基于单片机的高精度数字电压表设计与实现

0 下载量 24 浏览量 更新于2024-06-24 收藏 352KB DOC 举报
本篇学位论文主要探讨的是基于单片机系统的数字电压表的设计与实现。设计目标在于开发一个能够精确测量电压的数字仪表,以适应现代电子技术对高精度测量的需求,尤其是在数字化时代,传统指针式电压表的局限性日益明显。 论文首先阐述了设计的目的与功能要求。设计目的是为了提升测量精度,提高效率,同时具备抗干扰性和可扩展性。功能要求包括读数准确、显示清晰、响应快速,以及能够与PC进行实时通信,满足多功能和通用性的需求。 在总体设计部分,作者详细描述了系统设计和实施方案,包括采用单片机作为核心控制单元,A/D转换器用于将模拟电压信号转化为数字信号,以及显示电路、晶振电路等硬件组成部分。单片机的选择和各电路模块的介绍是硬件设计的关键环节,展示了设计者的精心考虑和对技术选型的掌握。 软件设计则是论文的重点之一,涉及汇编流程图的绘制,如主程序流程、A/D转换测量程序和显示程序的控制流程。汇编程序清单详细列出了各个程序段的代码,程序说明则对每一步操作进行了详尽的解释,确保了代码的可理解和执行。 论文还强调了调试与仿真的重要性,通过这个过程,设计者能够验证硬件和软件的协同工作效果,确保最终产品的性能和稳定性。最后,设计者分享了设计过程中的总结和致谢,以及参考了相关的研究文献,这些文献为理论支持和技术进步提供了依据。 这篇论文不仅深入剖析了数字电压表的工作原理和设计过程,还展现了单片机在其中的重要作用以及数字化测量技术的进步。对于电子工程专业学生和工程师来说,这是一篇具有实用价值和技术深度的研究成果。
2023-02-27 上传
基于单片机的电子产品设计与制作实训报告书 数字电压表 院 部: 专 业: 姓 名: 学 号: 指导老师: 目 录 概述................... .......... .......... .......... .. 3 一.设计目的与功能要求. ......... .......... ......... .......... ......... .......... .......4 §1.1设计目的…………………………………………4 §1.2功能要求 4 二.总体设计 4 §2.1 系统设计………………………………………..4 §2.2设计方案……………………………………………5 §2.3总体设计框图……………………………………5 三.设计原理图 6 四.硬件电路设计 6 §4.1核心元器件介绍 6 §4.1.1芯片介绍 6 §4.1.2其它部分简介.....................................12 1.四位八段共阴极数码管...............................................12 2.模拟电压输入部分......................................13 五.软件设计……………………………………………13 §5.1 汇编流程图.....................................................14 §5.2汇编程序清单.....................................................15 §5.3 程序说明.......................................................15 六.调试仿真…...........................................................16 七.设计总结与致谢.............................18 <参考文献>.............................................19 概述 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。数字电压表简称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。由于数字式仪器具有读数 准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用[1]。 传统的指针式刻度电压表功能单一,进度低,容易引起视差和视觉疲劳,因而不能满 足数字化时代的需要。采用单片机的数字电压表,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,从而精度高、抗干扰能力强,可扩展性强、集成方 便,还可与PC实时通信。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础[2]。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。目 前,由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。 最近的几十年来,随着半导体技术、集成电路(IC)和微处理器技术的发展,数字电 路和数字化测量技术也有了巨大的进步,从而促使了数字电压表的快速发展,并不断出 现新的类型[4]。数字电压表从1952年问世以来,经历了不断改进的过程,从最早采用继 电器、电子管和形式发展到了现在的全固态化、集成化(IC化),另一方面,精度也从 0.01%-0.005%。 目前,数字电压表的内部核心部件是A/D转换器,转换的精度很大程度上影响着数字 电压表的准确度,因而,以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面[3 ]。 本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容,本系统主要包括三大模块:转换模 块、数据处理模块及显示模块。其中,A/D转换采用ADC0808对输入的模拟信号进行转换 ,控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算处理,最后驱动输出装置LED显示数字电压 信号[11]。 1. 设计目的与功能要求 §1.1 设计目的 利用单片机及ADC0809核心元件制作3位数字电压表,更好地学习掌握ADC0809的工作 原理及A/D的转换编程方法。 §1.2功能要求 利用ADC0809设计实现数字电压表的测量值为0~5V,用电位器模拟ADC0809的输入电 压,用3位数码管显示,实时模拟数字电压表。 二.总体设计 §2.1系统设计 主要分为两部分:硬件电路及软件程序。硬件电路包括:单片机及外围电路,模拟 信号采集电路,A/D转换电路,数码管显示电路,各部分电路的衔接。软件的程序