毕业论文—基于单片机的数字电压表毕业设计-文库吧

【正文】 .................................................................... 11 引脚说明 : ............................................................................................................... 12 第六章 总体设计 ...................................................................................................... 14 技术要求 .......................................................................................................... 14 设计方案 .......................................................................................................... 14 第七章 硬件电路系统模块的设计 ............................................................................. 15 单片机系统 ...................................................................................................... 15 输入电路 .......................................................................................................... 15 A/D 转换芯片与单片机的连接 .......................................................................... 16 1602 液晶与单片机连接 ................................................................................... 16 键盘与单片机的连接如下 ................................................................................. 17 第八章 系统软件的设计 ........................................................................................... 18 汇编语言和 C 语言的特点及选择 ..................................................................... 18 主程序设计 ...................................................................................................... 18 第九章 系统的调试 .................................................................................................. 26 硬件调试 .......................................................................................................... 26 软件调试 .......................................................................................................... 26 第十章 总结与展望 .................................................................................................. 27 参考文献 ........................................................................................................................ 28 数字电压表的设计 第一章 数字电压表简介 数字 电压表 (Digital Voltmeter)简称 DVM， 作为智能仪表的一种 ， 它是采用数字化测量技术 ， 把连续的模拟量 (直流输入电压 )转化成不连续 ， 离散的数字形式并加以显示的仪表 ， 传统的指针式电压表功能单一 ， 精度低 ， 不能满足数字化时代的需求采用单片机的数字电压表 ， 精度高 ， 抗干扰 能力强 ， 可扩展性强 ，集成方便 。 目前 ， 由各种单片 A/D 转换器构成的说字电压表 ， 已经被广泛用于电子及电工测量 ， 工业自动化仪表 ， 自动测量系统等智能化测量领域 ， 显示出强大的生命力 。 本文就数字电压表加以叙述 。 设计背景 数字电压表在 1952 年由美国 NLS 公司首次创造，它刚开始是 4位， 50 多年来，数字电压表有了不断的进步和提高。数字电压表是从电位差计的自动化过程中研制成 功的。开始是 4位数码显示，然后是 5位、 6位显示，而现在发展到 7位、 8位数码显示 ； 从最初的一两种类型发展到原理不同的几十种类型；从最早的采用继电器、电 子 管发展到全晶体管、集成电路、微处理器化 ； 从一台仪器只能测 12 种参数到能测几十种参数的多用型；显示器件也从辉光数码管发展到等离子体管、发光二极管、液晶显示器等。数字电压表的体积和功耗越来越小，重量不断变轻，价格也逐步下降，可靠性越来越高，量程范围也逐步扩大。 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 数字电压表的设计 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 3附录 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 ， 而常用的分类方法有如下几种 : 1. 按用途来分 ： 有直流数字电压表 ， 交直流数字电压表 ， 交直流万用表等 。 2. 按显示位数来分 ： 有 4位 ， 5位 ， 6 位 ， 7位 ， 8 位等 。 3. 按测量速度来分 ： 有低准确度 ， 中准确度 ， 高准确度等 ， 4. 按测量速度来分 ： 有低速 ,中速 ， 高速 ， 超高速等 。 但在日常生活中 ， 数字电压表一般是按照原理不同进行分类的 ， 目前大致分为以下几类 ： 比较式 ， 电压 —— 时间变换式 ， 积分式等 。 在电量的测量中 ， 压电流和频率是最基本的三个被测量 。 其中 ， 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 ， 是一种必不可少的电子测量仪表 。 设计意义 这个课题的目的和意义在于使自己掌握对数字电压表的理解，自己动手设计数字电压表与仿真，它可以广泛的应用于电压测量外，通过各种变换器还可以测量其他电量和非电量，测量是一种认识过程，就是用实验的方法将被测量和被选用的相同参量进行比较， 从而确定它的大小。 DVM 广泛应用于测量领域每期测量的准确度和可信度取决于它的主要性能和技术指标。所示我 们要学习和掌握如何设计 DVM 就显得十分重要 。 数字电压表的设计 第二章 数字电压设计两种方案简介 设计数字电压表有多种的设计方法 ， 方案是多种多样的 ， 由于大规模集成电路数字芯片的高速发展 ， 各种数字芯片品种多样 ， 导致对模拟数据的采集部分的不一致性 ， 进而又使对数据的处理及显示的方式的多样性 。 又由于在现实的工作生活中 ， 电压表的测量测程范围是比较大的 ， 所以必须要对输入电压作分压处理 ，而各个数据处理芯片的处理电压范围不同 ， 则各种方案的分段也不同 。 下面介绍两种数字电压表的设计方案 。 由数字电路及芯片构建 这种设计方案是由模拟电路与 数字电路两大部分组成 ， 模拟部分包括输入放大器 。 A/D 转换器和基准电压源 ； 数字部分包括计数器 ， 译码器 ， 逻辑控制器 ，振荡器和显示器 。 其中 ， A/