数字电压表毕业设计
数字电压表的设计毕业论文

数字电压表的设计毕业论文数字电压表的设计摘要:本文主要介绍了数字电压表的设计。
首先介绍了数字电压表的基本原理和功能,然后详细讲解了数字电压表的硬件设计和软件设计。
硬件设计包括电路设计和元器件选择,软件设计包括程序设计和界面设计。
最后对数字电压表进行了实验验证,并总结了设计过程中的经验和教训。
1. 引言数字电压表是一种常用的电子测量仪器,广泛应用于工业控制、科研实验和电子维修等领域。
本文将介绍一种基于单片机的数字电压表的设计方案。
2. 基本原理和功能数字电压表的基本原理是通过采集电压信号并将其转换成数字信号,然后通过显示器显示出来。
数字电压表的功能包括测量电压值、显示电压值、单位切换、数据保存等。
3. 硬件设计3.1 电路设计数字电压表的电路设计主要包括信号采集电路、信号转换电路和显示电路。
信号采集电路负责将待测电压信号转换成电压信号,信号转换电路负责将电压信号转换成数字信号,显示电路负责将数字信号显示出来。
3.2 元器件选择在数字电压表的设计中,元器件的选择非常重要。
需要选择合适的电阻、电容、集成电路等元器件,以确保电路的稳定性和精确度。
4. 软件设计4.1 程序设计数字电压表的程序设计主要包括信号采集程序、信号转换程序和显示程序。
信号采集程序负责采集电压信号,信号转换程序负责将电压信号转换成数字信号,显示程序负责将数字信号显示出来。
4.2 界面设计数字电压表的界面设计主要包括显示界面和操作界面。
显示界面负责将数字信号以合适的格式显示出来,操作界面负责提供操作按钮和设置选项。
5. 实验验证为了验证数字电压表的设计方案的准确性和可靠性,进行了一系列实验。
实验结果表明,设计方案能够准确测量电压值并显示出来。
6. 经验总结在数字电压表的设计过程中,我们遇到了一些问题和挑战。
通过实践和总结,我们得出了一些经验和教训。
例如,在硬件设计中,需要注意电路的稳定性和精确度;在软件设计中,需要考虑程序的效率和界面的友好性。
简易数字电压表的设计与制作毕业设计论文

目录第一部分设计任务与调研 (1)1、毕业设计的主要任务 (1)2、设计的思路、方法 (1)3、调研相关的资料 (2)4、调研的目的和总结 (2)第二部分设计说明 (3)1、理论分析 (3)1.1 AT89C51单片机概述 (3)1.2 AD转换器工作原理 (5)1.3 ADC0809介绍 (7)1.4 四位LED数码管介绍 (9)2、系统硬件设计 (10)2.1单片机晶振电路 (10)2.2单片机复位电路 (10)2.3 LED显示电路 (11)2.4数字电压表硬件接线 (12)2.5焊接元件元件介绍 (13)3、系统软件设计 (14)3.1程序流程图 (14)3.2 A/D转换子程序 (14)3.3 显示子程序 (15)第三部分设计成果 (16)1、数字电压表仿真程序 (16)2、软件调试 (18)2.1 Keil软件调试程序 (18)2.2 Proteus软件仿真调试 (19)3、硬件调试 (20)第四部分结束语 (21)第五部分致谢 (22)第六部分参考文献 (23)第一部分设计任务与调研1、毕业设计的主要任务本课题要求设计一个能正确测量模拟电压0-5v,误差<1%,利用ADC 0809采样输入的模拟量,转换后的电压值显示在4位数码管上。
具体要求如下。
(1)采用51单片机进行控制,显示采用LED显示,设计硬件电路。
(2)设计硬件结构框图,在proteus仿真系统上搭建设计平台。
(3)下载程序至设计平台,调试程序,实现程序功能。
(4)购买元器件焊接制作电路板。
(5)下载烧录程序至电路板中进行测试。
(6)撰写毕业设计成果报告,进行毕业答辩。
2、设计的思路、方法用ADC0809作为采样输入,经过模数转换后送到单片机,然后有单片机给数码管输入数字信号,控制数码管显示。
通过优化程序、提高硬件精度等级、校正基准电压等方法使得测量误差<1%。
进行根据设计任务的要求,选用合适的单片机型号和其他元件,然后在proteus仿真软件上画出电路原理图,利用keil软件编写控制程序后下载程序到仿真软件进行调试,通过调试结果反馈信息再修改调整控制程序和硬件电路,最后制作基于单片机控制的数字电压表电路板,电路板制作完成后进行测试和测量。
基于单片机的数字电压表 毕业设计论文

目录摘要 (I)Abstract (II)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 (3)2.2.3 A/D转换模块的选择 (4)2.2.4 接口模块的选择 (4)2.2.5 微控制器的选择 (5)2.3 系统硬件分析 (5)2.3.1 AT89S52单片机简介 (6)2.3.2 LCD1602显示器简介 (6)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 (10)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 (12)4.3 ADC0804流程图 (13)第五章性能测试与分析 (14)5.1 各模块独立测试 (14)5.2 系统联合调试 (14)5.3 系统运行评估 (15)第六章总结 (16)参考文献(References) (17)致谢 (18)附录1: 系统原理图及实物图 (19)附录2: 系统主程序 (20)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。
直流数字电压表毕业设计

毕业设计姓名:孟冬冬专业:电气自动化班级:电气1001班设计课题:数字电压表的设计指导教师:杨喜录电子信息工程系印制二○一二年九月宝鸡职业技术学院毕业设计任务书姓名:孟冬冬专业:电气自动化班级:电气1001班设计课题:数字电压表的设计指导教师:杨喜录电子信息工程系印制二○一二年九月引言数字电压表是采用数字化电路测量的电压仪表。
它以其高准确度、高可靠性、高分辨率、高性价比、读数清晰方便、测量速度快、输入阻抗高等优良特性而倍受人们的青睐。
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。
传统的模拟式(即指针式)电压表已有100多年的发展史,虽然不断改进与完善,仍无法满足现代电子测量的需要,数字电压表自1952年问世以来,显示强大的生命力,现已成为在电子测量领域中应用最广泛的一种仪表。
数字电压表简称DVM (Digital Voltmeter ),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。
目前,由各种单片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崭新水平。
智能化数字电压表则是最大规模集成电路(LSI )、数显技术、计算机技术、自动测试技术(ATE )的结晶。
一台典型的直流数字电压表主要由输入电路、A/D 转换器、控制逻辑电路、计数器(或寄存器)、显示器,以及电源电路等级部分组成。
它的数字输出可由打印机记录,也可以送入计算机进行数据处理。
系统概述数字电压表是将被测模拟量转换为数字量,并进行实时数字显示的数字系统。
数字电压表毕业设计 [文档在线提供]dsfsadfsdf
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毕业设计摘要:本文介绍的是数字电压表的发展背景和利用单片机,A/D转换芯片结合的方法设计一个直流数字电压表。
它的具体功能是:最高量程为200V,分三个档位量程,即2V,20V,200V,可以通过调档开关来实现各个档位。
当测得电压的数值小于1V时,系统会自动的将电压数值转换为以mV为电压单位的电压值。
并且通过按键的方法能够测得后五秒的平均电压值。
目录一.数字电压表简介: (3)二.数字电压设计两种方案简介: (4)1.由数字电路及芯片构建。
(4)2.由单片机系统及A/D转换芯片构建。
(5)三.单片机简介及本设计单片机的选择 (5)1.常用单片机的特点比较及本设计单片机的选择 (5)2.本设计使用的单片机的简介 (6)四.各种显示器件的介绍和选择 (7)1.常用显示器件简介 (7)2.1602液晶的参数资料 (8)五.模数(A/D)转换芯片的选择 (10)1.常用的A/D芯片简介 (10)2.模数(A/D)芯片TLC2543的资料 (11)六.总体设计 (13)七.硬件电路系统模块的设计 (14)八.系统软件的设计 (18)1.汇编语言和C语言的特点及选择 (18)2.主程序设计 (18)九.系统的调试 (26)1.硬件调试 (26)2.软件调试 (26)十.总结 (27)参考文献 (28)一.数字电压表简介: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。
基于_单片机的简易数字直流电压表毕业设计

基于MCS-51单片机的简易数字直流电压表设计设计一个简易数字直流电压表。
(量程0V-2V、测量速度为大于等于2 次/秒、测量误差在±0.05V以内,有超限报警、数码管显示。
)1:系统设计(1)分析任务要求,写出系统整体设计思路从试题的要求分析,主要包括的内容为ADC 转换电路的控制、采用定时器定时读取ADC 转换器的数据、将ADC 转换器的数据计算为对应的电压值,最后在数码管上显示出来。
整体设计思路:硬件采用单片机的P0 输出数码管的7 段码,P2 口输出数码管的位控信号。
用P1 的三个I/O 管脚连接ADC 转换器的接口,通过查询定时器T0 中断标志是否有效来启动ADC 转换器的工作,并读取ADC 转换器的转换结果。
然后,根据ADC 转换器的参考电压将ADC 转换器的转换结果计算为对应的电压值,并在数码管上显示出来。
(2)选择单片机型号和所需外围器件型号,设计单片机硬件电路原理图采用MCS51 系列单片机At89S51 作为主控制器,外围电路器件包括数码管驱动、AD 转换器TLC549、基准电压TL431 等。
数码管驱动采用2 个四联共阴极数码管显示,由于单片机驱动能力有限,采用74HC244 作为数码管的驱动。
在74HC244 的7 段码输出线上串联100 欧姆电阻起限流作用。
AD 转换器的参考电压由精密基准电源TL431 提供,标准参考电压Vref+为2.5 伏, Vref-为0 伏。
由于0V-2V 内的测量误差控制在±0.05V 内,因此8 位A/D 转换器即可满足要求。
AD 转换器TLC549是以8 位开关电容逐次逼近A/D 转换器为基础而构造的CMOS A/D 转换器。
它们设计成能通过3态数据输出和模拟输入与微处理器或外围设备串行接口。
TLC549 仅用输入/输出时钟(I/O CLOCK)和芯片选择(CS)输入作数据控制。
TLC549 的IO CLOCK 输入频率最高可达1.1MHz。
毕业设计论文-数字电压表

河南理工大学万方科技学院本科毕业论文摘要本文介绍一种以89C52单片机为主要控制器件,采用ICL7135高精度、双积分A/D转换器的一种电压测量电路。
主要包括硬件电路设计和系统程序设计。
硬件电路主要包括数据采集模块,数据处理模块(单片机系统)和输出显示模块。
在数据采集模块中,主要是在对电压信号采样前,用放大器进行预处理,后采用双积型A/D转换器ICL7135进行转换,将转换得到的信号送入单片机中。
在数据处理模块(单片机系统)中,主要是通过89C52单片机将A/D转换后得到的信号进行处理。
显示模块中,采用LCD液晶模块1602显示。
在软件设计方面,主要包括初始化程序,中断程序,档位选择程序和显示程序等几个子程序模块。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路,介绍了双积分电路的原理,89C52的特点,ICL7135的功能和应用,LCD1602的功能和应用。
该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。
适用于人们的日常生活及工农业生产中用于电压的检测。
关键词:单片机,A/D转换器,液晶模块本科毕业论文AbstractThe paper introduced one kind new method about digital voltmeter that take the Micro Controller Unit 89C52 as the primary control component and using high-precision ,double integral A/D converter ICL7135 circuit . Mainly included the design of the hardware electric circuit and the design of the software system. Hardware circuit including data acquisition module, data-processing module (MCU System) and output display module. In data acquisition modules, before sample the voltage signal, pretreatment with amplifier, after through double integrating A / D converter ICL7135 conversion, the signal has been converted was take into the Micro Controller Unit 89C52. In the data processing module (MCU System), mainly through the Micro Controller Unit 89C52 process the signal which after A / D converter. In the display module, using LCD module 1602 display the voltages.In software system design, including the initialization procedures, the interrupt procedures, the selection of the range of voltage procedures and the display procedures, and several other subroutine modules.Key words: Finance director general system Chief financial official state-owned business enterprise河南理工大学万方科技学院本科毕业论文目录前言 (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 (11)1.5 A/D模块的方案与分析 (11)1.5.1 芯片的选择 (11)1.5.2 实现方法介绍 (12)1.5.3 A/D模块流程图 (14)1.6 数据处理及控制模块 (14)1.6.1 芯片选择 (14)1.6.2 实现方法介绍 (15)1.6.3 数据处理及控制模块流程图 (15)1.7 显示模块 (16)1.7.1 芯片选择 (16)1.7.2 实现方法介绍 (16)2 硬件设计 (17)2.1 数据输入模块原理图 (18)2.2 A/D模块原理图 (19)2.3 控制模块原理图 (21)2.4 显示模块原理图 (22)3 软件设计 (24)3.1 主程序流程图 (24)3.2 子程序介绍 (25)3.2.1 初始化程序 (25)3.2.2 中断子程序 (25)3.2.3 档位选择子程序 (26)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 (32)4.2.1 ICL7135 芯片简介 (32)4.2.2 引脚功能说明 (33)4.3 LCD1602功能简介 (36)4.3.1 LCD1602芯片简介 (36)4.3.2 引脚功能说明 (36)4.4 CD4052的功能介绍 (39)4.4.1 CD4052芯片简介 (39)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 (42)4.6.1 OP07的功能简介 (42)4.6.2 引脚功能说明 (42)结论 (44)致谢 (46)参考文献 (47)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。
数字电压表的设计毕业设计

数字电压表的设计毕业设计1000字数字电压表是一种常见的测试仪器,用于测量电路中的电压值。
本文将介绍数字电压表的设计。
一、功能需求数字电压表需要能够测量 0~30V 的电压,并以数字形式显示。
为了保证精确度和稳定性,需要实现自动调零和自动校准功能。
同时,还需要设计一个电源电路,用于提供适当的电压和电流。
二、硬件设计数字电压表由三个主要部分组成:信号采集部分、处理器部分和显示部分。
1. 信号采集部分该部分负责采集输入电路的电压信号,并将其转换为数字信号。
通常采用差分放大器、反相输入基准电压和模数转换器(ADC)进行电压信号的采集和转换。
需要注意的是,差分放大器的增益要合适,以确保在输入信号变化时输出的电压范围不会超过 ADC 的输入范围。
为了提高精度,还需要使用低温漂(LTC)和高精度电阻。
2. 处理器部分该部分负责对采集到的数字信号进行处理,并将结果存储在内存中,以便后续的显示。
通常采用单片微处理器(MCU)进行实现。
需要注意的是,为了提高精度,需要使用高倍频的系统时钟,并对 ADC 的参考电压进行精细调整。
3. 显示部分该部分负责将数字结果转换为以数码管形式显示。
可以使用驱动 IC 和共阴极的数码管来实现。
需要注意的是,为了消除闪烁现象,需要以高速刷新数码管的方式来显示结果。
三、软件设计数字电压表的软件设计主要涉及到 ADC 的驱动、信号处理、数码管控制和定时器中断等方面。
1. ADC 的驱动通过配置 ADC 控制寄存器,可以实现 ADC 的开始、停止和中断等功能。
在 ADC 采样结束后,需要将转换结果从 ADC 的数据寄存器中读取出来,并进行后续的信号处理。
2. 信号处理采集到的电压信号需要进行比例转换、补偿和滤波等处理,以提高精度和稳定性。
通常采用移位运算、插值算法和卡尔曼滤波等方法进行处理。
3. 数码管控制通过配置端口控制寄存器,可以实现数码管的亮度、颜色和控制模式等功能。
通常采用高速刷新数码管的方式来消除闪烁现象。
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毕业设计摘要:本文介绍的是数字电压表的发展背景和利用单片机,A/D转换芯片结合的方法设计一个直流数字电压表。
它的具体功能是:最高量程为200V,分三个档位量程,即2V,20V,200V,可以通过调档开关来实现各个档位。
当测得电压的数值小于1V时,系统会自动的将电压数值转换为以mV为电压单位的电压值。
并且通过按键的方法能够测得后五秒的平均电压值。
目录一.数字电压表简介: (3)二.数字电压设计两种方案简介: (4)1.由数字电路及芯片构建。
(4)2.由单片机系统及A/D转换芯片构建。
(5)三.单片机简介及本设计单片机的选择 (5)1.常用单片机的特点比较及本设计单片机的选择 (5)2.本设计使用的单片机的简介 (6)四.各种显示器件的介绍和选择 (7)1.常用显示器件简介 (7)2.1602液晶的参数资料 (8)五.模数(A/D)转换芯片的选择 (10)1.常用的A/D芯片简介 (10)2.模数(A/D)芯片TLC2543的资料 (11)六.总体设计 (13)七.硬件电路系统模块的设计 (14)八.系统软件的设计 (18)1.汇编语言和C语言的特点及选择 (18)2.主程序设计 (18)九.系统的调试 (29)1.硬件调试 (29)2.软件调试 (30)十.总结 (30)参考文献 (31)一.数字电压表简介: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,电压、电流和频率是最基本的三个被测量。
其中,电压量的测量最为经常。
而且随着电子技术的发展,更是经常需要测量高精度的电压,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。
二.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。
1.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/D转换器是它的核心器件,它将输入的模拟量转换成数字量。
模拟电路和数字电路是相互联系的,由逻辑控制电路产生控制信号,按规定的时序将A/D转换器中个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段码,最后驱动显示器显示出相应的数值。
此方案设计其优点是,设计成本低,能够满足一般的电压测量。
但设计不灵活,都是采用纯硬件电路。
很难将其在原有的基础上进行扩展。
2.由单片机系统及A/D转换芯片构建。
这种方案是利用单片机系统与模数转换芯片、显示模块等的结合构建数字电压表。
由于单片机的发展已经成熟,利用单片机系统的软硬件结合,可以组装出许多的应用电路来。
此方案的原理是模数(A/D)转换芯片的基准电压端,被测量电压输入端分别输入基准电压和被测电压。
模数(A/D)转换芯片将被测量电压输入端所采集到的模拟电压信号转换成相应的数字信号,然后通过对单片机系统进行软件编程,使单片机系统能按规定的时序来采集这些数字信号,通过一定的算法计算出被测量电压的值。
最后单片机系统将计算好了的被测电压值按一定的时序送入显示电路模块加以显示。
此方案不仅能够继承上一种方案的各种优点,还能改进上一种设计方案设计不灵活,难与在原基础上进行功能扩展等不足。
三.单片机简介及本设计单片机的选择1.常用单片机的特点比较及本设计单片机的选择综合上一章提到的两种设计方案的各方面优点及其在现在的所设计电压表的实用性,我们选择第二种电压表设计方案,即由单片机系统及数字芯片构建的方法来我们本次设计。
在这一设计中,我们涉及到了一个关键系统模块——单片机系统模块,而目前单片机的种类是很繁多的,主要有主流的8位单片机和高性能的32位单片机,结合本设计各方面因素,8位单片机对于本设计已经是绰绰有余了,但将用哪一种类8的单片机呢。
在这里,不得不先简单的介绍一下几种常用的8单片机。
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统,具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU,内存,总线系统等。
而目前常用的单片机的8位有51系列单片机,AVR单片机,PIC单片机。
应用最广的8位单片机还是intel的51系列单片机。
51系列单片机的特点是:硬件结构合理,指令系统规范,加之生产历史悠久,世界有许多芯片公司都买了51的芯片核心专利技术,并在其基础上扩充其性能,使得芯片的运行速度变得更快,性价比更高。
AVR单片机是atmel公司推出较新的单片机,它的显著特点是:高性能,低功能,高速度,指令单周期为主,但性格方面比51单片机要高。
有专门的I/O 方向寄存器。
虽然有转强的驱动电压,但I/O口使用不比51单片机方便。
PIC单片机系列是美国微芯公司的产品,也是市面上增长最快的单片机之一,属精简指令集单片机,其特点是:高速度,高性能,但在性格方面比51单片机要高,也有专门的I/O方向寄存器,I/O口使用不比51单片机方便。
综合以上各种单片机的基本性能及本设计的满足需要,我们将选择51系列单片机。
2.本设计使用的单片机的简介本设计中选用是51系列的AT89C52,它是低电压、低功耗、高性能的CMOS8位单片机,片内含8KB的可反复擦写的只读程序存储器和256B的随机存取数据存储器,32个I/O口线,3个16位定时/计数器,片内振荡器及时钟电路,并与MCS-51系列单片机兼容。
在设计中,单片机起着连接硬件电路与程序运行及存储数据的任务,一方面,它将A/D转换器、显示器和语音芯片等通过I/O口地址线和数据线连接起来;另一方面,它将用户下载的程序通过控制总线控制数据的输入输出,从而实现册电压的功能。
四.各种显示器件的介绍和选择1.常用显示器件简介本次设计中有显示模块,而常用的显示器件比较多,有数码管,LED点阵,1602液晶,12864液晶等。
数码管是最常用的一种显示器件,它是由几个发光二极管组成的8字段显示器件,其特点是价格非常的便宜,使用也非常的方便,显示效果非常的清楚。
小电流下可以驱动每光,发光响应时间极短,体积小,重量轻,抗冲击性能好,寿命长。
但数码管只能是显示0——9的数据。
不能够显示字符。
这也是数码管的不足之处。
LED点阵显示器件是由好多个发光二极管组成的。
具有高亮度,功耗低,视角大,寿命长,耐湿,冷,热等特点,LED点阵显示器件可以显示数字,英文字符,中文字符等。
但用LED点阵显示的软件程序设计比较麻烦。
1602液晶是工业字符型液晶,能够同时显示16*2即32个字符。
1602液晶模块内部的字符发生存储器已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码。
使用时直接编写软件程序按一定的时序驱动即可。
它的特点是显示字迹清楚,价格相对便宜。
12864液晶也是一种工业字符型液晶,它不仅能够显示1602液晶所可以显示的字符,数字等信息,而且还可以显示8*4个中文汉字和一些简单的图片,显示信息也非常的清楚。
使用时也直接编写软件程序按一定的时序驱动即可。
不过它的价格比1602液晶贵了很多。
在本设计中,我们只需要显示最后电压的数字值和电压的单位,综合上面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。
也不是理解的显示器件。
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。