三位半数字电压表课程设计
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建筑工程学院
电子技术课程设计报告
设计题目：三位半数字电压表
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目录
一、设计目的 (1)
二、功能要求与技术指标 (1)
三、方案设计及论证 (2)
3.1方案一基于MC14433的数字电压表 (2)
3.2方案二基于AT89352单片机的数字电压表 (2)
3.3方案三基于ICL7106的数字电压表 (3)
四、方案比较及分析 (3)
五、电路各部分原理说明 (4)
1、电压衰减电路 (4)
2、单相桥式整流滤波电路 (4)
3、基准电压模块 (4)
4、 3 1/2位A/D电路模块 (5)
5、显示电路模块 (7)
6、所有元件明细表 (7)
六、实验原理 (8)
七、电路的安装与调试 (12)
八、总电路原理图 (13)
九、实践总结与心得 (14)
十、参考文献
三位半数字电压表
一、设计目的
课程设计主要目的，是通过电子技术的综合设计，熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求、应完成的工作容和具体的设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往的学习模电、数电容，达到灵活应用的目的。在设计完成后，还要将设计的电路进行安装、调试以加强动手能力。在此过程中培养从事设计工作的整体观念。
课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计任务同时注意多方面能力的培养与提高，主要包括以下方面：
独立工作能力和创造力。
综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。
查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力。
熟悉常用电子仪器操作使用和测试方法；
电路检测与故障排查能力。
工程绘图能力。
写技术报告和编制技术资料的能力。
二、功能要求与技术指标
1、利用所学过数字电子技术和模拟电子技术知识，通过上网或到图书馆查阅资料，设计出2-3个实现数字电压表的方案；只要求写出实现工作原理，画出电原理功能图，描述其功能。
2、对将要实验方案3 1/2位数字电压表方案，须采用中、小规模集成电路、ICL7107A/D转换器等电路进行设计，写出已确定方案详细工作原理，计算出参数。
3、技术指标：
①测量直流电压1999-1V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V；
测量交流电压1999-199V
②要求三位半显示
三、方案设计及论证
3.1方案一MC14433的数字电压表
此方案是对电压量进行测试并显示的数字电路。对于交流可以采用桥式整流，通过电阻分压，再用放大器放大，把平均值转换为有效值，最后输送给双积分型A/D 转换器MC14433 Vx测试输入端。再通过CD4511七段锁存/译码器送到LED显示，完成电压的测试。MC14433基准电压VREF可由恒压源提供,芯片本身有两个量程2V、200mA此时对应电阻为470KΩ、27 KΩ。
3.2方案二基于AT89C52单片机数字电压表
根据系统功能实现要求，决定控制系统采用AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0809、四个共阴极LED数码管。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便地进行8路其他A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。原理框图如下：
3.3方案三ICL7107数字电压表
根据系统功能实现要求，决定控制系统采用ICL7107、两个共阳极LED数码管。原理框图如下：
图3-3 基于ICL7107数字电压表
四、方案比较及可行性分析
（1)显示清晰直观，读书准确数字电压表采用先进的数显技术，使测量结果一目了然，只要仪表不发生跳数现象，测量结果就是唯一的，能缩短读数和记录的时间。（2）显示位数: 显示位数通常为3位-8位。
（3）准确度高: 准确度测量结果中系统误差与随机误差的综合。他表示测量结果与真值的一致程度，也反映了测量误差的大小，准确度愈高，测量误差愈小。数字电压表的准确度远优于模拟式电压表。
(4) 分辨率高: 数字电压表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值，称作仪表的分辨力，它反映仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。数字电压表的分辨力指标亦可用分辨率来表示。分辨率是指所能显示的最小数字（零除外）与最大数字的百分比。实际上分辨力仅与仪表显示位数有关，而准确度则取决于A/D转换器等的总误差。
(5) 测量围宽: 多量程DVM一般可测0-1999V直流电压
(6)扩展能力强: 在数字电压表的基础上，还可扩展成各种通用及专用数字仪表，数字多用表（DMM）和智能仪器，以满足不同的需要。
(7)测量速率快: 数字电压表在每秒钟对被测电压的测量次数叫测量速率，单位是“次/秒”。主要取决于A/D转换器的转换速率，其倒数是测量周期。
(8) 集成度高，微功耗
五、电路各部分原理说明
1、电压衰减电路
如左图中四个电阻串联分压设计，总电阻值为10M Ω，当开关S1闭合时，为最小量程2V ；当开关S2闭合时，衰减10倍，其量程为20V ；当开关S3闭合时，衰减100倍，其量程为200V ；当开关S3闭合时，衰减100倍，其量程为200V 。
2 、单相桥式整流滤波电路
电路为单向桥式整流电路，适用于大电压的整流。电路TR 为电流变压器，它的作用是将交流电网电压V1变成整流电路要求的电压V2=Sinwt ，四支整流二极管D1~D4接成电桥的形式。
3、基准电压模块
这个模块由MC1403和电位器构成, 提供精密电压，供A/D 转换器做参考电压
R 19M
R 2900K
R 390K R 4
10K S2
19.99-0.01V S3
199.9-0.1V S4 1999-1V
S1
1.999-0.001V V i
V o
图5-1 量程转换电路图
图5-2单相桥式整流滤波电路
图5-3MC1403稳压模块
4、3 1/2位A/D电路模块
ICL7107是高性能、低功耗的三位半A/D转换电路，包含七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统。可以直接驱动LED数码管，是一块应用非常广泛的集成电路。
ICL7107将高精度、通用性和真正的低成本很好地结合在一起，它有低于10μV 的自动校零功能，零漂小于1μV/oC，低于10pA的输入电流，极性转换误差小于一个字。
ICL7107管脚排列介绍：
第1引脚：正电源，DC+6V 第26引脚：负电源DC-9V
第21引脚：电源地
第2~20、22~25引脚：数字部分
第27~40引脚：模拟部分
其中：第27引脚：积分器
第28引脚：缓冲放大器的输出端，接积分电容CINT
第29引脚：积分比较器的反相输入端，外接自动调零端
第30、31引脚：信号地和信号正端
第32引脚：模拟地
第35、36引脚：基准地和基准电压正端
第37引脚：数字地，与V+短接进行测试
第38~40引脚：时钟振荡的引出端，外阻容元件或石英晶体组
成振荡器。
图5-4ICL7107管脚图
ICL7107参数选用
基于-89C51单片机的秒表课程设计汇本
《单片机技术》 课程设计报告 题目：基于MCU-51单片机的秒表设计班级： 学号： 姓名： 同组人员： 指导教师：王瑞瑛、汪淳 2014年6月17日
目录 1课程设计的目的 (3) 2 课程设计题目描述和要求 (3) 2.1实验题目 (4) 2.2设计指标 (4) 2.3设计要求 (4) 2.4增加功能 (4) 2.5课程设计的难点 (4) 2.6课程设计容提要 (4) 3 课程设计报告容 (5) 3.1设计思路 (5) 3.2设计过程 (6) 3.3 程序流程及实验效果 (7) 3.4 实验效果 (16) 4 心得体会 (17)
基于MCS-51单片机的秒表设计 摘要：单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品，具有功耗低，安全性高，使用方便等优点。本次设计容为以8051 单片机为核心的秒表，它采用键盘输入，单片机技术控制。设计容以硬件电路设计，软件设计和PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，用集成电路芯片、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示，在现实生中应用广泛。 关键词:秒表;8051;定时器;计数器 1 课程设计的目的 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节，课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验，以达到巩固消化课程的容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 2 课程设计题目描述和要求
单片机课程设计完整版样本
课程设计( 论文) 课程名称单片机 题目名称简易密码锁的设计学院高等技术学院 专业班级高1 1 0 9 学号3869 学生姓名刘欢 指导教师胡立强 11月28 日 目录
一，任务目的 (3) 二，任务要求 (3) 三，电路与元器件 (4) 四，程序设计 (5) 五，程序运行测试 (6) 六，任务小结 (7) 七，心得体会 (8) 八，参考文献 (9) 1.任务目的
经过对具有四个按键输入和一个数码管显示的简易密码锁的设计与制作, 让读者理解C语言中数组的基本概念和应用技术, 并初步了解单片机与键盘和LED数码管的接口电路设计及编程控制方法。 2.任务要求 在一些智能门控管理系统, 需要输入正确的密码才能开锁。基于单片机控制的密码锁硬件电路包括三部分: 按键、数码显示和电控开锁驱动电路, 三者的对应关系如图表3.16所示。 表3.16 简易密码锁状态 简易密码锁的基本功能如下: 4个按键, 分别代表数字0,1,2,3: 密码在程序中事先设定, 为0-3之间的一个数字; 上电复位后, 密码锁初始状态为关闭, 密码管显示符号”—”; 当按下数字键后, 若与事先设定的密码相同, 则数码管显示字符”P”, 打开锁, 3秒后恢复锁定状态, 等待下一次密码的输入, 否则显示字符”E”持续3秒, 保持锁定状态并等待下次输入。 3.电路与元器件 根据任务要求, 用一位LED数码管作为显示器件, 显示密码锁的状态信息, 数码管采用静态连接方式; 4个按键连接到P0口的低四位
P0.0-P0.3引脚, 设P0.0连接数字”0”按键、P0.1连接数字”1”按键, 依次类推; 锁的开、关电路用P3.0控制的一个发光二极管代替, 发光二极管点亮表示锁打开, 熄灭表示锁定。根据以上分析, 采用如图3.21所示的连接电路。 图3.21 简易密码锁电路 简易密码锁电路所需元器件清单如表3.17所示。 元器件名称参数数量元器件名 称 参数数量 插座DIP40 1 电阻103 1 单片机AT89SC51 1 电解电容22UF 1
数字电压表的设计实验报告
课程设计 ——基于51数字电压表设计 物理与电子信息学院 电子信息工程 1、课程设计要求 使用单片机AT89C52和ADC0832设计一个数字电压表，能够测量0－5V之间的直流电压值，两位数码显示。在单片机的作用下，能监测两路的输入电压值，用8位串行A/D转换器，8位分辨率，逐次逼近型，基准电压为 5V；能用两位LED进行轮流显示或单路选择显示，显示精度0.1伏。 2、硬件单元电路设计 AT89S52单片机简介 AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存
储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS -51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 ADC0832模数转换器简介 ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。学习并使用ADC0832 可是使我们了解A/D转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。 图1 芯片接口说明： 〃 CS_ 片选使能，低电平芯片使能。 〃 CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。
《 3位半数字显示温度计 》设计报告
《3位半数字显示温度计》 设计报告 设计时间： 班级： 姓名： 报告页数：
广东工业大学课程设计报告 设计题目_______ 学院专业班 学号姓名 (合作者号) 成绩评定_______ 教师签名_______ 一、设计任务与要求: 设计任务：
LM35， A/D转换器、数字显示器设计一个日常温度数字温 度计。 课程目标： ?1、加深对以上三门课程所学内容的理解； ?2、能够在设计中综合运用所学知识解决实际问题； ?3、初步掌握工程设计的一般方法，具备一定的工程设计能力。 ?4．培养独立思考和独立解决问题的能力，培养科学精神和严谨的工作作风。 标及技术要求： ?①温度显示范围：0℃~50℃； ?②数字显示分辨率：0.1℃； ?③精度误差≤0.5℃； ?④电路工作电源可在5~9V范围内工作. 二、设计方案及比较（设计可行性分析）： 方案思路一------基于LM35芯片以51单片机作为核心的三位半数字显示温度计： 外接一个温度采集LM35,根据采集器的输出参数特性利用TX-1C开发板编程相关程序直接处理温度信息并将处理结果显示在开发板自带的液晶屏上 方案思路二------基于LM35芯片以ICL7106作为核心的三位半数字显示温度计: 1. 模拟信号采集部分：LM35采集温度信息转化为可处理的模拟信号并将该信号输入至数模转换部分 2. 模数转换部分:用ICL7106芯片以及相关原件组成的外围电路组成一个直流电压测量电路或一个数字电压表，利用ICL7106将模拟部分输出的模拟信号转换为数字信号,并通过7106自带的BCD译码器输出液晶屏所需输入信号 3. 液晶屏显示部分：液晶屏链接ICL7106对应的输出接口输入显示信号，显示该数字电压
单片机课程设计题目
《单片机原理与应用》课程设计题目 1．基于单片机的电子秒表 本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，两个按键，三位数码管显示，打开电源开关后显示8，每秒循环左移一位，即□□8—>□8□—>8□□—>□□8—>…，按A键开始计时，实时显示所经历的时间，按B键停止计时并显示从开始到当前时刻的时间，要求精确到0.1秒，量程为0～99.9秒。 要求按键输入采用中断方式，按键A接INT0，按键B接INT1。 2．智能电动百叶窗 本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，用一台直流电机控制百叶窗叶片的旋转（正转/反转），用一个光敏电阻传感器测量室内光强度，并用两位数码管显示测量结果，设置三个按键：手动/自动切换、手动正转和手动反转，用一个发光二极管显示手动/自动状态，自动状态时二极管亮。 设置两个极限位置保护行程开关，用于保护百叶窗叶片：当正转到极限位置压下行程开关时，电机停止正转，但还可以反转；当反转到极限位置压下行程开关时，电机停止反转，但还可以正转。 按键输入采用中断方式，按键中断请求信号接INT0. 单片机根据设定光强S1和S2（S2 > S1）和实测光强P控制电机M的动作：当P<=S1时，控制M正转以增加进光量； 当P>S2时，控制M反转以减少进光量； 当S1 单片机课程设计报告电 子密码锁 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】 山东交通学院 单片机原理与应用课程设计院（部）：轨道交通学院 班级：自动化121 学生姓名： 学号： 指导教师： 时间：— 课程设计任务书 题目电子密码锁设计 系 (部) 轨道交通学院 专业班级自动化121 学生姓名 学号 06 月 01 日至 06 月 12 日共 2 周 指导教师(签字) 系主任(签字) 年月日 目录 3.总体设计 (2) 4 密码比较模块 (6) (6) (8) (9) 附录 (10) 摘要 设计运用了ATMEL公司的AT89S52芯片系统，将微处理器、总线、蜂鸣器、矩阵键盘、存储器和I/O口等硬件集中一块电路板上，通过读取键盘输入的数据（密码）并储存到ATMEL912 24C08存储器中，然后判断之后键盘输入的数据与已存储的数据是否相同来决定打开密码箱或锁键盘或报警。在keil4软件中编程，系统可实现6位密码的处理，并通过控制步进电机控制密码箱门的电子锁，同时还可以修改改密码。利用单片机系统制作的密码箱安全性能更高，更易操作且体积小。 关键词：单片机、密码锁、修改密码 1.设计要求 本实验将实现六位数的电子密码锁。要求使用4X4 行列式键盘作为输入，并用LCD 实时显示。具体要求如下：1. 开机时LCD显示“welcome to use”，初始化密码为“123456”，密码可以更改。 2. 按下“10”，开始则显示“Enter Please:”。3. 随时可以输入数值，并在LCD上实时显示‘*’。当键入数值时，为了保密按从左到右依次显示‘*’，可键入值为0~9。 4. 按下“13”键，则表示确定键按下，进行密码对比。如相符则在LCD第一行显示“Open the door!”，同时指示灯亮起并且步进电机旋转一定的角度；如不符，则LCD第一行显示“Wrong password!”，并且蜂鸣器同时提示一下。如果密码连续三次错误则蜂鸣器连续响5下，并且持续5秒不能进行任何操作 5.在开锁状态下按下“12”键，进入修改密码状态，LCD同时提示“Enter new code!”。为删除按键，出入之后可以进行删除。按键为关闭按键，只有在打开状态下才可以关闭，按下之后LCD显示“Close the door!”。 2.功能概述 此设计分为四个功能模块。 第一模块：按键输入模块，用于密码的输入以及其他的密码操作按键。 第二模块：LCD模块，是与使用者交流的界面，用于显示各种状态下的内容。 第三模块：步进电机模块，用于控制密码锁的打开与关闭。 第四模块：24C08模块，用于储存输入的密码并读出来。 3.总体设计 本次设计作品的主要构成部分包括80C51单片机、LCD1602、24C08、矩阵按键、LED 等、蜂鸣器。如图1总体仿真图，图2实物图。 图1 总体电路图 图2 密码锁实物图 4.硬件设计 矩阵按键设计 如图3所示矩阵按键由P1口控制，了加强密码的保密性，采用一个4×4的矩阵式键盘可以任意设置用户密码（1-16位长度），从而提高了密码的保密性，同时也能减少与单片机接口时所占用的I/O口线的数目，节省了单片机的宝贵资源，在按键比较多的时候，通常采用这种方法。 每一行与每一列的交叉处不相同，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要N根行线与M根列线，即可组成具有N × M 个按键的矩阵键盘。 在这种行列式矩阵键盘编码的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等待按键并确 目录 1 引言.......................................................... - 2 - 2设计原理及要求................................................ - 2 - 2.1数字电压表的实现原理..................................... - 2 - 2.2数字电压表的设计要求..................................... - 2 - 3软件仿真电路设计................................. 错误！未定义书签。 3.1设计思路.................................... 错误！未定义书签。 3.3设计过程.................................... 错误！未定义书签。 3.4 AT89C51的功能介绍....................................... - 3 - 3.4.1简单概述........................................... - 3 - 3.4.2主要功能特性....................................... - 3 - 3.4.3 AT89C51的引脚介绍................................. - 3 - 3.5 ADC0808的引脚及功能介绍................................. - 5 - 3.5.1芯片概述........................................... - 5 - 3.5.2 引脚简介........................................... - 5 - 3.5.3 ADC0808的转换原理................................. - 6 - 3.6 74LS373芯片的引脚及功能................................. - 6 - 3.6.1芯片概述........................................... - 6 - 3.6.2引脚介绍........................................... - 6 - 3.7 LED数码管的控制显示..................................... - 7 - 3.7.1 LED数码管的模型................................... - 7 - 3.7.2 LED数码管的接口简介............................... - 7 - 4系统软件程序的设计............................... 错误！未定义书签。 4.1 主程序................................................. - 15 - 4.2 A/D转换子程序.......................................... - 16 - 4.3 中断显示程序............................... 错误！未定义书签。5电压表的调试及性能分析........................... 错误！未定义书签。 5.1 调试与测试................................. 错误！未定义书签。 5.2 性能分析............................................... - 17 - 6电路仿真图....................................... 错误！未定义书签。7总结......................................................... - 14 - 参考文献........................................... 错误！未定义书签。 钦州学院 数字电子技术课程设计报告三位半数字直流电压表的设计 院系物理学院 专业过程控制自动化 学生班级 2010级1班 姓名 xxxx 学号 xxxx 指导教师单位 xxxxx 指导教师姓名 xxxx 指导教师职称 xxxx 2013年7月 三位半数字直流电压表 过程控制自动化专业2010级 xxx 指导教师 xxx 摘要：根据设计的指标和要求，结合平时所学的理论知识，设计出一个功能较齐全的数字直流电压表。 关键词：电压表、电路、设计、A/D转换器 目录 前言 (1) 1 设计技术指标与要求 (1) 1.1 设计技术指标 (1) 1.2 设计要求 (1) 2 方案的设计及元器件清单 (1) 3 电路的工作原理 (2) 4 各部分的功能 (3) 4.1 三位半位双积分A / D 转换器CC14433 的性能特点 (3) 4.2 基准电源(CC1403) (3) 4.3 译码器(MC4511) (4) 4.4 显示电路模块 (5) 4.5 驱动器 (5) 4.6 显示器 (5) 5系统电路总图及原理 (5) 5.1 电路组成 (5) 5.2 电路的工作原理及过程 (6) 5.2.1 三位半A／D转换器MC14433 (7) 5.2.2 七段锁存-译码-驱动器CD4511 (8) 5.2.3 高精度低漂移能隙基准电源MC1403 (9) 6 电路连接测试 (9) 7 经验体会 (10) 参考文献 (10) 钦州学院本科课程设计报告 前言 数字电压表（Digital Voltmeter），简称DVM，是采用数字化测量技术，把连续的模拟信号转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。数字电压表的类型很多，其输入电路、设计电路和显示电路基本相似，只是电压—数字转换方法不同。 因此，我们此次设计电压表就是为了了解电压表的原理，从而学会制作电压表。而且通过电压表的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。 1 设计技术指标与要求 1.1 设计技术指标 1. 量程：一档：+1.999V～0～－1.999V 二档: +19.99V～0～－19.99V 2. 用七段LED数码管显示读数，做到显示稳定、不跳变； 3. 保持/测量开关：能保持某一时刻的读数； 4. 指示值与标准电压表示值误差最低位在5之内。 1.2 设计要求 1. 画出电路原理图（或仿真电路图）； 2. 元器件及参数选择； 3. 编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 2 方案设计及元器件清单 选用A/D转换芯片MC14433、CC4511、MC1413、MC1403实现电压的测量，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是工作速度低，优点是精度较高，工作性能比较稳定，抗干扰能力比较强。 具体的元器件清单如表1所示。 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 1 前言 随着电子科学技术、传感技术、自动控制技术和计算机的发展，电阻、电压、电流等数值的测量变得越来越常见，其中电压的测量最为常见。传统的指针式电压表应经无法满足如今高精度的要求，数字电压表的诞生很好地解决了这一问题。 数字电压表(Digital Voltmeter)简称DVM,它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。且数字电压表精度高，抗干扰能力强，可扩展性强，集成方便,读数方便。 目前由各种A/D转换器构成的数字电压表,已被广泛应用于电子及电工测量，工业自动化仪表，自动测试系统等智能化测试领域，显示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到站新水平。综上所述，数字电压表在现在及将来都会有广大的应用。 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1.1总体方案设计论证 1.1.1设计要求 1. 设计数字电压表电路。 2. 测量范围：直流电压0~199.99mV,0~1.9999V,0~19.999V,0~199.99V。 3.用199.99mV或1.9999V的模拟电压作为输入，校准电压表的读数。 4. 选做内容：自动量程切换。 1.1.2设计目的 1．电子技术课程设计是学习电子技术十分重要的环节之一，是对学习电子技术知识的综合性实践训练。对于巩固所学的电子技术理论知识，培养解决实际问题的能力，加强基本的技能训练具有明显的积极作用。 2. 掌握数字电压表的设计原理，组装、焊接与调试方法。 3. 熟悉集成电路ICL7135、ICM7556、74HC04、74LS47的使用方法，并掌握其工作原理。 1.2数字电压表的特点及发展趋势 数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。以数字电压表为核心，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。因此对数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。 数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。 1.2.1 数字电压表的特点 1．显示清晰直观，读数准确 传统的模拟式仪表必须借助于指针和刻度盘进行读数，在读数过程中不可避免的会引入人为的测量误差。数字电压表则采用先进的数显技术，使测量结果一目了然，只要仪表不发生跳读现象，测量结果就是唯一的。 新型数字电压表还增加了标志符显示功能，包括测量项目、符号单位和特殊符号、为解决DVM不能反映被测电压的连续变化过程以及变化趋势这一难题，一种"数字/模拟条图"仪表业已问世。"模拟图条"（Anal of Bargraph）有双重含义：第一，被测量为模拟量；第二，利用条状图形来模拟被测量的大小及变化趋势。这类仪表将数字显示与高分辨率模拟条图显示集于一身，兼有DVM与模拟电压表之优点。智能数字电压表均带微处理器和标准接口，可配合计算机和打印机进行数据处理或自动打印，构成完整的测试系统。 单片机原理及应用课程设计报告设计题目： 学院： 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 年月日 目录 设计题目：PWM直流电机调速系统 本文设计的PWM直流电机调速系统，主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED 液晶显示器、霍尔测速电路以及独立按键组成的电子产品。电源采用78系列芯片实现+5V、+15V对电机的调速采用PWM波方式，PWM是脉冲宽度调制，通过51单片机改变占空比实现。通过独立按键实现对电机的启停、调速、转向的人工控制，LED实现对测量数据（速度）的显示。电机转速利用霍尔传感器检测输出方波，通过51单片机对1秒内的方波脉冲个数进行计数，计算出电机的速度，实现了直流电机的反馈控制。 关键词：直流电机调速；定时中断；电动机；波形；LED显示器；51单片机 1 设计要求及主要技术指标： 基于MCS-51系列单片机AT89C52，设计一个单片机控制的直流电动机PWM调速控制装置。 设计要求 （1）在系统中扩展直流电动机控制驱动电路L298，驱动直流测速电动机。 （2）使用定时器产生可控的PWM波，通过按键改变PWM占空比，控制直流电动机的转速。 （3）设计一个4个按键的键盘。 K1:“启动/停止”。 K2：“正转/反转”。 K3：“加速”。 K4:“减速”。 （4）手动控制。在键盘上设置两个按键----直流电动机加速和直流电动机减速键。在 手动状态下，每按一次键，电动机的转速按照约定的速率改变。 （5）*测量并在LED显示器上显示电动机转速（rpm）. （6）实现数字PID调速功能。 主要技术指标 (1）参考L298说明书，在系统中扩展直流电动机控制驱动电路。 (2)使用定时器产生可控PWM波，定时时间建议为250us。 (3）编写键盘控制程序，实现转向控制，并通过调整PWM波占空比，实现调速； (4）参考Protuse仿真效果图：图（1） 图（1） 2 设计过程 本文设计的直流PWM调速系统采用的是调压调速。系统主电路采用大功率GTR为开关器件、H桥单极式电路为功率放大电路的结构。PWM调制部分是在单片机开发平台之上，运用汇编语言编程控制。由定时器来产生宽度可调的矩形波。通过调节波形的宽度来控制H电路中的GTR通断时间，以达到调节电机速度的目的。增加了系统的灵活性和精确性，使整个PWM脉冲的产生过程得到了大大的简化。 本设计以控制驱动电路L298为核心，L298是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。可驱动2个电机，OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA，ENB接控制使能端，控制电机的停转。 本设计以AT89C52单片机为核心，如下图（2），AT89C52是一个低电压，高性能 8位，片内含8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（），器件采用的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 图（2） 对直流电机转速的控制即可采用开环控制,也可采用闭环控制。与开环控制相比,速度控制闭环系统的机械特性有以下优越性：闭环系统的机械特性与开环系统机械特性相比,其性能大大提高;理想空载转速相同时,闭环系统的静差（额定负载时电机转速降落与理想空载转速之比）要小得多;当要求的静差率相同时, 闭环调速系统的调速范 实验三数据采集系统的设计 ——多通道数字电压表的实现 一、实验目的和要求 1．熟悉仿真器的使用方法； 2．了解教学实验系统的结构和地址译码方式； 3．掌握仪器系统中对模拟量信号的数据采集方法，了解数据采集系统的组成及单片机中的两种实现方法——利用外接专用ADC器件完成，利用片内ADC部件完成； 4．掌握系统中ADC接口的实现方法，进一步熟悉ADC0809的使用方法； 5．基本掌握智能仪器中数据运算和数据处理的方法； 6．体会一个典型仪器系统的总体设计思路 二、实验内容 模拟信号是最常见的被测信号，对它的采集与测量是自动化测试仪器中很重要的一部分。在许多高性能单片机内部拥有ADC部件，具有直接ADC功能。在没有片内ADC部件的单片机中，可直接选用专用ADC器件来完成。逐次比较式ADC器件转换速度快，性能价格比高，是当前ADC技术的主流，在本实验中以ADC0809为例来实现多通道数据采集过程。 1．利用实验系统上提供的ADC0809接口电路，当寻址为8000H~8007H时，可分别实现对VX0—VX7八个通道的模/数转换， 被测模拟电压有自制的+5V电阻分压网络提供，通过对ADC结束信号EOC的查询完成ADC结果的读入。如此循环采集每个通道10次，将所得数据一次存入片内RAM单元。 2．将每个通道10次采集所得的数据进行数字滤波处理，可采用限幅滤波和算术平均滤波或中值滤波的方法，并将结果依次存入指定的外部RAM单元。 3．将存入指定的外部RAM单元的十六进制被测数据通过标度转换变成十进制结果存入相应的外部RAM单元。 4．调用可手动切换的显示子程序（即第一节实验中的用上行/下行按键，手动控制显示程序），将八个通道的结果显示在LED数码管上。 流程图可参考图3-1 图3-1 三、实验仪器、设备（软、硬件）及仪器使用说明 1．计算机 TIME0_DOWN EQU F0 ;将F0设置为定时器0定时到标志 FINISH_ID EQU 30H ;学号发送标志 KEY_FLAG BIT 00H ;有键按下标志 KEY_LONG BIT 01H ;键长按 KEY_D EQU 31H ;键值存放地址 ADC0809_AD EQU 8000H ;设置ADC0809地址 DAC0832_AD EQU 0000H ;设置DAC0832地址 ADC_FLAG BIT 02H ;设置ADC0809读数据标志 ADC_DATE EQU 32H ;设置ADC0809数据地址 ADC_0 EQU 33H ;ADC0809转化为BCD码后个位存放地址 ADC_1 EQU 34H ;十分位存放地址 ADC_2 EQU 35H ;百分位存放地址 ADC_3 EQU 36H ;千分位存放地址 ORG 0000H ;程序开始，跳转至主程序 0000 020030 LJMP MAIN ORG 0003H ;外部中断0入口0003 020141 LJMP INT0_IN ORG 000BH ;设置定时器0中断入口地址 000B 020132 LJMP TIME0 ORG 0013H ;外部中断1入口0013 020151 LJMP INT1_IN ORG 0030H ;主程序开始地址 0030 758169 MAIN: MOV SP,#69H ;初始化堆栈指针 0033 C292 CLR P1.2 ;显示器清零 0035 D292 SETB P1.2 0037 753000 MOV FINISH_ID,#0 ;将标志位清零 003A C2D5 C LR TIME0_DOWN 003C C200 CLR KEY_FLAG 003E C201 CLR KEY_LONG 0040 753100 MOV KEY_D,#0 0043 C202 CLR ADC_FLAG 0045 753200 MOV ADC_DATE,#0 0048 753300 MOV ADC_0,#0 004B 753400 MOV ADC_1,#0 004E 753500 MOV ADC_2,#0 0051 753600 MOV ADC_3,#0 0054 C291 CLR P1.1 ;初始化键盘，行线置零，有键按下触发中断 0056 C293 CLR P1.3 单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C 语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 引言 十进制加法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减乘除 目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阳极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单.................................. 8通道的数字电压表 设计方案 目录 第一章设计分析 (1) 第二章硬件电路分析 (3) 2.1单片机AT89C51的分析 (3) 2.2 ADC0808的分析 (4) 2.3显示译码器和LED分析 (5) 第三章程序设计分析 (6) 3.1主函数 (6) 3.2A/D转换函数 (6) 3.4中断服务函数 (6) 第四章调试过程分析及仿真 (7) 第五章总结 (8) 第六章附录 (9) 第一章设计分析 设计一个8通道的电压表，基于AT89X51单片机（在professional中使用的AT89C51）和ADC0809（在professional中使用的ADC0808）芯片实现模数转换，由74247显示译码器和4位LED数码管连接并显示，具有通道自选和量程(0-5v 的电压)变换的功能。 设计方案如下： 采用定时器/计数器T0、T1定时，T0定时溢出中断时对P3.7取反，输出频率为10KHZ的方波信号，作为ADC0808的转换时钟信号，T1定时1MS，定时溢出中断后，在中断服务程序中完成在数码管显示A/D转换结果的任务。 采用主程序、子程序结构。主程序中完成定时器的初始化设置，产生A/D 转换的启动，在转换过程中判别转换是否结束。当转换结束时，让输入允许OE 有效，将转换结果通过P0口读到单片机内部RAM单元格储存。将二进制数转换为十进制数的程序设计成子程序，在主程序中调用。将LED数码管的动态显示设计成子程序，在T1的中断服务程序中调用。 第二章硬件电路分析 2.1单片机AT89C51的分析 AT89C51 的引脚 （1）工作电源端 Vcc:接＋5V电源 Vss:接地 （2）晶振引脚（时钟电路） XTAL1:芯片内部振荡电路输入端。 XTAL2:芯片内部振荡电路输出端（3）并行I/O口引脚 （4）控制引脚 《 3位半数字显示温度计》 设计报告 设计时间： 班级： 姓名： 报告页数： 工业大学课程设计报告 设计题目_______ 学院专业班 学号 (合作者号 ) 成绩评定_______ 教师签名_______ 一、设计任务与要求: 设计任务： LM35， A/D转换器、数字显示器设计一个日常温度数字温度 计。 课程目标： ?1、加深对以上三门课程所学容的理解； ?2、能够在设计中综合运用所学知识解决实际问题； ?3、初步掌握工程设计的一般方法，具备一定的工程设计能力。 ?4．培养独立思考和独立解决问题的能力，培养科学精神和严谨的工作作风。 标及技术要求： ?①温度显示围：0℃~50℃； ?②数字显示分辨率：0.1℃； ?③精度误差≤0.5℃； ?④电路工作电源可在5~9V围工作. 二、设计方案及比较（设计可行性分析）： 方案思路一------基于LM35芯片以51单片机作为核心的三位半数字显示温度计： 外接一个温度采集LM35,根据采集器的输出参数特性利用TX-1C开发板编程相关程序直接处理温度信息并将处理结果显示在开发板自带的液晶屏上 方案思路二------基于LM35芯片以ICL7106作为核心的三位半数字显示温度计: 1. 模拟信号采集部分：LM35采集温度信息转化为可处理的模拟信号并将该信号输入至数模转换部分 2. 模数转换部分: 用ICL7106芯片以及相关原件组成的外围电路组成一个直流电压测量电路或一个数字电压表，利用ICL7106将模拟部分输出的模拟信号转换为数字信号,并通过7106自带的BCD译码器输出液晶屏所需输入信号 3. 液晶屏显示部分：液晶屏ICL7106对应的输出接口输入显示信号，显示该数字电压表的 单片机课程设计 课题：基于51单片机的交通灯设计 专业：机械设计制造及其自动化 学号： 指导教师：邵添 设计日期：2017/12/18 成绩： 大学城市科技学院电气学院 基于51单片机数字温度计设计报告 一、设计目的作用 本设计是一款简单实用的小型数字温度计，所采用的主要元件有传感器DS18B20，单片机AT89C52，，四位共阴极数码管一个，电容电阻若干。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度围-55°C~+125°C。在-10~+85°C围,精度为±0.5°C。18B20的精度较差，为±2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 本次数字温度计的设计共分为五部分，主控制器，LED显示部分，传感器部分，复位部分，按键设置部分，时钟电路。主控制器即单片机部分，用于存储程序和控制电路；LED显示部分是指四位共阴极数码管，用来显示温度；传感器部分，即温度传感器，用来采集温度，进行温度转换；复位部分，即复位电路，按键部分用来设置上下限报警温度。测量的总过程是，传感器采集到外部环境的温度，并进行转换后传到单片机，经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。 二、设计要求 （1）．利用DS18B20传感器实时检测温度并显示。 （2）．利用数码管实时显示温度。 （3）．当温度超过或者低于设定值时蜂鸣器报警，LED闪烁指示。 （4）.能够手动设置上限和下限报警温度。 三、设计的具体实现 1、系统概述 方案一：由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案设计框图如下： 课程设计报告课程名称:单片机课程设计 设计题目：电阻测量 院系：通信与控制工程系 专业：通信工程 班级： 学生姓名: 学号: 08409212 起止日期: 指导教师: 教研室主任： 摘要 本设计电阻测量是利用A/D转换原理，将被测模拟量转换成数字量,并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。通常测量电阻都采用大规模的A/D转换集成电路，测量精度高，读数方便，在体积、重量、耗电、稳定性及可靠性等方面性能指标均明显优于指针式万用表。其中，A/D转换器将输入的模拟量转换成数字量，逻辑控制电路产生控制信号，按规定的时序将A/D转换器中各组模拟开关接通或断开，保证A/D 转换正常进行。A/D转换结果通过计数译码电路变换成BCD码，最后驱动显示器显示相应的数值。本系统以单片机AT89C52为系统的控制核心,结合A/D转换芯片ADC0809设计一个电阻测量表，能够测量一定数值之间的电阻值，通过四位数码显示。具有读数据准确，测量方便的特点。 关键词：单片机(AT89C52)；电压；A/D转换；ADC0809 目录 设计要求 (1) 1、方案论证与对比 (1) 1.1方案一 (1) 1.2方案二 (1) 1.3方案对比与比较................................... 错误！未定义书签。 2、系统硬件电路的设计 (2) 2.1振荡电路模块 (2) 2.2A/D转换电路模块 (3) 2.2.1主要性能 (3) 2.2.2 ADC0809芯片的组成原理 (4) 2.2.3 ADC0809引脚功能 (4) 2.3主控芯片AT89C52模块 (5) 2.3.1主要功能特性 (6) 2.3.2 主要引脚功能 (6) 2.4显示控制电路的设计及原理 (8) 3、程序设计 (9) 3.1初始化程序 (9) 3.2主程序 (10) 3.3显示子程序 (10) 3.4A/D转换测量子程序 (11) 4、调试及性能分析 (11) 4.1调试与测试 (11) 4.2性能分析 (12) 5、元件清单 (13) 6、总结与思考及致谢............................... 错误！未定义书签。参考文献. (13) 基于ADC0809的数字电压表 摘要：数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表，是诸多数字化仪表的核心与基础，以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表，专用数字仪表一级各种非电量的数字化仪表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，它的应用已经非常普及了，数字电压表的主要技术指标在：测量范围，显示位数，测量速度，分辨率等方面。 本文是一基于单片机的数字电压表设计为研究内容。首先对数字电压表作了简单的介绍、接着对A/D转换器作了解、单片机AT89C51与ADC0809的数字电压表的制作原理和系统设计，主要介绍了数字电压表的硬件电路、软件电路和利用Proteus仿真软件进行仿真等内容，以及设计的数字电压表的实用价值和优点。 关键词：AT89C51 ADC0809 A/D转换器 Proteus仿真软件 基于ADC0808与ADC0809的数字电压表有多种设计方案 第一种，最基础的一通道，数据进行处理显示0.00——5.00V 第二种，双通道，数据进行处理显示0.00——5.00V，可先择某一通道显示，可以选择两通道循环显示。 第三种，多通道，数据进行处理显示0.00——5.00V，多通道循环显示。 第四种，多通道，数据进行处理显示0.00——5.00V，可切换单通道显示与多通道循环显示。 （二）系统的主要模块 根据设计要求，系统可以分为A/D转换模块、接口模块、显示模块。 1. A/D转换模块 采用ADC0809转换芯片，其中A/D转换器用于实现模拟量向数字量的转换，单电源供电。它是具有8路模拟量输入、8位数字量输出功能的A/D转换器，转换时间为100us,模拟输入电压范围为0V～5V,不需要零点和满刻度校准，功耗低，约15mW。 2. 接口模块 采用AT89C51单片机作为系统的控制单元，通过A/D转换将被测量转换为数字量送入单片机中，再由单片机产生显示码送入显示模块显示。此方案各种功能易于实现，成本低、功耗低，显示稳定。 3．方案设计的基本思路 设计主要采用AT89C51单片机芯片和ADC0809模/数转换芯片来完成一个简易的数字电压表，能够对输入的0V～5V的模拟直流电压进行测量。设计电路主要通单片机课程设计报告电子密码锁完整版
双通道数字电压表课程设计
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四位半数字电压表(长大版)
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自动测试实验数据采集系统的设计------多通道数字电压表的实现
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