智能直流數(shù)字電壓表的設(shè)計 畢業(yè)論文

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1、畢業(yè)論文（設(shè)計）智能直流數(shù)字電壓表的設(shè)計院部名稱：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級：電氣自動化技術(shù)學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：2011、12、19目錄摘要31引言41.1研究背景及意義41.2單片機(jī)簡介41.3單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢5第一章設(shè)計任務(wù)書6第二章設(shè)計內(nèi)容72.1設(shè)計要求72.1.1功能要求72.1.2項(xiàng)目技術(shù)性能指標(biāo)7第三章系統(tǒng)原理及基本框圖7方案論證73.1電源電路設(shè)計83.2輸入電路設(shè)計93.2.1電路簡介93.3轉(zhuǎn)換電路設(shè)計113.3.1AT89C51單片機(jī)113.3.3AT89C51主要

2、特性：113.3.4ICL7135芯片簡介113.3.5轉(zhuǎn)換器ICL7135113.3.6ICL7135的引腳功能及主要特性123.3.7性能：133.3.8據(jù)輸出方式及數(shù)字部分143.3.9對應(yīng)參數(shù)整定143.4電壓表顯示電路163.4.1電路簡介163.5I/O口分配16第四章軟件設(shè)計174.1時鐘頻率的確定174.2監(jiān)控程序設(shè)計184.3序流程圖:19第五章程序及元件清單225.1程序225.2元器件清單27結(jié)束語28參考文獻(xiàn)28附:電路原理圖29摘要數(shù)字電壓表的誕生打破了傳統(tǒng)電子測量儀器的

3、模式和格局。它顯示清晰直觀、讀數(shù)準(zhǔn)確，采用了先進(jìn)的數(shù)顯技術(shù)，大大地減少了因人為因素所造成的測量誤差事件。數(shù)字電壓表是把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式，并加以顯示的儀表。數(shù)字電壓表把電子技術(shù)、計算技術(shù)、自動化技術(shù)的成果與精密電測量技術(shù)密切的結(jié)合在一起，成為儀器、儀表領(lǐng)域中獨(dú)立而完整的一個分支，數(shù)字電壓表標(biāo)志著電子儀器領(lǐng)域的一場革命，也開創(chuàng)了現(xiàn)代電子測量技術(shù)的先河。電壓測量是電子測量的最基本內(nèi)容之一,電子電路的許多特性，如頻率特性、調(diào)制度、非線性失真系數(shù)等都可以視為電壓的派生量，各種電路的工

4、作狀態(tài)，如諧振、平衡、飽和等，通常都用電壓的形式來反映。電子設(shè)備的各種控制、反饋信號也主要表現(xiàn)為電壓量。本設(shè)計是利用AT89C51單片機(jī)的一種電壓測量電路,該系統(tǒng)除了采用ICL7135高精度、雙積分A/D轉(zhuǎn)換電路外，還增設(shè)了超限報警電路。測量范圍大且可調(diào)量程，LED數(shù)碼管顯示。正文著重給出了軟硬件系統(tǒng)的各部分電路，介紹了雙積分電路的原理，AT89C51的特點(diǎn)，ICL7135的功能和應(yīng)用。關(guān)鍵字：數(shù)字電壓表，AT89C51，ICL7135，雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，測量1引言1.1研究背景及意義數(shù)字電壓表

5、（DigitalVoltmeter）簡稱DVM，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一、精度低，不能滿足數(shù)字化時代的需求，采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，由精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)、集成方便，還可與PC進(jìn)行實(shí)時通信。目前，由各種單片A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域，展示出強(qiáng)大的生命力。新型數(shù)字電壓表以其高準(zhǔn)確度、高可靠性、高分辨率、高性價比等

6、優(yōu)良特性倍受人們的青睞。目前，數(shù)字電壓表作為數(shù)字化儀表的基礎(chǔ)與核心，已被廣泛用于電子和電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心和基礎(chǔ)，電壓表的數(shù)字化是將連續(xù)的模擬量如直流電壓轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的離散的數(shù)字形式并加以顯示，這有別于傳統(tǒng)的以指針加刻度盤進(jìn)行讀數(shù)的方法，避免了讀數(shù)的視差和視覺疲勞。目前數(shù)字萬用表的內(nèi)部核心部件是A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器的精度很大程度上影響著數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度，本設(shè)計雙積分A/D轉(zhuǎn)換器對輸入模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，控制核心AT89C

7、51再對轉(zhuǎn)換的結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算和處理，最后驅(qū)動輸出裝置顯示數(shù)字電壓信號。1.2單片機(jī)簡介單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力(如算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理)的微處理器(CPU)，隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，只讀程序存儲器(ROM)，輸入輸出電路，可能還包括定時計數(shù)器，串行通信口(SCI)，顯示驅(qū)動電路，脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構(gòu)成一個最小而完善的計算機(jī)系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)

8、計者事先規(guī)定的任務(wù)。圖1.1單片機(jī)控制系統(tǒng)的組成?不同的單片機(jī)有著不同的硬件特征和軟件特征，即它們的技術(shù)特征均不盡相同，硬件特征取決于單片機(jī)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，我們要使用某種單片機(jī)，必須了解該型產(chǎn)品是否滿足需要的功能和應(yīng)用系統(tǒng)所要求的特性指標(biāo)。這里的技術(shù)特征包括功能特性、控制特性和電氣特性等等，這些信息需要從生產(chǎn)廠商的技術(shù)手冊中得到。軟件特征是指指令系統(tǒng)特性和開發(fā)支持環(huán)境，指令特性即我們熟悉的單片機(jī)的尋址方式，數(shù)據(jù)處理和邏輯處理方式，輸入輸出特性及對電源的要求等等。開發(fā)支持的環(huán)境包括指