数字电压表开题报告

陕西理工学院毕业设计（论文）开题报告
课题名称数字电压表的设计与制作
课题来源教师科研课题类型实验研究型指导教师陈正涛
姓名张保全院系电信工程系班级通信07（3）班选题的背景和意义：
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1-2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。

DVM的高速发展，使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表，数字化是当前计量仪器发展的主要方向之一，而高准度的DC-DVC的出现，又使DVM进入了精密标准测量领域。

随着现代化技术的不断发展，数字电压表的功能和种类将越来越强，越来越多，其使用范围也会越来越广泛。

采用智能化的数字仪器也将是必然的趋势，它们将不仅能提高测量准确度，而且能提高电测量技术的自动化程序，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。

从而提高计量检定人员的工作效率。

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。

研究的基本内容和拟解决的主要问题：
数字电压表基本原理：本设计采用AT89S51单片机芯片配合ADC0809模/数转换芯片构成一个建议的数字电压表。

该电路通过ADC0809芯片采样输入口IN0输入的0~5V的模拟量电压，经过模/数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道D0~D7传送给AT89S51芯片的P0口。

该电压表的测量电路主要由三个模块组成：A/D转换模块、数据处理模块及显示控制模块。

A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到数据处理模块。

数据处理则由芯片AT89S51来完成，其负责把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示段码，并通过其P1口传送给数码管显示出来。

同时它还通过其三位I/O口P3.0、P3.1
、P3.2产生位选信号，控制数码管的亮灭。

另外，AT89S51还控制着ADC0809的工作。

显示模块主要由7段数码管组成，显示测量到的电压值。

课题主要内容：
（1）了解数字电压表的基本概念和原理，熟悉不同量程方法之间的差别和其实现方法。

（2）熟悉数字电压表的体系结构、实现方法及其原理。

（3）掌握数字电压表的各主要性能指标。

课题的主要要求：
（1）数字电压表测量范围：0~5v。

（2）绘制数字电压表相关原理图，框图。

（3）利用软/硬件编程，然后仿真以及下载论证。

课题研究预期目标：简易数字电压表可以测量0～5V的8路输入电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示
研究方法及措施：
1．内容：
1) 键盘管理程序(包括键扫描、键处理程序)。

(2) LED动态显示程序。

(3) 各通道轮流显示，共显示8个通道。

(4) 单通道显示，仅显示指定通道电压，并保持到其他功能键按下；并能实现串口通信。

2．思路：
数字电压表（DVM ）是利用模拟/数字交换器（A/D ）原理，将模拟信号转换为数字信号。

然后再由数码管显示出来。

（1）数字电压表设计框图：
（2）软件主程序流程图
整个主程序就是在A/D 转换，数据处理及显示程序循环执行
电压采集模块
A /D 转
接 口 模 块
显示模块
支流稳压电源
开始
初始化
调用A/D转换程序
调用数据处理程序
调用显示程序
3、研究方法及措施：
A/D转换模块
方案一：A/D转换器采用ICL7071型三位半显示的芯片，输入信号，流经取样与电路取样后送到ICL7071型三位半A/D转换器，只需要很少的简单的外围元件，就可组成数字电流表模块，直接驱动三位半LED显示器显示，最后输入电流在现实部分显示。

这块是用LED数字表，最大的确定就是数字乱跳不稳定
方案二：采用ADC0809转换芯片，其中A/D转换器用于实现模拟量数字量的转换，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100vs，模拟输入电压范围为0V~5V，不需零点和满刻度校准，功耗低，约15mW。

转换速度快而且精度高价格低廉所以选择用ADC0809
接口模块：
方案一：实用数字电路实现，采用译码芯片CD4543作为借口芯片，这种方案实现功能但是稳定性不高结构复杂
方案二：采用AT89S51单片机作为系统的控制单元，通过A/D转换将被测值转换为数字量送入单片机中再有单片机来送显，此方案各类功能易于实现，成本低功耗低显示稳定
为了完成这次毕业设计，首先在导师的帮助下了解掌握课题的内容和所需要研究的对象，然后查阅学校图书馆的资料和搜索下载网上有关资料，再对资料进行整理、
理解。

在平时利用自己的电脑学习软件和电气系提供的实验室作系统调试、仿真，当完成足够的理论学习并成功仿真后，最后进行毕业设计论文的编写。

进度计划：
08学年第一学期：
第7周～第9周，完成文献综述、外文翻译，并形成设计基本方案。

第10周，上交任务书、文献综述、外文翻译原文、开题记录纸、开题报告。

第11周，学生完成总体方案论证。

学生列出元器件清单，并购买元器件。

第12周～第18周，单元电路制作，系统设计、安装与调试。

第19周，学院组织教师进行系统验收。

寒假：学生完成毕业论文初稿。

08学年第二学期：
第1周上交毕业论文初稿、外文翻译译文。

第2周～第3周，在教师指导下进行毕业论文初稿及其它相关资料修改，完成第二、三稿。

第3-4周，学生完成设计论文终稿,毕业答辩。

主要参考文献：
[1] 徐爱钧．智能化测量控制仪表原理与设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2004，56-123．
[2] 天津市计算机学会单片机分会，2003年全国单片机及嵌如入式系统学术年会论文集[C]．北京：
北京航空航天大学出版社，2003，790-794．
[3] 李光飞，楼然苗．单片机课程设计实例指导[M] ．北京：北京航空航天大学出版社，2004，1-12．
[4] 余永权．ATMEL89系列单片机应用技术[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2002，103-110．
[5] 杨文龙．单片机原理及应用[M]．西安：西安电子科技大学出版社，1998，62-80．
[6] 黄继昌．电子元器件应用手册[M]．北京：人民邮电出版社，2004，165-204．
[7] 刘文涛．单片机应用开发实例[M]．北京：清华大学出版社，2005，16-31．
[8] 孙涵芳，徐爱卿．MCS-51系列单片机原理及应用[M]．北京：北京航空航天大学出版社，1998，
[9] 范立南，李雪飞，尹授远．单片微型计算机控制系统设计[M]．北京：人民邮电出版社，2004，
[10] 李刚，林凌．与8051兼容的高性能、高速单片机[M]．北京：北京航空航天大学出版，2002．
[11] 周航慈．PHILIPS51PC系列单片机原理及应用设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2002，
[12] 阎石．数字电子技术基础[M]．北京：高等教育出版社，1998，475-490．
[13] J. Frank. Instrumentation for Process Measurement and Control[M]. BEIJING: Science Publishing
House.2000, 60-79.
[14] He Jian-jun, Yu Shou-yi. Temperature Intelligent Control System of Large-Scale Standing Quench
Furnace[J].Journal of Electronic Science and Technology of China, 2005,(1),72-88.
指导教师意见：
指导教师（签名）
年月日
专业系意见：
专业系领导（签名）
年月日二级学院审核意见：
二级学院领导（签名）
二级学院（公章）年月日。