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第一章 绪 论.......................................................................................................................................1
1.1 课题研究的背景及意义.......................................................................................................1
1.2 国内外研究现状和发展.......................................................................................................1
1.3 本文的研究内容...................................................................................................................2
第二章 系统分析与设计方案............................................................................................................3
2.1 系统分析...............................................................................................................................3
2.1.1 功能及指标................................................................................................................3
2.2 系统总体方案设计...............................................................................................................3
2.2.1 方案设计的基本思路................................................................................................3
2.2.2 数字电压表的两种设计方案....................................................................................4
2.2.3 A/D 转换模块的选择................................................................................................4
2.2.4 接口模块的选择........................................................................................................5
2.2.5 微控制器的选择........................................................................................................5
2.3 系统硬件分析.......................................................................................................................6
2.3.1 AT89S52 单片机简介................................................................................................6
2.3.2 LCD1602 显示器简介...............................................................................................7
2.3.3 ADC0804 转换芯片简介...........................................................................................7
第三章 系统硬件电路设计................................................................................................................8
3.1 系统组成...............................................................................................................................8
3.2 电源接口电路.......................................................................................................................8
3.3 AT89S52 单片机最小系统电路...........................................................................................8
3.3.2 复位电路....................................................................................................................9
3.3.3 晶振电路..................................................................................................................10
3.4 LCD1602 显示电路............................................................................................................11
3.6 A/D 转换电路......................................................................................................................11
3.7 量程转换电路.....................................................................................................................11
第四章 系统软件设计......................................................................................................................12
4.1 系统主程序流程图.............................................................................................................12
4.2 LCD1602 液晶流程图........................................................................................................13
4.3 ADC0804 流程图................................................................................................................14
第五章 性能测试与分析..................................................................................................................15
5.1 各模块独立测试.................................................................................................................15
5.2 系统联合调试.....................................................................................................................15
5.3 系统运行评估.....................................................................................................................16
第六章 总 结.....................................................................................................................................17
参考文献(References).................................................................................................................18
致 谢.................................................................................................................................................19
基于单片机的数字电压表
专业: 学号:
摘 要:在电路设计中我们时常会用到电压表,过去大部分电压表还是模拟的,虽然精度较
高但模拟电压表采用用指针式,里面是磁电或电磁式结构,所以响应较慢。为适应许多高
速信号领域目前已广泛使用数字电压表。数字电压表的诞生打破了传统电子测量仪器的模
式和格局,它显示清晰直观、读数准确,采用了先进的数显技术,大大地减少了因人为因
素所造成的测量误差事件,数字电压表是把连续的模拟量(直流输入电压)转换成不连续、
离散的数字形式,并加以显示的仪表。数字电压表把电子技术、计算技术、自动化技术的
成果与精密电测量技术密切的结合在一起,成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支
数字电压表标志着电子仪器领域的一场革命,也开创了现代电子测量技术的先河。
本设计是基于 Atmel51 单片机开发平台和自动控制原理的基础上实现的一种数字电压
表系统。该系统采用 Atmel89S52 单片机作为控制核心,以 ADC0804 为数据采样系统,实
现被测电压的数据采样;使用稳压二极管做过压保护,并通过模拟开关实现了输入量程的
自动转换;使用字符液晶显示被测电压。
关键词: 数字电压表、AT89S52、电压检测、模数转换
I
Design of Digital Voltage Meter based on Single-chip
Microcomputer
Abstract:In circuit design, we often use voltage meter,Over the past most of the voltage meter
or a simulation,Although high precision analog voltage used in the table, but with the pointer,
which is a magnetic or electromagnetic structure,so the slow response.To meet the many areas
of high-speed signal has been widely used digital voltmeter.The birth of digital voltage meter
break the traditional model of electronic measuring instruments and patterns. It shows the clear
and intuitive, accurate readings, using an advanced digital display technology, greatly reduced due
to human factors of the measurement error caused by the incident. Digital voltage meter is a row
of analog (DC input voltage) into a non-continuous, discrete digital form, and the instrument
display. Digital voltage meter to electronic technology, computing technology, automation
technology and precision of the results of electrical measurement technology closer together and
become instruments, meters and complete an independent field of a branch, digital voltage meter
indicates that the field of electronic devices a revolution and also pioneered the modern pioneer of
electronic measurement technology.
The design is based on Atmel51 microcontroller development platform and automatic control
based on the principle of a digital voltage meter system . The system uses Atmel89S52
microcontroller as the control core, ADC0804 for the sampled data system, The use of a zener
diode for overvoltage protection, and through the realization of analog switch the input range
automatic conversion; the use of character liquid crystal display the measured voltage.
Key words : Digital Voltage Meter 、 AT89S52 、 Voltage detection 、 Analog Digital
Conversion
II
III
第一章 绪 论
1.1 课题研究的背景及意义
数字电压表的高速发展,使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表,
数字化是当前计量仪器发展的主要方向之一,而高准度的 DC-DVC 的出现,又使数字电压
表进入了精密标准测量领域。随着现代化技术的不断发展,数字电压表的功能和种类将越
来越强,越来越多,其使用范围也会越来越广泛。采用智能化的数字仪器也将是必然的趋
势,它们将不仅能提高测量准确度,而且能提高电测量技术的自动化程序,可以扩展成各
种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表(如:温度计、湿度计、酸度计、
重量、厚度仪等),几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化仪表等各个领域。从而提
高计量检定人员的工作效率。
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经
常。而且随着电子技术的发展,更是需要经常测量高精度的电压,所以数字电压就成为必
不可少的测量仪器。另外,数字测量仪器具有读数准确方便,精度度高,误差小,灵敏度
高,分辨率高,测量速度快等特点倍受用户亲睐,数字电压表的设计就基于这种需求发展
起来。目前实现电压数字化测量的方法仍然是模—数(A/D)转换的方法。数字电压表分
类繁多,日常生活中一般根据原理的不同进行分类,大致分为:比较式,电压—时间变换
式,积分式等。
1.2 国内外研究现状和发展
数字电压表(Digital Voltmeter)简称 DVM,它出现在上世纪 50 年代初,60 年代末
发张起来的电压测量仪表,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,加以数字处理然后通过显示器件显示。这种电子仪表之所
以出现,一方面是由于电子计算机的应用推广到系统的自动控制信号的实验领域,提出了
各种被观测量或被控制量转换成数字量的要求,即为了实时控制和数据处理的要求;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发展,为数字化仪表的出现提
供了条件。所以,数字化测量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琐与陈旧方式也促进了它的飞速发展。如今,它又成为向智能化仪
表发展的必要桥梁。
如今,数字电压表已经绝大部分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,读数的时候非常不方便还经常出错,而采用单片机的数字电
压表由于测量精度高,速度快,读数时也非常方便,抗干扰能力强,可扩展性强等优点已
被广泛应用与电子和电工测量,工业自动化仪表,自动测量系统等领域。显示出强大的生
命力。
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creammanggopie
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