单片机电压检测系统
基于单片机下的数字电压表设计毕业论文
河南理工大学万方科技学院本科毕业论文基于单片机下的数字电压表设计毕业论文目录前言 (1)1 设计任务与分析 (3)1.1 设计任务简介及背景 (3)1.1.1 单片机简介 (3)1.1.2 背景及发展情况 (3)1.2 设计任务及要求 (5)1.3 设计总体方案及方案论证 (5)1.4 数据输入模块的方案与分析 (7)1.4.1 芯片选择 (6)1.4.2 实现方法介绍 (6)1.4.3 输入模块流程图 (10)1.5 A/D模块的方案与分析 (10)1.5.1 芯片的选择 (11)1.5.2 实现方法介绍 (11)1.5.3 A/D模块流程图 (13)1.6 数据处理及控制模块 (13)1.6.1 芯片选择 (14)1.6.2 实现方法介绍 (14)1.6.3 数据处理及控制模块流程图 (14)1.7 显示模块 (15)1.7.1 芯片选择 (15)1.7.2 实现方法介绍 (15)2 硬件设计 (16)2.1 数据输入模块原理图 (17)2.2 A/D模块原理图 (18)2.3 控制模块原理图 (20)2.4 显示模块原理图 (21)3 软件设计 (23)3.1 主程序流程图 (23)3.2 子程序介绍 (24)3.2.1 初始化程序 (24)3.2.2 中断子程序 (24)3.2.3 档位选择子程序 (25)4 主要芯片 (29)本科毕业论文4.1 AT89C52的功能简介 (29)4.1.1 AT89C52芯片简介 (29)4.1.2 引脚功能说明 (29)4.2 ICL7135功能简介 (31)4.2.1 ICL7135 芯片简介 (31)4.2.2 引脚功能说明 (32)4.3 LCD1602功能简介 (35)4.3.1 LCD1602芯片简介 (35)4.3.2 引脚功能说明 (35)4.4 CD4052的功能介绍 (38)4.4.1 CD4052芯片简介 (38)4.4.2 引脚功能说明 (39)4.5 CD4024的功能介绍 (39)4.5.1 CD4024芯片简介 (39)4.5.2 引脚功能说明 (40)4.6 OP07的功能介绍 (40)4.6.1 OP07的功能简介 (41)4.6.2 引脚功能说明 (41)结论 (42)致谢 (44)参考文献 (45)河南理工大学万方科技学院本科毕业论文前言数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
MSP430程序库十二SVS(电源电压监控器)模块
MSP430程序库<十二>SVS(电源电压监控器)模块电源电压监控对于单片机来说，也是经常要用的模块。
当需要稳定的工业级产品时，经常要对电源电压监控，以保证单片机系统工作于正常环境或范围中。
MSP430F16x提供了一个现成的电源电压监控器模块SVS，方便检测电源电压或者是外部电压，可以设置为电压过低时复位或置标志位。
本程序即完成SVS的设置使用的程序库(msp430f14x没有此模块)。
硬件介绍：MSP430单片机含有的SVS模块可以很方便的监控电源电压或外部电压。
电源电压监控器（SVS）是用于监控AVCC电源电压或外部电压。
SVS的可配置当电源电压或外部电压下降到低于用户选择的电压级别时设置一个标志，或产生POR复位。
SVS模块有以下特点：可以监控AVCC电压；可选择产生复位信号；可软件设置SVS 比较器输出信号；低电压标志可以被锁定或被用户程序访问；有14个可供选择的电压门限；可以监控外部输入电压。
SVS模块可以很方便的监控电源电压或系统的其他电压，可以产生复位信号或是置标志位。
SVS模块仅有一个8位的寄存器，使用十分方便。
寄存器SVSCTL：高四位VLDx用来设置监控电源电压的门限、关闭SVS或者选择监控外部输入电压。
具体含义如下：当高四位是0时，SVS模块是关闭的；1-14分别是对电源电压监控的14个门限电压；15时，监控外部电压，门限电压是1.2v。
PORON位设置是否启动电压低于门限时，单片机复位：1 复位0 置标志位SVSFG SVSON位，这位和其他模块的ON位不太一样，SVSON位仅仅指示当前SVS模块是否打开，而不是用来开关模块的。
SVSOP位，这位是设置SVS内部比较器输出值：0 输出低电平1 输出高电平。
SVSFG位，标志位指示是否检测到低电压仅PORON 为0时有效出现低电压后置1；改为不会自动清零，必须软件清零。
另外，SVS模块值得一提的是：SVS门限电压已经设置回差带：每个SVS的水平已经滞后AVCC，接近临界值时，以减少小型电源电压的变化的敏感性。
基于单片机的电流电压测量系统设计
基于单片机的电流电压测量系统设计目录1 前言 (2)1.1 电子测量概述 (2)1.2 数字电压表的特点 (2)1.3 单片机的概述 (3)2 系统方案的选择与论证 (4)2.1 功能要求 (4)2.2 系统的总体方案规划 (4)2.3 各模块方案选择与论证 (5)2.3.1 控制模块 (5)2.3.2 量程自动转换模块 (5)2.3.3 A/D转换模块 (5)2.3.4 显示模块 (6)2.3.5 通信模块 (6)3 系统的硬件电路设计与实现 (7)3.1 系统的硬件组成部分 (7)3.2 主要单元电路设计 (7)3.2.1 中央控制模块 (7)3.2.2 量程自动转换模块 (8)3.2.3 A/D模数转换模块 (13)3.2.4 显示模块 (14)3.2.5 通信模块 (15)3.2.6 电源部分 (16)4 系统的软件设计 (16)4.1 软件的总体设计原理 (16)4.1.1 A/D转换程序设计 (17)4.1.2 数字滤波程序设计 (18)4.1.3 量程自动转换的程序设计 (20)5 系统调试及性能分析 (22)5.1 调试与测试 (22)5.2 性能分析 (22)6 结束语 (23)6.1 设计总结 (23)6.2 设计的心得 (23)7 致谢词 (24)附录 (25)附录1 参考文献 (25)附录2 系统总电路图 (26)附录3 源程序 (27)1 前言1.1 电子测量概述从广义上讲，但凡利用电子技术来进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上来说，电子测量是在电子学中测量有关电量的量值。
与其他一些测量相比，电子测量具有以下几个明显的特点：①测量频率范围极宽，这就使它的应用范围很广；②量程很广；③测量准确度高；④测量速度快；⑤易于实现遥测和长期不间断的测量，显示方式又可以做到清晰，直观；⑥易于利用电脑，形成电子测量与计算技术的紧密结合。
随着科学技术和生产的发展，测量任务越来越复杂，工作量加大，测量速度测量准确度要求越来越高，这些都对测量仪器和测试系统提出了更高的要求。
基于stm32单片机的锂电池组参数在线监测系统
0 引言本文以长寿命、高安全性的锂电池为研究对象，设计了一种以STM32F103增强型单片机为核心的锂电池组在线监测仪，增强型系列的时钟频率能达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品，拥有专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的ARM Cortex- M3内核，它为实现MCU 的需要提供了低成本的平台、缩减的管脚数目、降低的系统功耗，同时提供卓越的计算性能和先进的中断系统响应。
1 锂电池组参数监测系统硬件电路设计系统主要由电流检测模块、电压检测模块、温度检测模块、电量检测模块、STM32F103单片机模块以及串口通信模块等模块组成。
以STM3F103单片机为主处理器，对电池组的多种参数进行监测。
采样数据通过TFTLCD 液晶模块显示，并通过串口通信实时传送至电脑。
图1为锂电池组参数监测电路的整体设计框图。
图1 系统整体设计框图1.1 电流检测模块电流检测模块以INA282芯片作为核心电路。
INA282为一高精密电压放大器，可以将所测电压进行约50倍放大。
该芯片供电电压范围为2.7V 至18V。
通过在该芯片两端并联一个采样电阻R1，可将电流值转换成电压值在芯片的5脚输出，且5脚的输出电压与流经R1上的电流大小成比例变化。
通过单片机可测得5脚输出电压值V2，根据式（1）可计算出当前电池组电流I。
图2为INA282采样模块原理图。
I=V2/50R1K （其中K 为误差校正系数）(1)图2 INA282电流采样模块原理图1.2 电压检测模块电压检测模块首先进行分压，然后，采用16位高精度低功耗模数转换器ADS1115将所测电压进行AD 转换，转换成数字信号进行处理。
ADS1115芯片可以准确测到1mV 数量级的电压，并且同时对多路电压进行测量，运用此方法可以将测量基金项目：大学生创新训练计划项目（SZDG2019011）。
数据误差控制在0.2%以内。
图3为电压检测模块的原理图：1.3 温度检测模块温度检测电路采用数字温度传感器DS18B20。
单片机中的电源电压检测技术与应用
单片机中的电源电压检测技术与应用在单片机中，电源电压的检测技术是非常重要的，它在保证系统正常运行的同时，也能有效防止电源波动对电路带来的损坏。
本文将介绍单片机中的电源电压检测技术及其应用。
一、电源电压的检测原理在单片机系统中，电源电压的检测主要是通过模拟比较和数字化处理实现的。
具体而言，可以采用模拟电压比较器、模拟-数字转换芯片以及相关外围电路等方式来完成电源电压的检测。
1. 模拟比较器模拟比较器是一种常见的用于电源电压检测的模块。
它通过将电源电压与参考电压进行比较，从而判断电压是否在给定的范围内。
当电源电压超出范围时，比较器会输出相应的信号，通过此信号可以触发相应的保护机制，如关断系统电源或采取其他措施。
2. 模拟-数字转换芯片模拟-数字转换芯片是一种广泛应用于单片机系统中的芯片。
它可以将模拟电压信号转换为数字信号，通过单片机内部的程序进行处理以实现电源电压的监测。
这种方式可以提高检测的准确度和可靠性，且方便与其他数字量进行处理。
3. 外围电路除了上述两种常见的方式外，还可以通过外围电路来实现电源电压的检测。
例如，可以采用稳压电路、滤波电路、电源管理芯片等器件来辅助检测。
这些电路可以提供稳定的电压和电流，确保单片机系统的正常运行，并对电源电压进行实时监测。
二、电源电压检测的应用电源电压检测技术在单片机系统中有着广泛的应用。
以下将介绍一些常见的应用场景。
1. 电源管理电源电压检测技术在电源管理中起到至关重要的作用。
通过监测电源电压的波动和状态，可以实时掌握电源的工作状态，从而采取相应的措施进行保护。
例如，当电源电压超出范围时，可以自动关闭系统以避免电路损坏；当电池电压较低时，可以通过报警或过渡能量的方式提醒用户充电。
2. 故障监测和保护电源电压检测技术可以用于故障监测和保护。
通过实时监测电源电压，可以及时发现异常情况并采取相应的措施，以避免故障的发生或减小故障对系统的影响。
例如，在电源电压过高或过低时，可以触发报警或自动切断电源，以保护关键设备的安全运行。
电压检测单片机复位监控芯片
应用
后备电池控制电路中 电源上/掉电测量 系统失控瞬间断电检测 给智能设备提供复位功能
象打印机 个人电脑 VTRs 等
等价电路
Vcc OUT
GND
B
C
C A
H
G
A
J B E
L K
C
K
E G
D
H
F
F
1 23
J
N
DIM
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
M
1. Vcc
N
2. GND
3. OUT
TO-92
KIA7034AP/AF 3.25 3.4 3.55
KIA7035AP/AF 3.35 3.5 3.65
KIA7036AP/AF 3.45 3.6 3.75
KIA7039AP/AF 3.75 3.9 4.05
KIA7042AP/AF 4.05 4.2 4.35
KIA7045AP/AF 4.35 4.5 4.65
a 使用焊锡回流法焊接 1 焊接时器件表面温度不超过 240 时间不要超过 10 秒 2 推荐侧面温度 3 预防过热的方法 焊接时使用树脂 松香 这样器件将可靠地被焊好 这样就可以用尽可能短的时间焊好该器 件 从而防止温度升得太快
b 使用卤素灯或者是红外加热器 使用卤素灯或者是红外加热器 应避免直接照射树脂表面 这样会造成器件大面积温度迅速上升 焊接 SOT-89 封装器件时 请务必注意
低电平输出电压 输出漏电流 滞后电压
检测电压温度系数
测 符号 试
测试条件
最 典型 最 单
小
大位
CIR
基于单片机控制的汽车蓄电池电压、容量监测系统设计
10.16638/ki.1671-7988.2019.24.053基于单片机控制的汽车蓄电池电压、容量监测系统设计*宋海燕，陈继涛，宋娟（青岛黄海学院，山东青岛266427）摘要：蓄电池作为汽车的稳定电源和后备电源，是确保车载用电设备正常运行的最后一道生命线。
设计一种基于单片机的汽车蓄电池状态监测系统，能实现对汽车蓄电池的电压及容量等数据的实时监测、显示及电压超限报警，具有重要的意义。
关键词：蓄电池；电压；容量；单片机中图分类号：U463.3 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)24-165-02Design of voltage and capacity monitoring system of automobile batterybased on MCU*Song Haiyan, Chen Jitao, Song Juan（Qingdao Huanghai College, Shandong Qingdao 266427）Abstract: As the stable power supply and backup power supply of vehicle, battery is the last lifeline to ensure the normal operation of vehicle electrical equipment. It is of great significance to design a condition monitoring system of automobile battery based on single chip microcomputer, which can realize the real-time monitoring, display and over limit alarm of voltage and capacity of automobile battery.Keywords: Battery; Voltage; Capacity; MCUCLC NO.: U463.3 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)24-165-02引言现在随着汽车行业的迅速发展，汽车蓄电池的重要性也越来越受到人们的重视，蓄电池作为直流系统向外供电的唯一设备，为汽车的起动、点火、照明等提供工作电源，其性能的好坏直接关系到汽车电力系统的安全、可靠、高效运行与乘坐舒适性。
单片机普通io 电压检测电路
对于单片机的普通IO口电压检测电路，可以采用简单的电压分压原理来实现。
以下是
一个基本的电压检测电路示意图：
```
V_in
|
R1
|
+--- V_out
|
R2
|
GND
```
在这个电路中，V_in 是待检测的电压信号，V_out 是输出给单片机的电压信号。
R1 和
R2 是两个电阻，它们组成了一个电压分压器。
根据电压分压原理，输出电压 V_out 可以通过以下公式计算：
V_out = V_in * (R2 / (R1 + R2))
通过调整 R1 和 R2 的阻值，可以得到不同的电压比例和范围，以适应单片机的输入电
压范围。
需要注意的是，为了保护单片机，应该限制输入电压范围，并在电压超过一定范围时
采取适当的电压保护措施，如使用二极管、稳压器或可编程逻辑门等。
此外，在实际应用中，还可以根据需求添加滤波电路、保护电路和电压级移位电路等，以提高电路的稳定性和可靠性。
具体的电路设计和元件选型应根据具体需求和规格进行。
建议在设计过程中参考相关电路设计手册和单片机的数据手册。
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江西渝州科技职业学院毕业论文单片机电压检测系统院系：电子科技学院专业班级：09电信（2）班学生姓名：X X X学号：**********指导教师姓名：张常友指导教师职称：技师二O一一年十二月目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................................................................. I I 第一章绪论 .. (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2开发的意义 (1)1.3课题研究的方案 (2)第二章芯片选用说明 (2)2.1AT89S52AT89C2051DAC0832ADC0832 (2)2.1.1 相关芯片及其引脚分析 (2)2.1.2 引脚功能说明 (3)第三章系统硬/软件设计 (10)3.1硬件电路的设计 (10)3.1.1 硬件平台总体设计 (10)3.1.2 被测电压信号产生电路的设计 (10)3.1.3 A/D 转换与单片机接口电路的设计 (11)3.2软件程序设计 (14)3.2.1电压检测系统下位机程序： (14)3.2.2随机电压产生程序 (17)第四章调试 (18)4.1硬件调试 (18)4.2软件的调试 (18)第五章：总结与展望 (20)5.1工作总结 (20)5.2展望 (20)致谢 (21)参考文献: (22)附页 (23)单片机电压检测系统电子科技学院 2009级谢志鹏指导教师张常友摘要随着信息化、数字化在各行各业的迅猛发展，武器系统中的信息化、数字化也将成为未来的发展趋势。
武器系统中，司乘人员在空间狭小的操作仓里，经常要面对功能众多、大小不等、量程各异的仪表盘，这些仪表盘不仅占用空间，而且不够直观，在分秒必争的战场中，情况紧急时，容易造成司乘人员的误操作或反应滞后，给操作带来不必要的麻烦。
本文提出一种进行交流电频率、电压测量的方法，以简化武器系统的操作仓，节省了空间，使司乘人员更加直观地进行系统供电频率、电压的监测，而不用先找位置，再进行各种仪表体积、量程的对比确认，最后才进行观测参数的读取，简化了过程，节省了时间。
同时为了能够融会贯通所学电子技术和单片机知识，设计开发了适合学生学习的基于单片机的电压测量的实验平台。
从实验平台硬件电路设计和单片机软件系统设计两个主要方面对设计进行了深入的分析。
介绍了实验平台由220V 市电转换成被测电压信号的过程及电路以及信号通过A/D 转换器MC14433 接入单片机进行按键控制和LED 显示的过程，实现了单片机测量直流电压并显示，并且该实验平台在学生的学习实践中取得了良好效果。
关键词：单片机、电压测量、A/D 转换器、AT89S52、AT89c2051Single chip voltage detection systemAbstractAlong with the informationization, digitalization in all walks of swift and violent development, weapon system in informatization, digitalization will become the development trend of the future. Weapon system, driver and passenger in the space is narrow operation barns, often have to face many functions, ranging from the size, range of different instrument panel, the panel not only take up space, and not intuitive, the count every minute and second battle, in case of emergency, easy to cause the Department to take staff misoperation or reaction lag, to the operation brought unnecessary trouble. This paper proposes a alternating current frequency, voltage measurement method, to simplify the weapon system operation storehouse, saves the space, make drivers more intuitive system power supply frequency, voltage monitoring, without first looking for a location, and then various instrument volume, range contrast confirmation, finally observation parameter read, simplifies the process, saves time. At the same time in order to be able to learn the electronic technology and single chip computer knowledge, design suitable for the development of the students' learning based on monolithic integrated circuit's voltage measurement experimental platform. From the experimental platform of hardware circuit design and software system design two major aspects of the design are analyzed. Describes the experimental platform by 220V city electricity into the measured voltage signal process and circuit and signal through A / D converter MC14433 access single button control and LED display process, to achieve a single chip to measure DC voltage and display, and the experimental platform for students' learning in practice and achieved good results.Key words: SCM, voltage measurement, A / D converter, AT89S52, AT89c2051第一章绪论1.1课题研究的背景随着现代科技的飞速发展，单片机已经在各个领域得到越来越广泛的应用。
单片机由于体积小，功耗低两个基本特征，在通讯，家电，工业控制，仪器仪表，汽车等产品中都可以看到单片机的身影。
单片机技术也随着集成电路技术的进步在近几年飞速的发展，这种发展可以分为两方面]1[：一方面在硬件上单片机内部集成了越来越多的功能部件，如A/D，D/A，PWM，WATCHDOG，LCD 驱动，串行口，大容量FLASH存储器等；另一方面在开发手段上从汇编语言向高级C语言过度，计算机仿真调试，IAP，ISP技术的应用使单片机开发周期大大的缩短，为各类产品更新，软件的升级提供了可靠的技术保障。
在设计单片机应用系统时，由于历史的原因，目前在国内仍然以8051系列单片机为主。
作为电子专业的学生，非常有必要通过实际产品的设计和制作，了解现代IT产品的开发全流程。
全面提高机，电，光，算知识的综合应用能力，掌握从系统级，电路级，到芯片级各个层次的设计和实现手段。
基于上述原因，选择此设计课题，在此设计过程中，我们将会用到多门学科的理论知识，将对以前所学的知识做一个全面的复习和巩固，更重要的是培养了发现问题，分析问题，解决问题的能力，还有动手能力，也是一次很好的实践，对以后的学习和工作也会有所帮助。
1.2 开发的意义科技的进步带动了产品的智能化，单片机的应用更是加快了发展的步伐，它的应用范围日益广泛，已远远超出了计算机科学的领域。
小到玩具、信用卡，大到航天器、机器人，从实现数据采集、过程控制、模糊控制等智能系统到人类的日常生活，到处都离不开单片机,此设计正是单片机的一个典型应用。
而此设计可以通过实现智能电源监控，通过对电压的检测，由单片机来控制其反应情况，使其变得智能化，使人的手解放出来，此系统还可以应用到电压检测，能满足社会的需要。
1.3 课题研究的方案本选题是用单片机介绍一种使用AT89C2051单片机联合AT89S52制作的电压智能控制器，采用两开两关的工作模式，即在天黑后自动开灯，过4小时后关灯；在天亮前1小时开灯，天亮后自动关灯。
天黑后开灯的持续时间和天亮前提前开灯的时间可通过程序进行调整。
由于本系统采用单片机对电压检测的判断并进行计算，因此电路能随着季节的变化自动调节每天的开关灯的时间，从而达到自动节约电能的目的。
第二章芯片选用说明2.1 AT89S52 AT89C2051 DAC0832 ADC08322.1.1 相关芯片及其引脚分析AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。