单片机的直流电压检测系统设计
基于单片机的数字电压表设计

基于单片机的数字电压表设计一、引言在电子测量领域中,电压表是一种常用的测量仪器,用于测量电路中的电压值。
传统的模拟电压表由于精度低、读数不便等缺点,逐渐被数字电压表所取代。
数字电压表具有精度高、读数直观、抗干扰能力强等优点,广泛应用于工业自动化、电子设备检测、实验室测量等领域。
本文将介绍一种基于单片机的数字电压表设计方案,详细阐述其硬件电路设计、软件编程实现以及系统性能测试。
二、系统总体设计方案(一)设计要求设计一款基于单片机的数字电压表,能够测量 0 5V 的直流电压,测量精度为 001V,具有实时显示测量结果的功能。
(二)系统组成本数字电压表系统主要由以下几个部分组成:1、传感器模块:用于将输入的电压信号转换为适合单片机处理的电信号。
2、单片机模块:作为系统的核心,负责对传感器采集到的数据进行处理和计算,并控制显示模块显示测量结果。
3、显示模块:用于实时显示测量的电压值。
三、硬件电路设计(一)传感器模块选用 ADC0809 作为模数转换芯片,它具有 8 个模拟输入通道,可以将 0 5V 的模拟电压转换为 8 位数字量输出。
(二)单片机模块选择 AT89C51 单片机作为控制核心,它具有 4K 字节的 Flash 程序存储器和 128 字节的随机存取数据存储器。
(三)显示模块采用液晶显示屏(LCD1602)作为显示器件,它能够清晰地显示数字和字符信息。
四、软件编程实现(一)编程语言选择使用 C 语言进行编程,C 语言具有语法简洁、可移植性强等优点。
(二)主程序流程主程序首先进行系统初始化,包括单片机端口初始化、LCD1602 初始化、ADC0809 初始化等。
然后启动 ADC0809 进行模数转换,读取转换结果并进行数据处理,计算出实际的电压值。
最后将电压值发送到 LCD1602 进行显示。
(三)模数转换子程序ADC0809 的转换过程通过控制其启动转换引脚(START)和读取转换结束引脚(EOC)来实现。
基于单片机的数字万用表设计

基于单片机的数字万用表设计摘要本次设计用单片机芯片AT89C52设计一个数字万用表,能够测量直流电压值、直流电流、直流电阻,四位数码显示。
此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。
为使系统更加稳定,使系统整体精度得以保障,本电路使用了AD0809数据转换芯片,单片机系统设计采用AT89C52单片机作为主控芯片,驱动液晶显示管显示。
程序每执行周期耗时缩到最短,这样保证了系统的实时性。
关键词数字万用表 AT89C52单片机 AD转换与控制AbstractThis design is design a digital universal meter with chip AT89C52 of one-chip computer, can measure and hand in , direct current pressing value , direct current flow , the direct current is hindered, four numbers show. This system is shunted resistance, resistance of partial pressure, basic resistance, minimum system of 51 one-chip computers, shown that some , warning part , AD change and control making up partly. In order to make the system more steady, make the whole precision of the system be ensured, this circuit has used AD0809 data to change the chip, the one-chip computer system is designed to adopt AT89C52 one-chip computer as the top management chip, urge 4 numbers to be in charge of showing. The every execution cycle consuming time of procedure contracts to get shortest, in this way the real-time character of the security system.Keyword: Digital universal meter AT89S52 one-chip computer AD changes and controls一、设计背景数字万用表亦称数字多用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。
基于stm32单片机的直流电机调速系统设计

基于stm32单片机的直流电机调速系统设计
本文介绍一种基于STM32单片机的直流电机调速系统设计,主要包括硬件电路设计和软件程序设计两部分。
硬件电路设计:
该电机调速系统的主要硬件电路包括电源模块、STM32单片机控制电路、直流电机驱动电路和反馈电路。
1. 电源模块
电源模块包括AC/DC变换模块和稳压模块,用于将输入的AC电压转换为适宜单片机和电机工作的DC电压。
2. STM32单片机控制电路
STM32单片机控制电路包括主控芯片STM32单片机、晶振、复位电路和下载程序电路等。
3. 直流电机驱动电路
直流电机驱动电路包括电机驱动芯片(如L298N)和电机,用于控制电机的转
速和方向。
4. 反馈电路
反馈电路包括编码器和光电传感器等,用于实现电机转速的反馈和闭环控制。
软件程序设计:
该电机调速系统的软件程序采用C语言编写,主要包括定时器计数、PWM输出控制、编码器读取、PID算法控制等模块。
1. 定时器计数
通过STM32单片机内部定时器计数来实现电机转速的测量和控制。
2. PWM输出控制
采用STM32单片机内部PWM输出控制模块控制电机的转速,并实现电机方向的控制。
3. 编码器读取
通过编码器读取电机的转速信息,并反馈到单片机进行控制和显示。
4. PID算法控制
采用PID(比例、积分、微分)算法控制电机的转速,实现闭环控制,提高控制精度。
总之,基于STM32单片机的直流电机调速系统设计,既可以提高电机运行的效率和精度,又可以简化电路结构和减小系统成本,具有较好的应用前景。
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。
基于单片机简易数控直流电压源的毕业设计

基于单片机简易数控直流电压源的毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计I(2007届)本科生毕业设计简易数控电压源的设计 学院、系:电气与信息工程学院 专业:自 动 化 学 生 姓名:刘 慧 班级:自本0302班 学号 46030212 指导教师姓名:宋树祥 职称 讲师 最终评定成绩:湖南工业大学本科生毕业设计2007年6月II湖南工业大学本科生毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计简易数控电压源的设计院(系):电气与信息工程学院专业:自动化学号:46030212学生姓名:刘慧指导教师:宋树祥讲师2007年 6月I湖南工业大学本科生毕业设计摘要本设计以AT89S52单片机为核心控制芯片,实现数控直流电源功能的方案。
设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、三端可调稳压器LM350和一个UA741运算放大器构成稳压源,实现了输出电压范围为+1.4V~+9.9V,电压步进0.1V的数控稳压电源,最大纹波只有10mV,具有较高的精度与稳定性。
另外该方案只采用了5个按键实现输出电压的方便设定,具有设定值调整,微调(步进量0.1),粗调(步进量1)三种调整功能,显示部分我们采用了三位一体的数码管来显示输出电压值。
我们自行设计了 12V和5V电源为系统供电。
该电路的原理是通过MCU控制DA的输出电压大小,通过放大器放大,放大后的电压作为LM350的参考电压,真正的电压还是由电压模块LM350输出。
利用5个按钮调整电压、并且通过共阴极三位一体LED显示输出的电压值。
设计使用3三位一体数码管,可以显示三位数,一个小数位,比如可以显示5.90V,采用动态扫描驱动方式。
与传统的稳压电源相比具有操作方便,电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。
关键词:数控,步进,三端可调稳压器I湖南工业大学本科生毕业设计ABSTRACTThe design is with the MCUAT89S52 for the core control chip,which carry out the project that the function of the number controls the direct current powersupply.Designed with the precision of eight DA converter DAC0832,three-adjustable regulators LM350 and a UA741 Operational Amplifiers constitute Regulators source, the output voltage range of +1.4 V ~ +9.9 V, 0.1V voltage step NC Regulators Power, it has with high precision and stability and only have the biggest ripple of 10 mV. Meanwhile, the program used only five keys to achieve the convenience of the output voltage setting ,with setting value adjustments. It has three kinds of adjustfunction,which can carry out micro-adjustment (Stepping volume 0.1)and the coarse adjustment (Stepping volume 1). The show part we have adopted a three-dimensional digital pipe to show the output voltage value. And we designed the 12V and 5V power supply system for electricity. The principle of that electric circuit was that the output voltage size which passes the MCU to control DA, passing the amplifier amplification, and the voltage is the reference voltage of the LM350. And the real voltage is still the LM350 outputs are from the voltage mold piece. Making use of five buttons to adjustment voltages, and pass the total cathode Christian Trinity LED to display the output's voltage .In this design I used 3 piece code tubes, which can show three position numbers, one of them is a fraction position. for example ,it can show a 5.90 Vs. In this design I adopt the scan to drive way is dynamic state sweep. With traditional steady press power supply to compare to have an operation convenience, the power supply stability high characteristics, its exportation electric voltage size adoption figures show.Keywords: Numerical Control, Stepping,Three-adjustable regulatorsII湖南工业大学本科生毕业设计目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 课题研究方法 (2)第2章数控电压源的总体方案介绍 (3)2.1 数控电压源的方案论证 (3)2.1.1 方案一:采用单片机的数控电压源的设计 (3)2.1.2 方案二:采用调整管的双计数器的数控电压源的设计 (3)2.1.3 方案三:采用调整管的十进制计数器的数控电压源的设计 (4)2.2 数控电压源的方案比较 (5)2.2.1 数控部分的比较 (5)2.2.2 输出部分的比较 (5)2.2.3 显示部分的比较 (5)第3章数控电压源的工作原理 (6)3.1 整机电路框图 (6)3.2 工作原理 (6)3.2.1 DA转换电路工作原理 (6)3.2.2 电压调整电路工作原理 (7)3.2.3 数值计算 (8)第4章单元电路工作原理 (9)4.1 时钟电路 (9)4.1.1 时钟振荡电路图 (9)4.1.2 时钟信号的产生 (9)4.2 复位电路 (9)4.3 键盘接口电路 (10)4.3.1 键盘电路 (10)4.3.2 键盘电路工作原理 (10)4.4 显示接口电路 (11)III湖南工业大学本科生毕业设计4.4.1 显示电路原理 (11)4.4.2 LED显示方式 (12)4.4.3 显示电路原理图 (12)4.5 DA转换电路 (13)4.6 电源电路 (13)4.6.1 稳压器78L12和79L12 (13)4.6.2 电源电路原理图 (14)4.7 所用主要芯片 (14)4.7.1 单片机AT89S52 (14)4.7.2 芯片ADC0832 (15)4.7.3 LM350 (17)4.7.4 运放UA741 (18)第5章数控电压源的软件系统 (20)5.1 主程序 (20)5.2 子程序 (21)5.2.1 中断子程序 (21)5.2.2 显示子程序 (22)5.2.3 键扫子程序 (23)第6章电路的调试 (24)6.1 硬件的调试 (24)6.1.1 硬件调试过程 (24)6.1.2 电路数据的测试 (25)6.2 软件的调试 (26)第7章数控电压源的使用说明 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录1整机电路原理图 (31)附录2元器件清单 (32)IV湖南工业大学本科生毕业设计附录3源程序清单 (33)(1)主程序的源程序清单 (33)(2)外中断1子程序的源程序清单 (35)(3)显示子程序的源程序清单 (36)(4)键扫子程序的源程序清单 (37)(5)延时及启动0832子程序的源程序清单 (38)V湖南工业大学本科生毕业设计第1章绪论1.1 研究背景及意义数控直流电压源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。
基于单片机的数控直流稳压电源设计

基于单片机的数控直流稳压电源设计一、概述随着科技的飞速发展,电子设备在我们的日常生活和工业生产中扮演着越来越重要的角色。
这些设备的稳定运行离不开一个关键的组件——电源。
在各种电源类型中,直流稳压电源因其输出电压稳定、负载调整率好、效率高等优点,被广泛应用于各种电子设备和精密仪器中。
传统的直流稳压电源通常采用模拟电路设计,但这种方法存在着电路复杂、稳定性差、调整困难等问题。
为了解决这些问题,本文提出了一种基于单片机的数控直流稳压电源设计方案。
本设计采用单片机作为控制核心,通过编程实现对电源输出电压的精确控制和调整。
相比于传统的模拟电路设计,基于单片机的数控直流稳压电源具有以下优点:单片机具有强大的计算和处理能力,能够实现复杂的控制算法,从而提高电源的稳定性和精度单片机可以通过软件编程实现各种功能,具有很强的灵活性和可扩展性单片机的使用可以大大简化电路设计,降低成本,提高系统的可靠性。
本文将详细介绍基于单片机的数控直流稳压电源的设计原理、硬件电路和软件程序。
我们将介绍电源的设计原理和基本组成,包括单片机控制模块、电源模块、显示模块等我们将详细介绍硬件电路的设计和实现,包括电源电路、单片机接口电路、显示电路等我们将介绍软件程序的设计和实现,包括主程序、控制算法、显示程序等。
1. 数控直流稳压电源的应用背景与意义随着科技的快速发展,电力电子技术广泛应用于各个行业和领域,直流稳压电源作为其中的关键组成部分,其性能的稳定性和可靠性直接影响着整个系统的运行效果。
传统的直流稳压电源多采用模拟电路实现,其调节精度、稳定性以及智能化程度相对较低,难以满足现代电子设备对电源的高性能要求。
开发一种高性能、智能化的数控直流稳压电源具有重要意义。
数控直流稳压电源通过引入单片机控制技术,实现了对电源输出电压和电流的精确控制。
它可以根据实际需求,通过编程灵活调整输出电压和电流的大小,提高了电源的适应性和灵活性。
同时,数控直流稳压电源还具备过流、过压、过热等多重保护功能,有效提高了电源的安全性和可靠性。
单片机课程设计完整版《PWM直流电动机调速控制系统》

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 (3)1 设计要求及主要技术指标: (4)1.1 设计要求 (4)1.2 主要技术指标 (5)2 设计过程 (6)2.1 题目分析 (9)2.2 整体构思 (10)2.3 具体实现 (12)3 元件说明及相关计算 (14)3.1 元件说明 (14)3.2 相关计算 (15)4 调试过程 (16)4.1 调试过程 (16)4.2 遇到问题及解决措施 (20)5 心得体会 (21)参考文献 (22)附录一:电路原理图 (23)附录二:程序清单 (24)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;PWM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。
1.1 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。
基于STM32单片机的24V电源监测系统

所能承受的输入电压。 STM32F103ZET6 属于精密低压
控制型单片机,引脚电压信号的最大 值为 3.6V。信号处理电路需要在保证
压按照比例压缩后,传输给单片机的 发射机正常播音的情况下,短时间内
I/O 端口,经过 AD 转换成对应的数字 把 24V 的输入电压信号转换为 3V 的
1 引言
量信号,通过与设定好的上下限值进 输出电压信号,同时保证其电压信号
本 设 计 采 用 的 蜂 鸣 器 是 一 款 多 量电压经过信号处理电路,转换为 3V
3.3 其他接口器件
谐振荡器,用以电压异常时的声音报 模拟量电压输入到 STM32F103ZET6
(1)AT89C52 芯片
警提醒。当系统检测到电压不在合适 单片机的引脚,经过单片机内部 ADC
本设计采用的备份显示控制芯片 的范围时,由核心单片机触发蜂鸣器 转换成对应的 3V 数字量信号,并将
24V 电源系统,对发射机控制、故障 在此基础上,又给 STM32F103ZET6
的显示排查以及定向排除均有着重要 单片机额外增加了一个液晶显示屏,实
影响,所以对保持 24V 电压的稳定性, 时显示监测出的电压数值。
要求十分严格。
使用 STM32 单片机以嵌入式的
3 系统硬件
方 式 设 计 的 24V 电 源 自 动 监 测 系 统, 3.1 STM32F103ZET6 单片机
转换成实际值,并将显示屏所需显示
(1)在模拟调试时,发现软件设
内容提前预置。当检测程序检测到 8 置的电压放大倍数与实际数据存在一
路 24V 模 拟 量 电 压 处 于 正 常 范 围 时, 个区间性的误差,因为在信号处理电
显示器显示正常内容,并实时更新电 路 中, 对 24V 电 压 进 行 缩 小 时, 其
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目录摘要 (II)1 设计目的 (1)2 设计要求 (2)3 设计内容 (3)3.1 系统需求分析 (3)3.1.1 硬件选择 (3)3.1.2 软件选择 (4)3.2 硬件电路的设计 (4)3.2.1 输入电路模块设计 (4)3.2.2 LM7805稳压电源电路介绍 (5)3.2.3 显示模块电路设计 (6)3.2.4 A/D转换设计 (7)3.2.5 单片机模块的简介 (10)3.3系统软件的设计 (13)3.3.1主程序的设计 (14)3.3.2 各子程序的设计 (15)总结与致谢 (17)参考文献 (18)附录一系统整体电路图 (19)附录二 A/D转换电路的程序 (20)附录三 1602LCD显示模块的程序 (22)摘要本设计在查阅了大量前人设计的数字电压表的基础上,利用单片机技术结合A/D 转换芯片ADC0832构建了一个直流数字电压表。
本文首先简要介绍了单片机系统的优势,然后详细介绍了直流数字电压表的设计流程,以及硬件系统和软件系统的设计。
本文介绍了基于89S51单片机的电压测量系统设计,介绍1602LCD液晶的功能和ADC0832的转换原理。
该电路设计简单,方便。
该设计可以测量0~5V的电压值,并在1602LCD液晶上显示出来。
本系统主要包括三大模块:主程序模块、显示模块、A/D转换模块,绘制点哭原理图与工作流程图,并进行调试,最终设计完成了该系统的硬件电路,在软件编程上,采用了c语言进行编程,开发了显示模块程序,A/D转换程序。
关键词:电压测量;A/D转换;89S51单片机1 设计目的电压是属于电子测量中的一个重要组成部分。
了解,测出各种电压的值,有助于让我们更加安全、方便的使用电压。
因为研究电压的测量值具有重要价值。
传统的指针式电压表功能单一、精度低,已经满足不了现在时代的需求,而采用单片机的数字电压表,精度高、抗干扰能力强,可扩张性强、集成方便,还可与PC实行实时通信,目前,由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表,已被广泛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量领域。
基于单片机的电压检测系统设计,控制系统采用89S51单片机,A/D转换器采用ADC0832为主要硬件,实现数字电压表的硬件电路与软件设计。
数字电压表可以测量0~5V的输入电压值,并在1602LCD液晶模块上显示。
2 设计要求1.根据已知参数对输入信号特征进行分析、需求分析,选择确定单片机型号、各种外围芯片型号,完成系统硬件设计。
2.基本教学要求:每人一台计算机,计算机安装Keil、Protel等软件。
3. (利用单片机设计并制作简易的直流数字电压表,能够测出0~5V的直流电压,电路组成框图如图所示。
(1)测量精度0.02V。
(2)利用数码管或者液晶显示器显示电压值。
(3)测量范围0~5V。
3 设计内容3.1 系统需求分析本设计从各个角度分析了由单片机组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及其原理。
框图如下:本设计主要分为两部分:硬件电路及软件程序。
而硬件电路又大体可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、液晶显示电路,各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍;程序的设计使用C语言编程。
电压是检测中最基本的测量值,主要过程是模拟信号经过输入电路调理,在经过放大电路,变换成合适范围的信号幅度,接着该信号,经过A/D转换电路转化成数字信号,数字信号既可以直接经过单片机的处理、保存,再由液晶显示器显示出来。
总体设计的内容:被测电压经过运算放大电路,可以被AD接收的电压范围,然后该信号经过ADC0832芯片A/D转换电路转化成数字信号,再经过89S51单片机的处理、保存,由1602LCD液晶模块显示出来。
该电压表可达到如下程度:(1) 电压表量程范围0V~5V;(2) 能用液晶显示电压值;(3) 测量精度可达到0.02mV。
3.1.1 硬件选择选择89S51作为单片机芯片,选用1602LCD液晶屏来实现电压显示,由于ADC0832的基准电压由它内部本身提供,所以为了方便,我就利用ADC0832作为数模转换芯片,利用P0至P4的各个串口来进行不同设备间的连接,计算机进行汇编,H51/L仿真器,单片机多功能实验箱。
3.1.2 软件选择本设计是硬件电路和软件编程相结合的设计方案,选择合适的编程语言是一个重要的环节。
在单片机的应用系统程序设计时,常用的是汇编语言和C语言。
汇编语言的特点是占用内存单元少,执行效率高。
执行速度快。
但它依赖于计算机硬件,程序可读性和可移植性比较差。
而C语言虽然执行效率没有汇编语言高,但语言简洁,使用方便,灵活,运算丰富,表达化类型多样化,数据结构类型丰富,具有结构化的控制语句,程序设计自由度大,有很好的可重用性,可移植性等特点。
由于现在单片机的发展已经达到了很高的水平,内部的各种资源相当的丰富,CPU的处理速度非常的快。
用C语言来控制单片机无疑是一个理想的选择。
所以在本设计中采用C语言编写软件程序。
3.2 硬件电路的设计3.2.1 输入电路模块设计电压测量原理如图所示,电压输入到LM358的正相端。
最高输入电压可到5V ,使输入电压处于AD量程范围。
LM358 构成一个电压跟随器,起到隔离前后通道的作用,其较低的输出电阻还可以提高带负载能力,输出端接入ADC。
由于该设计精度要达到0.01mV左右,所以我们加入了LM358的放大器,来放大较小的被测电压,输入到AD转换器中,再经过单片机处理从液晶上显示出来。
如图所示,是由LM358放大器组成的,LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
电容C5是阻容滤波,为了使得信号更稳定。
3.2.2 LM7805稳压电源电路介绍用lm78/lm79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件很少,电路内部有过流、过热和调整管的保护电路,使用方便、可靠,而且价格低廉。
该系列集成稳压IC型号中的lm78或lm79后面的数字代表此三端集成稳压电路的输出电压。
因为三端固定集成稳压电路的使用方便,电子制作中经常采用。
这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。
IC采集成稳压器lm7805,C4为输出端滤波电容,D1为输入反向保护。
3.2.3 显示模块电路设计显示模块的选择关系到整个系统设计的功能多少,我们只需要显示最后电压的数字值和电压的单位,根据各种显示器件的特点:数码管只能显示数字,不能显示单位字符,不符合本设计的要求。
而点阵显示器件驱动显示软件程序编写麻烦,占用的引脚相对也较多。
也不是理想的显示器件。
所以在本设计中,我们考虑用液晶显示器件,虽然12864液晶比1602液晶的功能强,不过在价格方面却贵了好多。
而1602液晶也足够满足本设计的需要。
因此,在本设计实验我们选择1602液晶显示器件。
1602LCD分为带背光和不带背光两种,带背光的比不带背光的厚,是否带背光在应用中并无差别,本次设计采用带背光的。
1602液晶模块内部的字符发生存储器有存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号等,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的阿拉伯数字“8”的代码是00111000B(38H),显示时模块把地址38H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到数字“8”。
LCD1602与单片机接口如图所示。
第0脚:GCD为地电源。
第1脚:VCC接5V正电源。
第2脚:V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。
第3脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第4脚:R/W为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。
当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。
第5脚:E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。
第6~13脚:D0~D7为8位双向数据线。
第14脚:背光源正极。
第15脚:背光源负极。
3.2.4 A/D转换设计3.2.4.1 A/D电路的介绍和选择在该设计中,模数(A/D)转换模块是一个非常重要的模块,它关系到最后数字电压表电压值的精确度。
所以,A/D芯片的选择是设计过程中一个很重要的环节。
模数转换器即A/D转换器,或简称ADC,通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。
通常的模数转换器是将一个输入模拟电压信号转换为一个输出的数字信号。
模数转换器最重要的参数是转换的精度,通常用输出的数字信号的位数的多少表示。
转换器能够准确输出的数字信号的位数越多,表示转换器能够分辨输入信号的能力越强,转换器的性能也就越好。
A/D转换一般要经过采样,保持,量化及编码4个过程。
在实际电路中,有些过程是合并进行的,如采样和保持,量化和编码在转换过程中是同时实现的。
ADC0832是8脚双列直插式双通道A/D转换器,能分别对两路模拟信号实现模—数转换,可以用在单端输入方式和差分方式下工作。
ADC0832采用串行通信方式,通过DI 数据输入端进行通道选择、数据采集及数据传送。
8位的分辨率(最高分辨可达256级),可以适应一般的模拟量转换要求。
其内部电源输入与参考电压的复用,使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。
具有双数据输出可作为数据校验,以减少数据误差,转换速度快且稳定性能强。
独立的芯片使能输入,使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。
ADC0832是8位精度,在本设计中,为了减少数字电压表的误差率,在同类比的AD转换器中,ADC0832性价比较高,于是我就选择了ADC0832作为这次设计的AD转换器。
3.2.4.2 ADC0832与单片机的接口电路CH0、CH1。
是ADC0832的两个通道,在ADC0832的工作时,被测的电压进行通道选择进入CH0或者CH1通道,ADC0832采用串行通信方式,通过DI 数据输入端进行通道选择、数据采集及数据传送。
CS,CLK,DI,DO四个是与单片机P3接口相连,只有在使能端CS为低电平时,ADC0832才开始工作,此时处理器向AD传送时钟信号,而根据DI和DO来选择需要通道的信号,传入单片机处理和保存。
在第一个时钟脉冲的下降之前DI端必须是高电平,表示开始信号。
在第二、三个脉冲下将之前DI端应输入两个数据用于选择通道功能。
通道地址通道工作方式说明SGL/DIF ODD/SIGN 0 10 0 + -差分方式0 1 - +1 0 +单端输入方式1 1 +当此两个数据为“1”、“0”时,只对CH0 进行单通道转换。