基于avratmega16數(shù)字式直流電壓表設(shè)計(jì)

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1、基于AVR_atmega16簡(jiǎn)易數(shù)字式直流電壓表的設(shè)計(jì)摘?????要?????????本設(shè)計(jì)是基于ATmega16單片機(jī)開發(fā)平臺(tái)和自動(dòng)控制原理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的一種數(shù)字電壓表系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用ATmega16單片機(jī)作為控制核心，以MAX187為數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)被測(cè)電壓的數(shù)據(jù)采樣；使用系列比較器檢測(cè)輸入電壓的范圍，并通過(guò)繼電器陣列實(shí)現(xiàn)了輸入量程的自動(dòng)轉(zhuǎn)換；使用HS1602ALCD液晶顯示器顯示被測(cè)電壓。關(guān)鍵詞量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換?????電壓檢測(cè)?????MAX187?????ATmega16?????LCD顯示目??????錄一、課程設(shè)計(jì)目的二、

2、用途及功能三、硬件設(shè)計(jì)思想和電路原理圖1.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與框圖2.實(shí)際電路圖2.1單片機(jī)系統(tǒng)2.2AD轉(zhuǎn)換電路2.3信號(hào)調(diào)理模塊2.4繼電器模塊2.5LCD顯示電路3.總體設(shè)計(jì)電路圖4.硬件單元的使用四、軟件設(shè)計(jì)與流程1.系統(tǒng)軟件介紹2.軟件程序流程圖3.軟件功能五、系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程及測(cè)試數(shù)據(jù)六、設(shè)計(jì)所需的全部資源七、成員分工和工作情況八、參考文獻(xiàn)九、附錄一、課程設(shè)計(jì)目的1.實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換量程的數(shù)字電壓表。2.通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)加深對(duì)單片機(jī)課程的全面認(rèn)識(shí)和掌握。3.鍛煉通過(guò)自學(xué)與自己探索的方式解決問(wèn)題的能力。4.通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)將單片機(jī)軟硬件結(jié)

3、合起來(lái)對(duì)程序進(jìn)行編輯，校驗(yàn)，鍛煉實(shí)踐能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。5.鍛煉團(tuán)隊(duì)分工合作與協(xié)調(diào)能力。二、用途及功能根據(jù)待測(cè)電壓的不同，自動(dòng)切換量程并檢測(cè)電壓的大小。三、硬件設(shè)計(jì)思想和電路原理圖1.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與框圖本系統(tǒng)采用ATMEGAL16L單片機(jī)作為控制核心，以12位的A/D轉(zhuǎn)換MAX187為數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)被測(cè)電壓的高精度數(shù)據(jù)采集與顯示。2.實(shí)際電路圖2.1單片機(jī)系統(tǒng)本設(shè)計(jì)是以ATMEGA16L單片機(jī)為控制核心,其外圍接口電路如圖所示。單片機(jī)的PA口主要用于信號(hào)檢測(cè)，PB口用于繼電器控制，PC口用于按鍵輸入、過(guò)壓報(bào)警等，PD口用于液

4、晶顯示。2.2AD轉(zhuǎn)換電路我們利用MAX187作為AD數(shù)據(jù)采樣器件,它是串行接口方式的A/D轉(zhuǎn)換器，僅有8個(gè)引腳，外圍接線很少。體積小、速度快、精度高。2.3信號(hào)調(diào)理模塊該部分主要實(shí)現(xiàn)的功能是自動(dòng)量程切換和電壓變換，模塊主要由電壓極性檢測(cè)電路、電壓范圍粗測(cè)電路、電壓變換電路、繼電器模塊四部分組成。2.3.1電壓極性檢測(cè)電路電壓極性檢測(cè)電路采用過(guò)零比較器檢測(cè)負(fù)電壓的方式實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)算放大器LM324的反向端接地，同向端通過(guò)100K電阻接輸入信號(hào)。2.3.2電壓范圍粗測(cè)電路為了粗略地得到被測(cè)量的電壓范圍我們采用多組比較器的方式，通過(guò)階梯式比

5、較的方法確定輸入電壓的范圍。2.3.3量程切換電路電路由衰減電阻、切換繼電器和運(yùn)算放大器組成，對(duì)應(yīng)的是衰減1/2、1/3、1/4和無(wú)零漂放大50倍，切換電路如圖所示。電壓變換到0-5V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后，再由A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)行采樣，最后由單片機(jī)算法還原。2.4繼電器模塊我們采用了八個(gè)繼電器實(shí)現(xiàn)量程的自動(dòng)切換，其動(dòng)作由單片機(jī)PB口控制。2.5LCD顯示電路采用字符型液晶模塊HS1602與單片機(jī)的接口和編程的方法顯示測(cè)量的電壓大小、極性、峰值。3.總體設(shè)計(jì)電路圖4.硬件單元的使用將待測(cè)電壓輸入，首先進(jìn)行極性判斷，輸入單片機(jī)。然后對(duì)繼電器8進(jìn)行控制，正

6、電壓不工作，負(fù)電壓接通常斷進(jìn)行電壓反向。輸入電壓粗測(cè)電路判斷電壓范圍并輸入單片機(jī)。根據(jù)輸入端控制繼電器1，2，3，4，5，進(jìn)行電壓增減。繼電器6根據(jù)極性接通，使正電壓輸入A/D轉(zhuǎn)換器MAX187進(jìn)行測(cè)量并輸入單片機(jī)。最后輸入到LCD顯示測(cè)量結(jié)果。四、軟件設(shè)計(jì)與流程1.系統(tǒng)軟件介紹軟件部分采用模塊化程序設(shè)計(jì)的方法，由單片機(jī)控制主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、電壓檢測(cè)及繼電器控制程序、液晶顯示組成。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是在C編譯環(huán)境下進(jìn)行的，由于C語(yǔ)言程序可移植性好，所以提高了編程的效率。2.軟件程序流程圖3.軟件功能PC0首先接收數(shù)據(jù)，據(jù)此控制PC6

7、,PC7實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換，保證正電壓輸出。PB0,PB1,PB2,PB3,PA6的輸入值通過(guò)PA1,PA2,PA3,PA4,PA5控制繼電器1，2，3，4，5實(shí)現(xiàn)電壓增減并輸入A/D轉(zhuǎn)換器MAX187進(jìn)行測(cè)量。最后輸入PB4,PB6,PB7并由PD4,PD5,PD6,PD7輸入LCD顯示。五、系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程及測(cè)試數(shù)據(jù)由于開發(fā)板無(wú)法連接計(jì)算機(jī)，不能進(jìn)行燒錄，項(xiàng)目未完成。六、設(shè)計(jì)所需的全部資源ATmega16L,MAX187,LM324,OP07,繼電器，電阻，導(dǎo)線，電容，三極管9013七、成員分工和工作情況劉同川：主要負(fù)責(zé)硬件連接及部分后期工

8、作劉?。褐饕?fù)責(zé)電路設(shè)計(jì)，硬件排布以及各種資料的制作龍世同：主要負(fù)責(zé)程序編寫工作基本上由三人共同承擔(dān)，貢獻(xiàn)相當(dāng)八、參考文獻(xiàn)（一）網(wǎng)站資料http://www.avrvi.sdu.edu.cn?http://www.atm