基于单片机的数字式电压表开题报告

 2022-09-21 09:34:49

1. 研究目的与意义

电压是我们在工业控制中经常需要检查的量。

然而我们通常直接测量的电压是模拟信号。

而微处理器能够处理的信号却是数字信号。

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2. 课题关键问题和重难点

本设计要求以单片机为基础设计数字电压表。通过设计熟悉A/D转换原理、51系列单片机的使用和LED数码管的使用方法、译码、显示过程。 功能要求为:1.实现三位数码管动态显示。 2.电压表的量程范围为0-5V。 3.精确到小数点后两位。 4.数字电压表的LED数码管上实时显示相应电压值。

本系统主要通过硬件设计、软件编程手段来实现功能。根据设计要求用Proteus仿真软件绘制出能完成设计功能电路图。根据电路图编写程序控制单片机,使单片机控制A/D转换器进行模数转换,并在LED上面显示出对应的电压值。编写程序可以选用汇编语言或者C语言,C语言与汇编语言相比具有简洁紧凑、灵活方便运算符丰富等优点,很适合用于该系统的设计。程序经过Proteus仿真无误后,根据电路图,在电路板上焊接出相应功能的电路。

研究重点: 1.单片机控制模块 2.实物制作的误差控制与调试。研究难点: 1.软件程序的编写 2.如何提高测量的精度以及误差的控制

3. 国内外研究现状(文献综述)

1简介 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。传统的指针式电压表功能单一、精度低,不能满足数字化时代的需求,采用单片机的数字电压表,由精度高、抗干扰能力强,可扩展性强、集成方便,还可与PC进行实时通信。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、自动测试系统等智能化测量领域,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。 数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础,电压表的数字化是将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示,这有别于传统的以指针加刻度盘进行读数的方法,避免了读数的视差和视觉疲劳。目前数字电压表的内部核心部件是A/D转换器,转换器的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度,本文A/D转换器采用ICL7135高精度、双积分A/D对输人模拟信号进行转换,控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算和处理,最后驱动输出装置显示数字电压信号。 数字电压表(数字面板表)是当前电子、电工、仪器、仪表和测量领域大量使用的一种基本测量工具有关数字电压表的书籍和应用已经非常普及了。数字电压表的主要技术指标:测量范围、输入阻抗、显示位数、测量速度、分辨率。

2数字电压表的几种类型 DVM的种类有多种,分类方法也很多,有按位数分的,如3/2位、5位、8位;有按测量速度分的,如高速、低速;有按体积、重量分的,如袖珍式、便携式、台式。但通常是按A/D转换方式的不同将DVM分成两大类,一类是直接转换型,也称比较型;另一类是间接转换型,又称积分型,包括电压-时间变换(VT变换)和电压-频率变换(V-f变换)。

数字电压表的设计和开发,已经有多种类型和款式。传统的数字电压表各有特点,它们适合在现场做手工测量,要完成远程测量并要对测量数据做进一步处理,传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表,既可以完成测量数据的传递,又可借助PC做测量数据的处理。所以这种类型的数字电压表无论在功能和实际上,都具有传统数字电压表无法比拟的特点,这使得它的开发和应用具有良好的前景。

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4. 研究方案

单片机数字电压表的系统程序包括主程序、A/D转换程序和显示程序。主程序包括初始化部分、调用A/D转换子程序和调用显示程序。

软件整体流程图

5. 工作计划

第1周:制定工作计划,掌握课题任务要求,基本资料查阅、相关资料阅读学习;

第2周:需求分析,确定设计方案,资料译文提交;

第3周:查阅相关文献,掌握相关原理和单元电路模块,初步设计完成整体电路设计并完成开题报告;

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