ................................................17
河南科技大学本科毕业设计(论文)
V
§3.4 驱动模块 ............................................................................20
§3.4.1 点亮 LED 灯 ................................................................20
§3.4.2 开闭蜂鸣器 ..................................................................22
§3.4.3 KEYBOARD 按键驱动 .................................................24
第 4 章 软件设计 ...........................................................................26
§4.1 软件设计总流程图 .............................................................26
§4.2 A/D 转换模块 ......................................................................28
§4.2.1 A/D 转换流程图 ...........................................................27
§4.2.2 A/D 接口设计 ...............................................................28
§4.3 显示模块 ............................................................................29
§4.3.1 显示模块流程图 ..........................................................29
§4.3.2 显示模块接口设计 ......................................................30
§4.4 键盘输入模块.....................................................................34
§4.4.1 键盘输入流程图 ..........................................................34
§4.4.2 键盘输入接口 ..............................................................34
§4.5 报警模块 ............................................................................35
§4.6 LED 灯闪亮模块 .................................................................35
§4.7 字符取模模块.....................................................................36
第 5 章 电压表的调试及性能分析 .................................................39
§5.1 软件调试 ............................................................................39
§5.2 显示测试结果图 .................................................................39
§5.2.1 正常状态下 ..................................................................39
§5.2.2 超压状态下 ..................................................................40
§5.3 误差分析及解决方案 .........................................................41
§5.3.1 误差分析......................................................................41
§5.3.2 解决方案......................................................................41
结 论 ............................................................................................42
参考文献.........................................................................................43
致 谢 ............................................................................................45
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