“基于单片机的数字电压表设计”开题报告.doc

河北联合大学轻工学院 本科生毕业设计开题报告 题 目： 基于单片机的数字电压表的设计 学 部： 信息科学与技术部 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 2015年 3月 24日 一、选题背景： 数字电压表（Digital Voltmeter）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。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。 二、设计方案 数字电压表的设计即将连续的模拟电压信号经过A/D转换器转换成二进制数值，再经由单片机软件编程转换成十进制数值并通过数据显示模块显示出来。 将一片ADC0809必要的外围器件与AT80C51进行接口连接，设计一个数字电压表，可以能对IN0所输入的模拟电压进行识别，将其转换成相应的二进制数并以数码管的形式显示；用万用表测量IN0输入的模拟电压值，并与转换结果进行对比，计算测量，流程图如下： 按照毕业设计要求，中央控制系统采用AT89C51单片机，A/D转换模块采用ADC0809芯片。 系统通过软件设置单片机的内部定时器T1产生中断信号。通过片选选择8路通道中的一路，将该路电压送入ADC0809的EOC端口产生高电平，同时将ADC0809的OE端口置为高电平，单片机将转换后结果存到片内RAM。系统调出转换显示程序，将转换为二进制的数据再转换成十进制数并输出到数据显示电路，最后将相应电压显示出来。 数字电压表系统硬件设计框图 三、进度安排 2015.3.1-2015.3.31：复习单片机相关内容，通过理论研究，查找资料，写出开题报告。 2015.3.31-2015.4.15：进一步学习理论基础分析和方案对比，了解A/D转换器ADCO809的基本性能，掌握AT89C51单片机的基本应用及编程软件的使用，自行设计合适的方案，准备所需器材。 2015.4.15-2015.5.15：掌握ADC0809与AT89C51单片机的接口定义及编程方法，实验性的设计电路，搭建电路，并进行性能测试，无误后进行实物制作。 2015.5.15-2015.5.31：总结，完成毕业设计报告的编写。 2015.5.31-2015.6.15：进行排错、改进，完善毕设，进行设计答辩。 四、参考文献 [1] 张培仁，孙占辉，张村峰。基于c语言编程MCS-51单片机原理与应用[M]。北京：清华大学出版社，2003.28-175 [2] 河桥,段清明,邱春玲。单片机原理及应用[M]。北京：中国铁道出版社，2007。12-43 [3] 徐爱钧《智能化测量控制仪表原理与设